گیج فشار چیست؟

گیج فشار ابزاری هست که برای اندازه گیری فشار محیط در یک سیستم طراحی شده اند. اندازه گیری فشار در سیستم شما یک مرحله کیفیت حیاتی برای اطمینان از سازگاری محصول و بررسی ایمنی برای آگاهی از نشتی یا فشار ساخت در یک سیستم است.

قبل از تعیین یک گیج، مهم است که اصول اولیه فشار چیست را درک کنید. سپس فشار سنج صحیح را می توان بر اساس معیارهای انتخاب تعیین کرد تا فشار درون سیستم به طور دقیق اندازه گیری شود. حتی بهترین تجهیزات اندازه گیری نیز انحراف خاصی از مقدار واقعی ایجاد می کند. این مهم است که بدانیم این دقت اندازه گیری چگونه تعریف می شود. گیج های دیجیتال در مقایسه با گیج های آنالوگ از دقت بالاتری برخوردار هستند.

مبانی فشار و اندازه گیری فشار

فشار بیانگر مقدار نیروی اعمال شده عمود بر سطح در واحد سطح است. در یک مایع یا گاز راکد، این مقدار نیرویی است که به دیواره ظرف در یک نقطه معین وارد می شود.

فشار استاتیک در همه جهات یکنواخت است. با این حال، یک سیال متحرک فشار اضافی را در جهت جریان وارد می کند در حالی که تأثیر ناچیزی بر سطوح موازی با جهت جریان دارد (شکل ۱). این فشار اضافی را فشار دینامیکی می نامند. فشار کل یک جریان (که به آن فشار ایستایی نیز می گویند) مجموع فشار استاتیک و دینامیکی در آن جریان است.

اگر ابزاری رو به جهت جریان باشد، فشار کل جریان را اندازه گیری می کند. ابزارهای مورد بحث در اینجا برای اندازه گیری فشار استاتیک در یک سیستم طراحی شده اند.

فشار اغلب به سه شکل اندازه گیری می شود:

• فشار مطلق نشان دهنده مقدار کل نیرو در واحد سطح است. یک خلاء کامل دارای فشار مطلق صفر است در حالی که جو زمین در سطح دریا دارای فشار مطلق ۱ اتمسفر است.
• فشار گیج همان چیزی است که اکثر فشارسنج ها نشان می دهند که فشار محیط نسبت به فشار اتمسفر است. این بدان معنی است که فشار گیج فشار مطلق منهای فشار اتمسفر است. اگر یک فشارسنج برای اندازه گیری فشارهای کمتر از فشار اتمسفر (معروف به فشار خلاء) طراحی شده باشد، ممکن است به عنوان “گیج خلاء” برچسب گذاری شود و منفی ممکن است حذف شود. برای نشان دادن اینکه یک اندازه گیری فشار نسبت به فشار اتمسفر است، حرف “g پس از فشار واحد است، به عنوان مثال. psi g 50
• فشار دیفرانسیل به سادگی اختلاف فشار بین دو نقطه داده شده است. برخی از گیج‌ها این اندازه‌گیری را برای ایجاد راحتی با حذف نیاز به کم کردن دو خوانش فشار در یک سیستم ارائه می‌کنند.

معیارهای انتخاب

گیج های فشار دارای طرح های بسیار متنوعی هستند که هر کدام کاربردها و صنایع خاصی را مورد هدف قرار می دهند. مهم است که با عوامل موثر بر انتخاب گیج مناسب برای سیستم خود آشنا شوید.

واحدهای فشار

گیج های فشار در واحدهای نمایشگر مختلفی وجود دارند. واحدهای رایج مورد استفاده در گیج های فشار همراه با تبدیل آنها به معادل آنها در پاسکال در زیر ذکر شده است:

Pascal (Pa or N/m2)
1 Bar	= 105
1 at (kg/cm2 or kgf/cm2 or Technical Atmosphere)	= 9.80 665 × ۱۰۴
1 atm (Standard Atmosphere)	= 1.01 325 × ۱۰۵	= ۷۶۰ Torr
1 Torr (mmHg or Millimeter of mercury)	= 1.333 224 × ۱۰۲
1 cmH2O (cmWc or Centimeter of water)	= 98.0665	= 10 mmH2O
1 mmH2O (mmWc or Millimeter of water)	= 9.80 665
1 lbf/in2 (Psi)	= 6.8 948 × ۱۰۳	= ۱۶ ozf/in2
1 oz/in2 (ozf/in2)	= 4.30 922 × ۱۰۲
1 inHg (inch of mercury)	= 3.37 685 × ۱۰۳

