گیج فشار

گیج فشار

گیج فشار یکی از پرکاربردترین تجهیزات ابزار دقیق در صنایع است. با توجه به کاربرد بالای این تجهیز در سیستم های مختلف لازم است تا با ساختار و روش کاربرد آن آشنایی کامل داشته باشیم تا عمر تجهیز و یا سیستم کاهش نیابد. در این مقاله در ابتدا مفهوم فشار را بررسی می‌کنیم، سپس به معرفی سنسورهای فشار و انواع گیج های فشار و کاربرد آنها و در انتها به نکاتی که در هنگام خرید گیج فشار باید در نظر گرفته شود می‌پردازیم.

فشار چیست؟

فشار P برابر مقدار نیرویی (F) است که بر واحد سطح (A) وارد می شود. معادله فشار در ریاضی به صورت زیر تعریف می‌شود:

P=F/A=mg/A

با توجه به اینکه نیرو و سطح هر دو کمیت های برداری هستند، فشار یک مقدار اسکالر یا عددی است. واحد فشار در دستگاه بین المللی SI پاسکال Pa است که برابر با یک نیوتن بر متر مربع است N/m2 . از دیگر واحدهای فشار متداول می‌توان موارد زیر را نام برد:

• پوند بر اینچ مربع (psi)
• بار (Bar)
• میلی متر آب (mmH2O)
• میلی متر جیوه (mmHg)
• اتمسفر (atm )

در شکل زیر می‌توانید رابطه بین واحدهای بار، پاسکال، اتمسفر و پوند بر اینچ مربع را مشاهده کنید.

دسته بندی فشار

۱- فشار گیج

فشار گیج مقدار فشار یک سیستم یا فرآیند در مقایسه با یک فشار مرجع (فشار اتمسفر) تعریف می شود. سنسور فشار متناسب با تغییرات فشار در سیستم انحراف پیدا می‌کند بنابراین باید یک فشار مرجع در نظر گرفته شود. مقادیر فشار در مانومتر فشار معمولا با واحدهایی مانند  PSIG، BARG، kPaG نمایش داده می‌شوند.

گیج فشار در سیستم های مختلفی و در نقاط متفاوتی در سراسر جهان نصب می‌شود. با توجه به اینکه مرجع فشار در این تجهیزات فشار محیط همان فرآیند است، بنابراین هر گیج فشاری را می‌توان در سیستم های متفاوتی به کار برد و اطمینان داشت که مقادیر به درستی نمایش داده می‌شود.

۲- فشار مطلق

فشار مطلق در یک سیستم برابر با مجموع فشار گیج و اتمسفر است. با توجه به متغیر بودن فشار اتمسفر در مکان های مختلف و تاثیرات آب و هوا فشار مطلق یک سیستم در محیط های مختلف و متناسب با شرایط جوی، متفاوت است.

۳- اختلاف فشار یا فشار تفاضلی

اختلاف فشار به صورت تفاوت فشار بین دو فرآیند متفاوت یا دو نقطه متفاوت از یک فرآیند تعریف می‌شود. اگرچه در بیشتر موارد تجهیزات اندازه گیری فشار مقادیر اختلاف فشار بین فرآیند و اتمسفر را اندازه می گیرند (فشار گیج) اما سنسور اختلاف فشار تفاوت فشار بین دو ورودی مجزا را اندازه گیری می‌کند. تجهیزات اختلاف فشار برای بررسی افت یا کاهش فشار در دو سمت یک سیستم یا کنترل بر فیلتراسیون به کار می‌روند.

در شکل زیر می‌توانید رابطه بین سه فشار ذکر شده در بالا را مشاهده کنید.

گیج فشار چیست؟

گیج یا مانومتر فشار یک وسیله اندازه گیری مکانیکی است که برای اندازه گیری فشار داخلی یا خلا در یک لوله یا سیستم به کار می‌رود. با توجه به کاربرد گسترده این تجهیز، با سنسورهای مختلف، اندازه، مدل، متریال و با قیمت های متنوعی در بازار عرضه شده‌اند.

مانومتر فشار برای تنظیم و متعادل سازی مایعات و گازها در یک سیستم به کار می‌رود و بدون آن نصب و راه اندازی یا نگهداری سیستم ایمن نیست.

فشارسنج برای اندازه گیری فشارهای مطلق، گیج، خلا و ترکیبی به کار می‌رود. فشار معمولا با سنسوری اندازه گیری می‌شود که یک سمت آن به فرآیند متصل می‌شود و سمت دیگر آن در تماس با فشار مرجع است. اگر فشار مرجع، فشار محیط باشد آنگاه به دستگاه اندازه گیری، گیج فشار می‌گویند.

در حالتی که فشار مرجع، خلا باشد مانومتر مقدار فشار مطلق را اندازه گیری می‌کند. در گیج فشار اگر عقربه صفر را نمایش دهد، فشار سیستم برابر با فشار اتمسفر است، اما صفر در مانومتر مطلق برابر با شرایط خلا است.

انواع سنسور اندازه گیری فشار

با توجه به مدل و کاربرد فشارسنج، در طراحی و ساخت این تجهیز از سنسورهای مختلفی استفاده می‌شود. در ادامه به معرفی سنسورهای فشار متداول‌تر می‌پردازیم.

۱.-بوردون تیوب

لوله بوردون یکی از رایج‌ترین سنسورهای فشار است. ساده‌ترین مدل این سنسور به شکل یک لوله C شکل طراحی می‌شود. لوله C شکل از یک سمت به فرآیند متصل می‌شود و سمت دیگر آن آب بندی می‌شود.

سمت متصل به فرآیند، به صورتی طراحی می‌شود که با اعمال فشار امکان حرکت ندارد، اما انتهای سمت دیگر تمایل به صاف شدن دارد. این تغییر در حالت لوله بوردون را می‌توان با یک چرخ دنده تقویت کرد و با استفاده از یک عقربه تغییرات را نمایش داد.

۲- کپسول

گیج فشار کپسولی برای اندازه گیری فشار منفی و مثبت بسیار پایین از رنج ۰…۰٫۵ میلی بار تا ۰…۱۰۰۰ میلی بار با کلاس دقت ۰٫۱ تا ۲٫۵ مناسب است.

با توجه به دقت خوب این سنسورهای فشار، می‌توان برای اندازه گیری فشار نسبی، مطلق و تفاضلی از فشارسنج کپسولی استفاده کرد.

گیج فشار کپسولی مطلق و خلا

در این مدل، محفظه سنسور فشار کاملا تخلیه و به خوبی آب‌بندی شده است. کپسول در داخل این محفظه آب بندی شده قرار می‌گیرد و فشار از بیرون به کپسول اعمال می‌شود.

با توجه به اینکه فشار فرآیند با فشار خلا در داخل کپسول مقایسه می‌شود، گیج کپسولی، فشار مطلق را اندازه گیری می‌کند. در شکل روبرو عکس پرشر گیج کپسولی را مشاهده می‌کنید.

سنسور فشار نسبی

در گیج های فشار کپسولی نسبی (رنج فشار بالای ۰ بار ) فشار به داخل کپسول وارد می‌شود. فشار داخل کپسول با فشار اتمسفر، در خارج از کپسول مقایسه می‌شود.

سنسور فشار تفاضلی

برای اندازه گیری اختلاف فشار یک ورودی دیگر به گیج فشار با سنسور نسبی اضافه می‌شود. همانطور که در شکل مشاهده می‌کنید گیج فشار کپسولی، اختلاف فشار بین دو ورودی را اندازه گیری می‌کند.

کاربرد مانومتر فشار در صنایع و سیستم های مختلف

گیج فشار همانگونه که در بالا ذکر شد، کاربرد گسترده‌ای در صنایع مختلف دارد. نصب گیج فشار در صنایع زیر متداول‌تر است:

• صنایع شیمیایی و پتروشیمی
• صنعت ماشین سازی
• استخرج نفت و گاز
• صنعت حفاری
• صنایع لاستیک سازی
• کارخانه های تولیدی
• صنعت پزشکی و دارو سازی
• کارخانه های غذا و نوشیدنی
• تهویه مطبوع
• تبرید
• اندازه گیری سطح
• اندازه گیری جریان سیال
• شناسایی نشتی
• تجهیزات هیدرولیک و پنوماتیک
• تولید برق و نیروگاه ها
• تجهیزات آزمایشگاهی

در صورت خراب شدن فشارسنج چه اتفاقی می‌افتد؟

 

مانومتر فشار برای اندازه گیری فشار مایعات، گازها، بخار و در موارد خاص برای جامدات در صنایع و سیستم‌های بسیاری به کار می‌رود. با توجه به ماهیت فرّار سیال ها در اکثر فرآیندها، گیج فشار به دلایل بسیاری می‌شکند.

شکستن پرشر گیج باعث آسیب به فرآیند، ضرر مالی و همچنین در مواردی باعث خسارت به اپراتور انسانی می‌شود. نگهداری و نظارت بر مانومترهای فشار به صورت منظم، از شکست زود هنگام آنها جلوگیری می‌کند و باعث ایمن سازی فرآیند می‌شود. برای مطالعه بیشتر درباره روش های نگهداری فشارسنج می‌توانید به این مقاله مراجعه کنید.

انواع گیج های فشار

مانومترهای فشار در بازار مدل‌های متنوعی دارند این تنوع مدل باعث تفاوت قیمتی محصولات شده است. معمولا هر مدل مانومتر برای کاربرد مشخصی به کار می‌رود و انتخاب فشارسنج باید با توجه به شرایط فرآیند و نیاز سیستم باشد.

در ادامه پرکاربردترین اصطلاحات که در هنگام خرید مانومترهای فشار با آنها مواجه خواهید شد را بررسی می‌کنیم.

گیج فشار عقربه ای

مانومتر فشار عقربه ای در صنعت پتروشیمی، شیمیایی و بسیاری از صنایع دیگر برای اندازه گیری فشار، سطح و … نصب می‌شوند. در ساخت این فشارسنج ها معمولا از سنسورهای بوردون، دیافراگم و یا کپسول استفاده می‌شود، بنابراین برای اندازه گیری انواع رنج های فشار با دقت های متفاوت قابل استفاده هستند.

مانومترهای فشار موجود در بازار برندهای مختلفی دارند و این گستردگی باعث تنوع قیمتی این محصول شده است. برای مشاهده انواع مانومترهای فشار عقربه ای برندهای پکنز و ویکا می‌توانید به این لینک مراجعه کنید.

گیج فشار دیجیتال

این تجهیز برای نصب در فرآیندهایی با دقت بالا و یا برای کالیبراسیون گیج های عقربه ای در فرآیندهای صنعتی به کار می‌رود. فشارسنج دیجیتال در مقایسه با عقربه ای قیمت بالاتری دارد و برای نصب در فرآیندهایی با حساسیت بالاتر صرفه اقتصادی دارند.

گیج فشار خشک

فشارسنج های عقربه ای به دو دسته کلی خشک و روغنی تقسیم بندی می‌شوند. مانومتر خشک برای نصب در صنایع با لرزش کم مناسب است. یکی از پرفروش‌ترین مانومترهای خشک در بازار ایران مدل ۲۳۲٫۵۰ برند ویکا است که در کارخانه ها و سیستم های بسیاری نصب شده است.

گیج فشار روغنی

بسیاری از فرآیندها و سیستم های صنعتی لرزش و پالس بالایی دارند. در این شرایط برای جلوگیری از آسیب به پرشر گیج و همچنین افزایش دقت اندازه گیری بهتر است از گیج فشار روغنی استفاده شود.

معمولا محفظه داخلی این مانومترها را با روغن گلیسیرین و یا سیلیکون پر می‌کنند و روغن باعث کاهش لرزش در اجزای داخلی مانومتر می‌شود.

گیج فشار ضدانفجار

مانومتر ضدانفجار یا Solid Front مانع از آسیب به اپراتور انسانی و تجهیزات در فرآیندهایی با سیال شیمیایی و اسیدی می‌شود. مانومتر مدل ۲۳۲٫۳۰ ویکا پرفروش‌ترین و شناخته شده‌ترین مدل در بازار ایران است. برای مشاهده این محصول و دریافت اطلاعات بیشتر می‌توانید به این لینک مراجعه کنید.

گیج فشار خلا

مانومتر وکیوم یا خلا برای اندازه گیری فشارهای منفی به کار می‌روند. معمولا این مدل مانومترها مقادیر فشار از منفی یک تا صفر بار را اندازه گرفته و نمایش می‌دهند.

همچنین در بعضی از کاربردها فشارسنج های ترکیبی یا کامپوند نصب می‌شوند که این سری مقادیر فشار را از منفی یک تا فشارهای مثبت اندازه گرفته و نمایش می‌دهند.

گیج فشار اکسیژن

مانومتر اکسیژن نوعی مانومتر عقربه ای است که برای اندازه گیری مقادیر فشار در فرآیندهایی با سیال اکسیژن نصب می‌شود. رنج فشار ