گیج فشار: تعریف، انواع، کاربردها، قطعات، مزایا و معایب

در این مقاله میخواهیم به انواع گیج فشار ، کاربردها ، اجزای ساخته‌شده ، مزایا و معایب این قطعه پرمصرف صنعتی بپردازیم.

فهرست:

معرفی
فشارسنج چیست؟
انواع فشارسنج
معرفی برخی از انواع گیج فشار
فشارسنج ها چگونه ساخته می شوند؟
چگونه و کجا از فشارسنج ها استفاده می شود؟
کاربرد های گیج فشار
مزایا
معایب
نتیجه

گیج فشار تمام استیل 10 سانتیمتر اتصال از زیر 1/4 اینچ ، 10 بار ویکا

معرفی

فشارسنج ها یک دستگاه اندازه‌گیری معمولی هستند که برای نظارت بر فشار در خطوط لوله و تضمین حرکت ایمن گازها، مایعات و بخار استفاده می‌شود. نمایشگر پمپ‌ها، سیستم‌های انتقال و انواع مختلف نازل‌های اسپری با استفاده از فشارسنج‌ها ارزیابی می‌شوند.

انگیزه اصلی فشار سنج‌ها ارائه اطلاعات در مورد وضعیت یک سیستم و جلوگیری از آسیب به تجهیزات و نشتی است. یک گیج فشار درجه یک که به درستی نصب شده‌باشد، صرف نظر از هزینه‌آن، باعث صرفه جویی در زمان و هزینه‌ها می‌شود.

فشارسنج چیست؟

گیج فشار روش یا وسیله‌ای برای اندازه‌گیری یا تخمین سیال، گاز، آب یا شدت بخار در ماشین‌های تحت فشار است که از نشتی یا تغییرات فشاری که بر عملکرد سیستم تأثیر می‌گذارد اطمینان حاصل کند. هر گونه انحراف از استانداردهای قابل قبول می‌تواند بر عملکرد سیستم تأثیر بگذارد.

گیج‌های فشار بیش از 100 سال است که مورد استفاده قرار می‌گیرند و به طور مداوم در حال تکامل هستند تا با نیازهای برنامه‌های جدید مطابقت داشته باشند. استفاده و اجرای گیج‌های فشار، با عملکرد روزافزون سیستم‌های فشار، به آنها نیاز پیدا کرده‌است.

گیج فشار تمام استیل 16 سانت اتصال از زیر 1/2 اینچ ، 10 بار ویکا

انواع فشار سنج

انواع مختلف فشارسنج‌ها که به محل استفاده از گیج بستگی دارد، با اندازه‌ها، سبک‌ها و مواد مختلف که متناسب با کاربردهای خاص است طراحی شده‌اند.

فشار با نیروی مخالف اعمال‌شده در واحد سطح یک سطح تعیین می‌شود، تخمینی که به طور کامل با استفاده از روش‌ها و تکنیک‌های مختلف تعیین نمی‌شود. اندازه‌گیری صحیح فشار منوط به مرجعی است که فشار بر آن اندازه‌گیری می‌شود. گیج‌های فشار به دو دسته هیدرواستاتیک و مکانیکی تقسیم می‌شوند.

الف. فشار هیدرواستاتیکی

فشار هیدرواستاتیکی در اثر سنگینی سیال بالای نقطه اندازه‌گیری زمانی که سیال در حالت سکون است ایجاد می‌شود. ارتفاع مایع بر فشار هیدرواستاتیک تأثیر می‌گذارد. خواص هیدرواستاتیکی یک مایع ثابت نیست و تحت تأثیر چگالی و گرانش مایع است.

ب. فشار مکانیکی

فشار مکانیکی توسط دم یا لوله بوردون که فشار سیال را به نیرو تبدیل می‌کند اندازه‌گیری یا تخمین زده می‌شود.

