گیج فشار:طراحی و کاربردها

گیج فشار ابزاری است که برای اندازه گیری فشار گاز یا مایع طراحی شده است که شامل یک لوله متصل به ماده ای است که فشار آن اندازه گیری می شود و یک جزء که مقدار خوانش فشار را نشان می دهد.انواع مختلفی از فشارسنج ها موجود است (مانومتر فشار، مانومتر دیفرانسیل، گیج خلاء و غیره). کاربرد آنها به شرایط واقعی اندازه گیری و نوع ماده ای که فشار آن اندازه گیری می شود بستگی دارد. این متن تفاوت‌های بین فشارسنج‌های مختلف، کاربردهای معمول آنها را نشان می‌دهد.

انواع گیج فشار

انواع مختلفی از فشارسنج وجود دارد که هر کدام برای اندازه گیری فشار در شرایط و کاربردهای مختلف طراحی شده اند. انواع اصلی فشار سنج عبارتند از:

مانومترهای فشار که فشار مطلق را نسبت به فشار اتمسفر اندازه گیری می کنند. آنها به طور گسترده در کاربردهای صنعتی برای نظارت بر فشار در سیستم های هیدرولیک و پنوماتیک استفاده می شوند
مانومترهای دیفرانسیل که فشار تفاضلی بین دو نقطه را اندازه گیری می کنند. آنها در کاربردهایی استفاده می شوند که تفاوت در مقادیر فشار بین مناطق مختلف، به عنوان مثال در سیستم های تهویه یا فیلترهای هوا، مهم است..
گیج های خلاء برای اندازه گیری مقادیر زیر فشار اتمسفر طراحی شده اند. به عنوان مثال، آنها برای اندازه گیری فشار خلاء در سیستم های صنعتی یا آزمایشگاهی استفاده می شوند.
گیج های فشار مطلق، فشار مطلق، نه دیفرانسیل را در کاربردهایی که باید از انحرافات مربوط به نوسانات فشار اتمسفر اجتناب شود، استفاده می کنند.
گیج های فشار و دما اندازه گیری فشار و دما را به طور همزمان تسهیل می کنند. آنها برای کنترل فرآیندهایی استفاده می شوند که در آن فشار و دما ضروری است.

برای انتخاب نوع گیج فشار مناسب، باید انتخاب خود را بر اساس کارکرد اندازه گیری خاص و شرایط محیطی که گیج در آن استفاده می شود، انجام دهید.

گیج فشار – طراحی و اصول عملکرد

گیج های فشار را نیز می توان بر حسب طراحی و مکانیسم اندازه گیری طبقه بندی کرد. برای چند طرح فشار سنج به موارد زیر توجه کنید:

گیج های فشار لوله بوردون بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. آنها شامل یک لوله بوردون نازک، فلزی و مارپیچی شکل هستند. افزایش فشار منجر به انبساط لوله می شود و در نتیجه باعث حرکت سوزن نشانگر روی صفحه می شود. آنها نسبتاً ارزان هستند، طراحی آنها ساده است و در محدوده های اندازه گیری مختلف عمل می کنند.
گیج های فشار کپسولی به جای لوله بوردون دارای دیافراگم فلزی هستند. فشار وارد بر دیافراگم منجر به تغییر شکل آن می شود که به حرکت سوزن نشانگر تبدیل می شود. از این فشارسنج ها در مواردی استفاده می شود که از مسائل معمولی که بر لوله های بوردون تأثیر می گذارد، مانند ارتعاشات و خوردگی، باید اجتناب شود.
در فشارسنج های دیافراگمی، فشار اندازه گیری شده بر دیافراگم انعطاف پذیری تأثیر می گذارد که حرکت آن به سوزن نشانگر منتقل می شود. آنها در جاهایی استفاده می شوند که در آن محافظت در برابر محیط خارجی و دقت اندازه گیری بالا مورد نیاز است.
گیج های فشار لوله حلزونی به جای لوله بوردون معمولی با مقطع مستطیلی از یک لوله مارپیچ استفاده می کنند. بنابراین در برابر ارتعاشات مقاومت بیشتری دارند و طراحی آنها در مقایسه با فشار سنج با لوله کلاسیک بوردون استحکام بیشتری دارد.
گیج های فشار مویرگی زمانی استفاده می شوند که به اندازه گیری با دقت بسیار بالای مقادیر فشار کوچک نیاز باشد. این نوع گیج ها با لوله های بوردون بسیار نازک برای اندازه گیری دقیق تغییرات فشار کوچک عرضه می شوند.
گیج های فشار و دما با دو لوله بوردون از این لوله ها برای انجام اندازه گیری فشار و دما به طور همزمان استفاده می کنند.
گیج های فشار خشک به گونه ای طراحی شده اند که اجزای اندازه گیری داخلی از محیط خارجی جدا شده و این امر تماس مستقیم بین محیط اندازه گیری و مکانیسم داخلی را از بین می برد. آنها را فشار سنج “خشک” می نامند، زیرا هیچ مایعی در داخل آنها وجود ندارد.
در فشار سنج های پر از گلیسیرین، گلیسیرین محیط انتقال فشار است. آنها اغلب در کاربردهای مختلف، به عنوان مثال در صنایع شیمیایی، غذایی و دارویی و همچنین در آزمایشگاه ها استفاده می شوند. گلیسیرین در داخل یک لوله انعطاف پذیر نازک قرار داده شده در این فشارسنج ها وجود دارد. با افزایش فشار، لوله تغییر شکل می دهد و باعث حرکت سوزن نشانگر روی صفحه نمایش می شود. علاوه بر این، گلیسیرین حرکت سوزن را کاهش می دهد، که هر گونه ارتعاش و نوسان را کاهش می دهد تا از خواندن راحت و دقیق اطمینان حاصل شود.