محدوده های فشار

استاندارد اروپایی EN 837 رویه های استاندارد شده، الزامات طراحی، آزمایش و راهنمای نصب را برای فشار سنج های رایج ارائه می دهد. EN 837-1 و EN 837-3 اطلاعاتی در مورد طراحی صفحه های مقیاس های متحدالمرکز ارائه می دهند. گیج‌های فشار می‌توانند با طیف گسترده‌ای از گیج‌های فشار آب کم فشار گرفته تا فشارسنج‌های فشار هیدرولیک بالا که اغلب مجهز به snubber هستند، کار کنند. واحد ترجیح داده شده فشار بار است و محدوده فشار به شرح زیر است:

محدوده فشار بر حسب بار

۰٫٫٫۰٫۶	۰٫٫٫۱	۰٫٫٫۱٫۶	۰٫٫٫۲٫۵	۰٫٫٫۴
۰٫٫٫۶	۰٫٫٫۱۰	۰٫٫٫۱۶	۰٫٫٫۲۵	۰٫٫٫۴۰
۰٫٫٫۶۰	۰٫٫٫۱۰۰	۰٫٫٫۱۶۰	۰٫٫٫۲۵۰	۰٫٫٫۴۰۰
۰٫٫٫۶۰۰	۰٫٫٫۱۰۰۰	۰٫٫٫۱۶۰۰

محدوده فشار بر حسب میلی بار

۰٫٫٫۱	۰٫٫٫۱٫۶	۰٫٫٫۲٫۵	۰٫٫٫۴	۰٫٫٫۶
۰٫٫٫۱۰	۰٫٫٫۱۶	۰٫٫٫۲۵	۰٫٫٫۴۰	۰٫٫٫۶۰
۰٫٫٫۱۰۰	۰٫٫٫۱۶۰	۰٫٫٫۲۵۰	۰٫٫٫۴۰۰	۰٫٫٫۶۰۰

محدوده خلاءبر حسب بار

در فشار سنج های خلاء، با افزایش خلاء، نشانگر در جهت خلاف جهت عقربه های ساعت می چرخد.

-۰٫۶٫٫٫۰

-۱٫٫٫۰

محدوده خلاء بر حسب میلی‌بار

-۱٫٫٫۰	-۱٫۶٫٫٫۰	-۲٫۵٫٫٫۰	-۴٫٫٫۰	-۶٫٫٫۰
-۱۰٫٫٫۰	-۱۶٫٫٫۰	-۲۵٫٫٫۰	-۴۰٫٫٫۰	-۶۰٫٫٫۰
-۱۰۰٫٫٫۰	-۱۶۰٫٫٫۰	-۲۵۰٫٫٫۰	-۴۰۰٫٫٫۰	-۶۰۰٫٫٫۰

محدوده فشار و خلاء ترکیبی بر حسب بار

-۱٫٫٫۰٫۶	-۱٫٫٫۱٫۵	-۱٫٫٫۳	-۱٫٫٫۵
-۱٫٫٫۹	-۱٫٫٫۱۵	-۱٫٫٫۲۴

اندازه اسمی

اندازه اسمی (NS) یک گیج، قطر گیج است. اندازه های اسمی گیج ها طبق استاندارد EN 837 به شرح زیر است:

۴۰، ۵۰، ۶۳، ۸۰، ۱۰۰، ۱۶۰ و ۲۵۰ میلی متر

کلاس دقت

کلاس های دقت (KL) حداکثر حاشیه خطای مجاز را برای هر فشارسنج بر حسب درصد حداکثر قرائت مقیاس تعیین می کند. به عنوان مثال، یک فشار سنج با حداکثر خواندن ۱۰ بار و کلاس دقت ۴ ممکن است ۴٪ (۰٫۴ بار) از فشار واقعی منحرف شود.

کلاس دقت	حدود خطای مجاز (درصد فاصله)
۰٫۱	۰٫۱%
۰٫۲۵	۰٫۲۵%
۰٫۶	۰٫۶%
۱	۱%
۱٫۶	۱٫۶%
۲٫۵	۲٫۵%
۴	۴%

مواد

از آنجایی که گیج‌های فشار از عناصر مختلفی در اندازه‌گیری فشار استفاده می‌کنند، هنگام انتخاب فشارسنج مناسب، توجه به سازگاری شیمیایی مواد مهم است.

انواع نصب و اتصال

• اتصال رزوه ای استاندارد: این نوع گیج به سادگی در یک رزوه موجود پیچ ​​می شود. رزوه ها با استفاده از مهر و موم فشاری برای رزوه های مخروطی و O-ring برای رزوه های موازی آب بندی می شوند.
• گیج فشار یکپارچه: این نصب گیج فشار توسط یک رزوه زن جای می گیرد.
• گیج فشار فلنجی: این نوع نصب برای کسانی که می خواهند فشار سنج را روی کابینت کنترل نصب کنند ارائه می شود.