انواع گیج فشار

1. گیج فشار مطلق

گیج‌های فشار مطلق برای اندازه‌گیری فشار مستقل از نوسانات طبیعی فشار اتمسفر استفاده می‌شوند. یک خلاء مرجع به طرف عنصر اندازه‌گیری متصل است که در معرض فشار نیست. یک دیافراگم محفظه رسانه را از محفظه خلاء جدا می کند و با افزایش فشار وارد محفظه خلاء می شود.

2. گیج فشار لوله بوردون

گیج فشار لوله بوردون دارای یک لوله الاستیک است که از یک طرف به یک سوکت، لحیم یا جوش داده‌شده‌است. تنظیم فشار باعث انحراف در لوله می‌شود. این متناسب با فشار اعمال شده‌است و با اشاره‌گر به چرخ دنده چرخشی فرستاده می‌شود. استاندارد کار گیج فشار بوردون این است که یک لوله منحنی با اعمال فشار صاف می‌شود. فشار وارده با شماره‌گیری یا بازخوانی دیجیتال نشان داده‌می‌شود. فشار سنج‌های لوله بوردون برای اندازه‌گیری فشار گاز، بخار یا مایعات استفاده می‌شود.

3. فشار سنج دم

دم در فشار سنج دم از لوله‌های فلزی فنری با دیواره نازک ساخته‌شده‌است که شکلی شبیه آکاردئون دارد. همانطور که فشار وارد می شود، روی دم در انتهای آزاد دنبال می‌شود و باعث انبساط و ایجاد حرکت می‌شود. اندازه‌گیری فشار زوزه بسیار ظریف است و برای کاربردهای با کرنش کم استفاده می‌شود.

4. گیج فشار دیافراگمی

گیج فشار دیافراگمی همه کاره است و با اعمال فشار جابه جا می‌شود. این نوع فشارسنج با قاعده ای مشابه با فشار سنج بوردون کار می‌کند، اما فشار را با استفاده از گلویی به جای سیلندر قابل انطباق اندازه‌گیری می‌کند. گلویی که بین دو فلنج قرار می‌گیرد، برای تعیین تضاد بین فشار اعمال شده و فشار مرجع استفاده می‌‌شود. استفاده اصلی از گیج فشار دیافراگمی برای اندازه گیری فشار سطح پایین است.

5. گیج فشار کپسولی

یک گیج فشار کپسولی دارای دو دیافراگم نازک موجدار متحدالمرکز است که در اطراف مرزهای خود محکم به هم مهر و موم شده‌اند. یکی از دیافراگم ها سوراخی در مرکز دارد که اجازه ورود هوای محیط را می‌دهد. در نقطه‌ای که فشار وارد می شود، دیافراگم ها منبسط یا منقبض می شوند. این تنظیم شکل یک حرکت چرخشی ایجاد می کند که روی صفحه سنج ظاهر می شود. فشار سنج کپسولی برای اندازه گیری مواد استفاده می شود و منحصراً برای اندازه گیری فشار گازها هم استفاده می شود.

6. فشارسنج دیجیتال

یک گیج فشار دیجیتال فشار را بر روی صفحه نمایش LCD نشان می‌دهد و از مبدلی استفاده می‌کند که مقدار فشار را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند. انواع مختلفی از طرح‌ها و سبک‌های فشارسنج دیجیتال وجود دارد، انواعی که می‌توانند برای آزمایش میدانی انجام شوند و انواعی که روی خط لوله نصب می‌شوند.

پیش نیاز گیج های فشار دیجیتال یک منبع تغذیه است که معمولا یک باتری است. گیج های فشار آنالوگ دقیقاً بدون نیاز به منبع تغذیه کار می‌کنند.

7. فشار سنج دیفرانسیل

گیج‌های فشار دیفرانسیل کنتراست بین فشار را در دو محفظه اندازه‌گیری می‌کنند که توسط عنصری از هم جدا شده‌اند که بر اساس پیشرفت فشار به سمت و سوی هم حرکت می‌کنند. حرکت عنصر باعث حرکت در نشانگر روی صفحه گیج فشار می‌شود یا نمایشگر دیجیتالی مقدار فشار را به طور واضح نشان می‌دهد. یکی از درگاه‌های گیج در سمت بالا و دیگری در سمت پایین قرار می‌گیرد که افت فشار روی گیج را نشان می‌دهد. در چند مورد، یک پیستون مغناطیسی خطی بین دو محفظه فشار قرار می‌گیرد که آهنربای چرخشی متصل به نشانگر گیج یا نمایشگر دیجیتال را می‌کشد.

