مدرسه تاسیسات آموزش تاسیسات مکانیکی و الکتریکی ساختمان
معادل‌های انگلیسی گیج فشار در صنعت
برای عبارت “گیج فشار” در صنعت، معادل‌های انگلیسی متعددی وجود دارد که بسته به زمینه و کاربرد دقیق آن، می‌توان از آنها استفاده کرد.
- Pressure gauge: این رایج‌ترین و عمومی‌ترین عبارت برای گیج فشار است و در اکثر منابع و اسناد فنی به کار می‌رود.
- Pressure meter: این عبارت نیز به معنای گیج فشار است و گاهی به جای pressure gauge استفاده می‌شود.
- Manometer: این عبارت بیشتر برای دستگاه‌های ساده‌ای که برای اندازه‌گیری فشار مایعات استفاده می‌شوند، به کار می‌رود.
- Pressure transducer: این عبارت به سنسورهایی اشاره دارد که فشار را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کنند و در سیستم‌های کنترل و اندازه‌گیری پیشرفته‌تر استفاده می‌شوند.
فشار و دما، از مهمترین پارامترهای عملیاتی در طیف گسترده ای از صنایع هستند و اندازه گيری آنها برای اطمینان از کیفیت محصول و ایمنی یک تأسیسات و پرسنل آن ضروری است. گیج فشار (فشارسنج)، از جمله ابزارهای پرکاربرد در هر تأسیسات صنعتی است که به کمک آن فشار داخلی سیستم حاوی سیالات را اندازه‌گیری می‌کنیم.
گیج های فشار برای نظارت و کنترل فشار استفاده می شوند که این امر در صنعت یک ضرورت است. بدون فشار سنج، سیستم های صنعتی هم غیرقابل پیش بینی و هم غیرقابل اعتماد خواهند بود. فرض کنید در یک بویلر که بخار آب در آن ذخیره شده است و ما اطلاعاتی از وضعیت فشار داخل نداریم چه مخاطرات و حوادثی امکان وقع دارد.
اطلاعات گیج فشار تنها برای ایمنی کاربرد ندارد بلکه گاهی با بررسی فشار امکان کشف نشتی ها و ایرادات لوله کشی وجود دارد.
انواع گیج فشار و نحوه کار آنها
اغلب، اصطلاحات فشار سنج، سنسور، ترانسمیتر فشار نمایشگردار (گیج فشار دیجیتال) به جای یکدیگر استفاده می شوند. اصطلاح فشار سنج معمولاً به یک نشانگر مستقل اشاره دارد که فشار فرآیند شناسایی شده را به حرکت مکانیکی یک اشاره گر تبدیل می کند. گیج های فشار می توانند مکانیکی یا دیجیتالی باشند.
اولین گیج های فشار از عناصر انعطاف پذیر به عنوان سنسور استفاده می کردند. با تغییر فشار، عنصر انعطاف پذیر حرکت کرده و از این حرکت برای چرخاندن یک اشاره گر در جلوی یک صفحه استفاده می شد. در این گیج ها فشار مکانیکی، یک لوله بوردون، یک دیافراگم یا یک عنصر دمنده، فشار فرآیند را تشخیص داده و باعث حرکت متناظر می شود.
گیج های فشار آنالوگ از یک سوزن (عقربه) برای نشان دادن فشار حس شده در صفحه گیج استفاده می کنند. این نوع مکانیزم بیش از صد سال است که جزء اصلی گیج های صنعتی بوده و ارزان هستند، استفاده از آنها آسان است و برای کارکردن نیازی به منبع برق ندارند. با این حال، گیج های فشار آنالوگ مکانیکی هستند و به همین دلیل مستعد آسیب دیدن و خطا هستند و نیاز به تعمیر و نگهداری مداوم یا تعویض منظم دارند که می‌تواند هزینه های عملیاتی کلی را افزایش دهد. میزان دقت نیز می تواند مشکل گیج فشار آنالوگ باشد. متغیر های کاربردی مانند ارتعاش مکانیکی (لرزش گیج) یا شرایط سخت محیطی (آلودگی) می تواند منجر به خوانش نادرست شود.
گیج بوردونی Bourdon pressure gauge
گیج های لوله بوردونی بر این اصل تکیه می‌کنند که یک لوله خمیده وقتی تحت فشار قرار می‌گیرد، تمایل به صاف شدن دارد. لوله به یک اشاره گر متصل می شود به طوری که نوسانات فشار در یک مقیاس مدرج روی صفحه نشان داده می شود. این نوع گیج فشار آنالوگ برای اکثر کاربردها، به ویژه مواردی که فشارهای متوسط تا خیلی زیاد دارند، بسیار خوب عمل می کند.
بوردون تیوب، یک لوله خالی است که شکل حرف “C” با زاویه تقریباً 250 درجه است. به لطف تئوری تیر تیموشنکو، هنگامی که یک سیال تحت فشار وارد لوله C می شود، خم می شود و با تغییر شکل برشی مواجه می شود. این انحراف یک حرکت کوچک برای مکانیزم چرخ دنده متصل به اشاره گر ایجاد کرد. در نتیجه شاهد حرکت اشاره گر از صفر به مقیاس کامل با افزایش فشار هستیم.
معنی عبارت فوق این است که با افزایش فشار تیوب بوردونی تمایل دارد صاف بشود و در انتهای آن مکانیزمی وجود دارد که باعث می شود مقدار جابجایی بر روی صفحه مدرج شده گیج تحت عنوان عدد فشار نمایش داده شود.
گیج دیافراگمی Diaphragm pressure gauge
این فشارسنج ها حاوی یک عنصر الاستیک هستند که برای پاسخ به تغییرات فشار، منبسط و منقبض می شوند. دنباله داخلی به یک اشاره گر متصل است تا نوسانات فشار روی صفحه نشان داده شود. این نوع گیج های فشار آنالوگ برای اندازه گیری محدوده فشار کمتر از حد ایده آل برای گیج های لوله بوردون، راه حلی عالی هستند.
در نتیجه اعمال فشار قسمت الاستیک و فنری منحرف می شود معمولا از یک دیسک فلزی موج دار به عنوان قسمت الاستیک (دیافراگم) استفاده می شود که در بیشتر موارد می تواند با افزایش فشار منحرف شود. طیف گسترده ای از کاربرد این نوع عنصر اندازه گیری فشار در گازهای تمیز یا هوا است. تصویر زیر مکانیسم را توضیح می دهد.
جنس دیافراگم می تواند برنجی، استیل، تفلون، مونل، طلا و دیگر موارد باشد که بیشتر از دیافراگم استیل و تفلونی استفاده می شود.
فشارسنج های دیجیتال
فشارسنج های دیجیتال که به طور فزاینده ای محبوب می شوند، نتایج سریع با خوانایی واضح و دقت بسیار بالا ارائه می دهند. این سنسور ها به مراتب دوام بیشتری نسبت به سنسور های آنالوگ دارند و می توانند در شرایط سخت با لرزش مکانیکی شدید کار کنند. علاوه بر این، فشارسنج های دیجیتال برای مدت زمان طولانی تری کالیبره می مانند و بسیار دقیق تر از سنسور های آنالوگ هستند. مزیت بزرگ دیگر فشارسنج های دیجیتال داده هایی است که می توانند ارائه دهند. این نوع گیج های فشار با دقت بالا می توانند نتایج را برای تجزیه و تحلیل به رایانه ها، ثبت کننده های داده و سایر ابزارها ارسال کنند. فشارسنج های دیجیتال برای فشار های بسیار کم یا تغییرات فشار افزایشی کوچک که تشخیص آن با گیج آنالوگ غیرممکن است، ایده آل هستند.
گیج‌های فشار دیجیتال کنترل بیشتری نیز ارائه می‌کنند، اغلب واحدها را می‌توان تغییر داد، حداقل و حداکثر داده‌ها را ثبت کرد، نور پس زمینه را می‌توان تنظیم کرد و حتی برخی از DPG (گیج های اختلاف فشار) دارای آلارم هستند.
مانوستات ها و پرشر سویچ ها
در سیستم های بسته، افزایش نا خواسته فشار می تواند یک عامل خطر بزرگ باشد که باید تا حد امکان به حداقل برسد. استفاده از پرشر سوئیچ ها یک راه ساده و موثر برای جلوگیری از این خطر هستند.
سوئیچ های فشار بر اساس اصول اندازه گیری مختلف عمل می کنند و بنابراین می توانند به راحتی با فشار متوسط و محدوده فشار مورد نیاز تنظیم شوند.
اگر به فشار از قبل تنظیم شده رسید، یک کنتاکت می تواند توسط سوئیچ فشار فعال شود. این کنتاکت می تواند یک کنتاکت N/O یا N/C یا یک سیگنال خروجی جریان باشد که توسط یک مبدل فشار ارسال می شود. این بدان معنی است که سوئیچ های فشار مختلف را می توان به راحتی در سیستم های مختلف ادغام کرد و با نیاز های متمایز سازگار کرد.
نحوه انتخاب گیج فشار
برای درک اینکه کدام فشارسنج باید برای یک کاربرد خاص استفاده شود، باید درک مناسبی از انواع فشار داشته باشیم.
- فشار گیج: psig فشار اندازه گیری شده در رابطه با فشار محلی محیط. این نوع فشار در برابر فشار هوای محیط (یا اتمسفر) صفر مرجع است – به این معنی که فشار گیج شامل فشار ناشی از وزن جو است. به همین دلیل، فشار گیج با ارتفاع از سطح دریا و همچنین شرایط آب و هوایی متفاوت است.
- فشار مطلق: فشار مطلق فشار نسبت به خلاء کامل است.
- فشار دیفرانسیل: psid فشار دیفرانسیل اندازه گیری فشار بین دو نقطه فشار است. در حالی که همه فشارها اساساً دیفرانسیل هستند – فشار گیج با فشار اتمسفر و فشار مطلق در رابطه با خلاء است – فشار دیفرانسیل فشار را در جایی که مقادیر قرائت و مرجع متغیر هستند اندازه گیری می کند.
- فشار کامپوند: فشار گیج مرکب فشار مرکب هم فشار مثبت و هم فشار منفی (خلاء) را اندازه گیری می کند.
مشخصات گیج های فشار رایج و مورد استفاده در صنعت
- اندازه صفحه: 40، 63، 100، 150، 250 میلی متر
- محدوده اندازه گیری: 25 میلی بار تا 2500 بار
- محدوده دمای کارکرد: -40 تا +130 درجه سانتیگراد
- کلاس دقت: 0.5 تا 2% FS
- مواد اتصال: SS یا آلیاژ یا برنج
- اتصالات فرآیند: رزوه، فلنج
- واحدهای اندازه گیری: psi، bar، pa، atm، mmwc
تهیه و گردآوری: داود یوسفی