ایمنی و عمر خدمات

طبق استاندارد EN 837-2، برای اهداف ایمنی، فشار سنج باید با محدوده ای انتخاب شود که حداکثر فشار کاری از ۷۵ درصد حداکثر مقدار مقیاس برای فشار ثابت یا ۶۵ درصد از حداکثر مقدار مقیاس برای فشار چرخه ای تجاوز نکند.

هنگام استفاده از رسانه های فشار خطرناک مانند اکسیژن، استیلن، مواد قابل احتراق و مواد سمی، لازم است یک فشار سنج با اقدامات ایمنی اضافی مانند یک دستگاه دمنده در عقب انتخاب شود. این اقدامات ایمنی تضمین می کند که هرگونه نشتی یا ترکیدن قطعات تحت فشار به کسی در قسمت جلوی ترازو آسیب نمی رساند.

کل گیج هایی که مستعد ارتعاشات مکانیکی ثابت هستند اغلب با روغن یا گلیسیرین پر می شوند. این مورد در مورد فشار سنج های مورد استفاده در واشرهای فشار قوی است.

در فشارهای با ضربان سریع، مانند قرار دادن گیج‌ها توسط پمپ‌های رفت و برگشتی، معمولاً از محدودیت روزنه‌ای برای یکنواخت کردن نوسانات فشار و ارائه یک قرائت متوسط ​​استفاده می‌شود. این باعث افزایش طول عمر گیج با حذف سایش غیر ضروری روی چرخ دنده های گیج می شود. فرسودگی و ساییدگی گیج ها در طول زمان طبیعی است.

تکنیک های اندازه گیری فشار

تکنیک‌های زیادی برای اندازه‌گیری فشار در یک سیستم توسعه داده شده‌اند که بر این اساس به عنوان مکانیزم اصلی در بسیاری از فشارسنج‌های موجود امروزه استفاده می‌شود. در میان این تکنیک‌ها، گیج‌های آنروید که به نام گیج‌های مکانیکی نیز شناخته می‌شوند، پرکاربردترین فناوری هستند.

گیج های آنروئیدی فشار را با استفاده از یک عنصر پاسخگو به فشار فلزی اندازه گیری می کنند. این عنصر اشکال مختلفی دارد، اما اصل کارکرد اصلی آن یکسان است که تحت اعمال اختلاف فشار به طور الاستیک خم می شود. سپس تغییر شکل این عنصر را می توان اندازه گیری کرد و به چرخش یک اشاره گر روی نمایشگر مقیاس تبدیل کرد. سه گیج اصلی آنروئید عبارتند از لوله بوردون، دیافراگم و عنصر کپسول.

گیج لوله بوردون

لوله بوردون یک لوله با دیواره نازک صاف و با انتهای بسته است که به شکل C یا مارپیچ شکل می گیرد، همانطور که در شکل ۲ نشان داده شده است. هنگامی که فشار سیال به داخل این لوله اعمال می شود، سطح مقطع بیضی لوله بیشتر می شود. دایره ای است و لوله را صاف می کند. زمانی که فشار سیال از بین برود، لوله شکل خود را به دست خواهد آورد. تغییر شکل این لوله باعث ایجاد الگوی حرکتی در انتهای آزاد لوله می شود که با پیوندها و چرخ دنده ها به چرخش اشاره گر تبدیل می شود.

یک لوله بوردون فشار گیج (نسبت به فشار اتمسفر) را اندازه گیری می کند. لوله بوردون به دلیل حساسیت، خطی بودن و دقت عالی، متداول ترین نوع فشار سنج است. درباره فشار سنج های لوله بوردون بیشتر بدانید.

کاربردهای گیج لوله بوردون

گیج‌های لوله بوردون در طرح‌ها و تخصص‌های مختلف برای ارائه طیف متنوعی از کاربردها وجود دارند. محدوده فشار گیج های لوله بوردون از ۰ تا ۰٫۶ بار تا ۰ تا ۱۶۰۰ بار با کلاس دقت معمولاً بین ۰٫۱ و ۴٫۰ متغیر است.

گیج دیافراگم

یک گیج فشار دیافراگم از انحراف یک غشای منعطف استفاده می کند که دو محیط را از هم جدا می کند، همانطور که در شکل ۳ نشان داده شده است. یک طرف دیافراگم می تواند در معرض اتمسفر قرار گیرد که در این حالت فشار گیج اندازه گیری می شود، یا می توان آن را در برابر خلاء آب بندی کرد. در این صورت فشار مطلق قابل اندازه گیری است. دیافراگم اغلب فلزی یا سرامیکی است که می تواند بین دو فلنج بسته شود یا جوش داده شود. همانطور که فشار افزایش می یابد، دیافراگم را خم می کند، که با استفاده از چرخ دنده ها و اتصالات می تواند این را به اندازه گیری صفحه تبدیل کند.

کاربردهای گیج دیافراگم

گیج های فشار دیافراگمی برای گازهای خورنده، مایعات یا محیط های بسیار چسبناک مناسب هستند. این نوع گیج به طور گسترده در صنایع شیمیایی/پتروشیمی، نیروگاه ها، معدن، صنایع دریایی و فراساحلی و فناوری زیست محیطی استفاده می شود. محدوده اندازه گیری این نوع گیج بین ۰ … ۲٫۵ mbar و ۰ … ۲۵ bar با کلاس دقت معمولاً بین ۰٫۶ و ۲٫۵ قرار دارد.

گیج عنصر کپسول

گیج های فشار عنصر کپسولی برای اندازه گیری هوا و گازهای خشک در فشارهای پایین ساخته شده اند. این گیج از دو غشای دایره‌ای تشکیل شده است که در امتداد لبه بیرونی آن‌ها به هم وصل شده‌اند، همانطور که در شکل ۴ نشان داده شده است. یکی از دیافراگم‌ها دارای دهانه‌ای در وسط است که به رسانه‌ها اجازه ورود می‌دهد. انبساط یا انقباض محفظه به دلیل اختلاف فشار بین محیط بیرونی و داخلی امکان اندازه گیری فشار را فراهم می کند. گیج فشاری که به روشی مشابه کار می کند فشار سنج دمشی است.

کاربردهای گیج عنصر کپسول

این فشارسنج ها تقریباً منحصراً برای اندازه گیری دقیق فشار در محیط های گازی استفاده می شوند. آنها در میان سیستم های پنوماتیکی فشار کم، شیرهای تنفسی، نظارت بر فشار بیش از حد، نظارت بر فیلتر و پمپ های خلاء رایج هستند. محدوده ای که بیشتر این گیج ها اندازه گیری می کنند معمولاً از ۰ … ۱ mbar تا ۰ … ۶۰۰ mbar با کلاس دقت معمولاً بین ۰٫۱ و ۲٫۵ است. در حالی که گیج های فشار معمولاً به تعمیر و نگهداری بسیار کمی نیاز دارند، ممکن است مشکلاتی ایجاد شود.

تجهیزات جانبی

لوازم جانبی مختلفی وجود دارد که می توان با فشار سنج از آنها استفاده کرد. موارد رایج عبارتند از:.

• مهر و موم / واشر: اینها اطمینان حاصل می کنند که مهر و موم مناسب ساخته شده است.
  • تخت: مهر و موم صاف است و اجازه چرخش اضافی گیج های فشار را نمی دهد.
  • پروفیل: مهر و موم دارای پروفیل است و امکان چرخش ۱/۲ یا کامل گیج های فشار را برای اطمینان از جهت گیری مناسب نصب می دهد. مهر و موم پروفیل می تواند خارجی یا داخلی باشد.
• درپوش های ایمنی: یک کلاه لاستیکی برای عبور از فشار سنج برای افزایش دوام و جذب ضربه.
• کاهنده ها: اگر ورودی گیج فشار و اندازه اتصال خروجی متفاوت باشد، می توان از کاهنده استفاده کرد. همچنین اگر نوع اتصال در هر دو متفاوت باشد (به عنوان مثال BSPP و NPT) می تواند مفید باشد.
• کانکتورهای فشاری: یک راه سریع و آسان برای نصب یا حذف یک شلنگ به فشار سنج امکان پذیر است.
• اسنابر فشار: فشار سنج اثرات ضربه های فشار و پالس ها را کاهش می دهد و به گیج فشار اجازه می دهد خوانا باقی بماند و عمر مفید آن را افزایش دهد.

خرید گیج فشار

چنانچه قصد خرید گیج فشار از فروشگاهی معتبر دارید، پارس سنسور با بیش از ۱۵ سال سابقه در فروش محصولات اتوماسیون صنعتی در خدمت شما می باشد، همچنین شما می توانید با تماس با از مشاره خرید هم برخوردار شوید و بتوانید گیج فشار مناسب برای نیاز خودتان را با مشاوره با تیم پارس سنسور انتخاب کنید.