8. فشار سنج پیزومتر

پیزومتر نوعی مانومتر است که برای اندازه گیری محدوده فشار متوسط مایعات استفاده می‌شود. این قطعه یک لوله شیشه‌‌ای ساده است که دو سر آن باز است. یک سر آن به لوله‌ای متصل می‌شود که در آن فشار مایع اندازه‌گیری می‌شود، در حالی که انتهای مخالف به اتمسفر باز است. لوله به حدی به سمت بالا متصل است که مایع موجود در لوله بتواند به داخل لوله بالا رود. خوانش فشار با ارتفاع سیال در لوله نشان داده‌می‌شود.

9. فشارسنج‌های صفحه‌ای یا آنالوگ

مقیاس روی گیج فشار را می‌توان به سه بخش جدا کرد که بخش اول و سوم کمترین دقت و بخش میانی یا دوم قابل اعتمادترین هستند. در حین انتخاب یک بررسی کشش ساده، به فشار معمولی نیاز دارید تا به قسمت مرکزی صفحه بیفتد.

10. فشار سنج مانومتر

این فشارسنج‌ها با تنظیم یک بخش از مایع در برابر بخش دوم مایع، فشار روی سیال را اندازه‌گیری می‌کنند. این نوع گیج فشار کم‌مشکل‌ترین نوع است و شامل یک لوله شفاف به‌عنوان «U» است که تا حدودی با مایع مانومتری مانند جیوه بارگیری می‌شود.

فشارسنج ها چگونه ساخته می شوند؟

از آنجایی که انواع زیادی از فشارسنج ها وجود دارد، توصیف ساخت هر نوع غیرممکن است. برای اختصار، این بحث بر روی ساخت گیج فشار بوردون متمرکز خواهد شد.

گیج فشار تمام استیل 6 سانتیمتر اتصال از زیر 1/4 اینچ ، 10 بار ویکا مدل G

الف) کیس

کیس‌های فشار سنج از پلاستیک، فولاد، فلز یا معمولاً فولاد ضد زنگ ساخته‌شده‌اند. پیچیدگی و نوع کیس نشانگر میزان هزینه‌ای است که برای ساخت آن انجام شده‌است. فنولیک، رزینی که با استفاده از فنل ها و آلدئیدها تولید می شود، در شرایط تهاجمی و مضر مانند شرایط تولید مواد شیمیایی و پتروشیمی استفاده می‌شود.

کیس‌ها را می‌توان با گلیسیرین یا سیلیکون پر کرد تا از تراکم جلوگیری کند و از محیط‌های خورنده که می‌تواند به مکانیسم داخلی آسیب برساند، ایمنی ایجاد کند.

ب) سوکت

سوکت قسمت اولیه گیج فشار است که برای کنتاکت‍های مایع فشرده است. گیج‌های معقول دارای یک سوراخ در محل اتصال منبع تغذیه هستند، در حالی که گیجهای فشار گران‌قیمت دارای یک سوراخ رزوه‌دار اضافی برای سوراخ محدودکننده هستند. تعبیه یک سوراخ محدودکننده از ورود ذرات به گیج و مسدود شدن گیج جلوگیری می‌کند.

ج) قسمت جوشکاری

به انتهای لوله بوردون در جایی که پیوند متصل است جوش داده‌می‌شود.

د) اشاره گر

انواع نشانگرها با توجه به انواع تنظیمات ظریفی که نشانگر اجازه می دهد و پیچیدگی نشانگر متفاوت است. نشانگرهای گیج‌کننده‌تر و اصلاح‌شده‌تر امکان تغییر در ارتفاع یا سایش ناشی از ضربان‌ها و لرزش‌ها را فراهم می‌کنند.