برای انتخاب طراحی مناسب گیج فشار ، باید بر اساس شرایط عملیاتی و محدوده اندازه گیری لازم، انتخاب خود را انجام دهید.

انواع فشار اندازه گیری شده

ما قبلاً برخی از اصطلاحات را در مورد انواع فشار ذکر کردیم. مدل های گیج فشار را می توان با توجه به نوع فشاری که نشان می دهند تقسیم بندی کرد.

فشار مطلق فشاری است که نسبت به خلاء کل اندازه گیری می شود. یعنی مقدار فشار اتمسفر به مقدار فشار واقعی اضافه می شود. مقدار فشار مطلق همیشه مثبت است. گیج‌های فشار مطلق برای فرآیندهایی استفاده می‌شوند که به دقت نیاز دارند و حتی نوسانات جزئی می‌توانند بر روند آنها تأثیر بگذارند.
از طرف دیگر فشار نسبی تفاوت بین فشار اندازه گیری شده و فشار اتمسفر است. اگر مقدار فشار اندازه گیری شده بیشتر از مقدار فشار اتمسفر باشد، فشار بیش از حد رخ می دهد. برعکس، اگر این مقدار کوچکتر باشد، فشار منفی رخ می دهد. چنین اندازه گیری هایی برای مثال هنگام بررسی فشار لاستیک خودرو استفاده می شود. فشار دیفرانسیل نیز وجود دارد. تفاوت فشار بین دو نقطه در سیستم را نشان می دهد.گیج های فشار دیفرانسیل اغلب در سیستم های تهویه استفاده می شوند.

گیج فشار در مقابل فشارسنج

فشارسنج ها و گیج های فشار دو ابزار اندازه گیری مختلف هستند که برای اندازه گیری انواع مختلف فشار اتمسفر استفاده می شوند. تفاوت های اصلی شامل موارد زیر است:

نوع فشار اندازه گیری شده: گیج فشار برای اندازه گیری فشار در سیستم های بسته مانند لوله ها، مخازن یا سیستم های هیدرولیک و پنوماتیک استفاده می شود. معمولاً فشار را در رابطه با یک سطح مرجع اندازه گیری می کند، سطح دوم اغلب فشار اتمسفر یا فشار دیگر است. از سوی دیگر، فشارسنج ابزاری است که برای اندازه گیری فشار اتمسفر در فضاهای باز طراحی شده است. فشار اتمسفر را عمدتاً در سطح زمین اندازه گیری می کند.
کاربردها: گیج های فشار در زمینه های مختلفی مانند صنعت، علم و پزشکی برای اندازه گیری فشار در سیستم ها و تجهیزات مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال، از آنها برای آزمایش یکپارچگی خط گاز استفاده می شود.اما فشارسنج ها عمدتاً در هواشناسی برای نظارت بر تغییرات فشار اتمسفر استفاده می شوند. این ابزار همچنین در ناوبری هوایی استفاده می شود، جایی که اندازه گیری فشار اتمسفر برای اطمینان از ایمنی پرواز مهم است.
واحدهای اندازه گیری: واحدهای اندازه گیری گیج فشار سنج شامل psi (پوند بر اینچ مربع)، پاسکال، بار، اتمسفر و غیره است. واحدهای اندازه گیری مورد استفاده توسط فشارسنج معمولاً شامل هکتوپاسکال (hPa)، تورس (Tr) یا میلی متر جیوه (mmHg) است.

کاربردهای گیج های فشار

گیج های فشار در زمینه های مختلف از جمله صنعت و پزشکی کاربرد دارند. از جمله کاربردهای صنعتی، نظارت بر فشار در سیستم های هیدرولیک، پنوماتیک، سرمایش یا گرمایش و تهویه مطبوع است. گیج های فشار نیز در ماشین آلات و تجهیزات صنعتی مانند کمپرسورها، بویلرها و مخازن تحت فشار برای نظارت و کنترل فشار نصب می شوند. به عنوان مثال، این امر به ویژه در صنایع فرآوری مواد غذایی یا داروسازی اهمیت دارد. علاوه بر این، گیج های فشار در کاربردهای خودرو استفاده می شود، به عنوان مثال در موتورهای خودرو برای نظارت بر فشار روغن، که برای عملکرد صحیح آنها بسیار مهم است.