ه) نمایش

خوانش‌های گیج فشار می‌تواند در یک صفحه نمایش آنالوگ به سبک شماره‌گیری یا به‌عنوان یک بازخوانی دیجیتال نشان داده شود. همانند فاکتورها، انواع نمایشگرها نیز بسته به نوع و طراحی گیج فشار متفاوت است. مقیاس صفحه فشار سنج بر اساس طراحی و نوع گیج فشار کالیبره شده‌است. در مورد لوله بوردون، صفحه به لوله بوردون کالیبره می‌شود.

و) شیشه جلوی گیج

جلو یا روی یک فشارسنج پنجره ای است که از آن در برابر محیط محافظت می کند و از مکانیسم داخلی محافظت می کند. این می تواند از شیشه، شیشه سکوریت یا پلاستیک ساخته شود. پنجره به عنوان یک غشای شفاف عمل می کند که به کاربر اجازه می دهد تا صفحه گیج را ببیند و اطلاعات را بخواند.

چگونه و کجا از فشارسنج ها استفاده می شود؟

1. اتومبیل

در حین بررسی فشار سنج ها برای یک وسیله نقلیه، اصلی ترین چیزی که مورد توجه قرار می گیرد گیج فشار باد لاستیک ها است. با این حال، گیج فشار هوا بسیار مهم است، چند فشارسنج دیگر وجود دارد که چارچوب های مختلف خودرو را کنترل می کند، به عنوان مثال، خنک کننده روغن و خنک کننده موتور.

2. تولید نفت

در تجارت نفت، خطوط جریان، جداکننده ها و مخازن انبار تحت نوعی فشار هستند. هر قسمت از عملیات نفت، از سر چاه تا مخزن، توسط یک فشارسنج کنترل و هدایت می‌شود. همه گیج‌های صنعت نفت دارای تدابیر ایمنی برای امنیت کارگران هستند زیرا وقتی فشار بیش از حد بالا می‌رود می‌توانند منفجر شوند.

3. صنایع غذایی

به دلایل ایمنی و بهداشتی، گیج‌های فشار فرآوری مواد غذایی باید سطحی فوق‌العاده صاف داشته باشند تا آلاینده‌ها، میکروارگانیسم‌ها و تجمع‌ها نتوانند در لایه بیرونی فشارسنج گیر کنند.

4. صنایع شیمیایی

گیج‌های فشار برای صنایع شیمیایی معمولا برای رسیدگی به مسائل محیط‌های مختلف و شرایط بسیار تهاجمی طراحی می‌شوند. گیج‌های فشار صنایع شیمیایی نیاز به تعمیر و تعویض مداوم دارند. برای امنیت دستگاه، فشار سنج‌های صنایع شیمیایی با تانتالوم یا پلی تترافلوئورواتیلن (PTFE) پوشانده شده‌اند که به ویژه در برابر خوردگی ایمن هستند.

5. هوانوردی

ابزارهای متنوعی وجود دارد که خلبان را از وضعیت و نوسانات فشار هواپیما مطلع می‌کند. گجت‌های سنجش فشار را می‌توان در گروه پرواز و گروه موتور یافت. آنها حیاتی‌ترین و اساسی‌ترین جنبه‌های فعالیت هواپیما هستند، زیرا وسیله‌ای برای حفظ کار ایمن هواپیما هستند.

6. هیدرولیک

گیج فشار هیدرولیک یک بخش اساسی از عملکرد یک دستگاه هیدرولیک است. گیج های فشار ناکافی می تواند به طور نامطلوبی بر عملکرد سیستم تأثیر بگذارد و می تواند به پیشرفت فرآیند تولید آسیب برساند. هرگونه تغییر فشار قابل تشخیص می تواند نشان دهنده نشتی در سیستم یا آسیب به یک قطعه هیدرولیک باشد. گیج‌های فشار هیدرولیک باید برای کار در شرایط سخت و خطرناک بسیار دقیق و مجهز باشند.

کاربردهای گیج‌فشار:

در زیر به کاربردهای فشار سنج اشاره شده‌است :

گیج های فشار دیفرانسیل برای نظارت بر فیلتراسیون، سطح سیال و جریان مایع در سرمایه گذاری های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. آنها در پالایشگاه‌ها، خطوط تولید پتروشیمی و شیمیایی، نیروگاه‌ها و اتاق‌های تمیز در میان مکان‌های مختلف بسیار مهم هستند.

گجت‌های اندازه‌گیری گیج فشار شناخته‌شده‌ترین تجهیزات اندازه‌گیری فشار در دنیای صنعتی، به ویژه در مشاغل پالایشگاهی، مصنوعی، پتروشیمی، دارو، مواد غذایی، تبرید، خنک‌کننده و گندزدایی هستند.

گیج‌های فشار مطلق برای نظارت بر فشار غوطه وری آدیاباتیک توسط هواشناسان و انجام فعالیت های پالایشی در صنعت پالایش نفت استفاده‌می‌شوند. همچنین می توان از آنها برای اندازه گیری فشار بخار سیالات و راکتورهای خلاء استفاده کرد، در واقع نگاهی به ریزش در مخازن و مدارها انداخته و کاهش کشش بخش‌های خلاء تصفیه‌شده را اندازه گیری کرد.

گیج فشار تمام استیل 10 سانتیمتر اتصال از زیر 1/2 اینچ ، 6 بار ویکا

مزایای فشارسنج:

مزایای فشار سنج در کاربردهای مختلف به شرح زیر‌است:

گیج‌های فشار در بسیاری از کاربردها و صنایع مانند طراحی مکانیکی، نیروی آب/پنوماتیک و فعالیت‌های خدمات عمومی/آزمایشی ارزشمند هستند.
گیج های فشار مدرن طول عمر گیج و در نتیجه دقت خواندن را تضمین می‌کنند.
فشارسنج های دیجیتال سریع و دقیق هستند.
هیچ تفسیری از اپراتور مورد نیاز نیست
هیچ خطای اختلاف منظر در فشار سنج‌ها وجود ندارد.
قابلیت نور پس زمینه در فشار سنج‌ها وجود دارد.
خواندن ثابت در ارتعاش بالا.
بازنگری آنها دشوار نیست.
گیج های فشار لوله بوردون خوانش دقیقی را ارائه می‌دهند.
لوله بوردون مقرون به صرفه‌است.
ساخت لوله بوردون ساده‌است.
می توان آنها را با تغییر دادن خروجی های الکتریکی ساخت.
در هر صورت، برای اندازه گیری فشار بالا، آنها بی خطر هستند.
دقت فوق العاده‌است، به خصوص در فشارهای بالا.

معایب گیج فشار:

در زیر معایب گیج‌های فشار در کاربردهای مختلف آنها آورده‌شده‌است.

مشاهده کل مقیاس یا روندها بسیار دشوار‌است.
آنها نمی توانند تمام مقادیری که نوسان دارند را بخوانند.
آنها به مقدار زیادی انرژی به استثنای انواع دستی نیاز دارند.
فشارسنج به آرامی به تغییرات فشار پاسخ می‌دهند.
گیج فشار در برابر لرزش و ضربه آسیب پذیر هستند.
از آنجایی که جابجایی انتهای آزاد لوله بوردون کم‌است، نیاز به افزایش‌است.
گیج فشار بوردون برای اندازه گیری های دقیق معقول نیست.

نتیجه

گیج فشار یک ابزار اندازه‌گیری فشار مایعات‌است. گیج‌های فشار برای راه‌اندازی و تنظیم ماشین‌های قدرت سیال مورد نیاز هستند و در عیب یابی آنها اساسی هستند. بدون فشار سنج، سیستم‌های قدرت مایع هم نامنظم و هم غیرقابل اعتماد خواهند بود. سیستم‌های قدرت سیال بدون گیج فشار نامنظم و خواهند بود. با توجه به دیدگاه دقت، نصب و تراز درست فشار سنج از دیدگاه های قابل توجه‌است.

گیج فشار تمام استیل 4 سانت اتصال از پشت 1/8 اینچ ، 10 بار ویکا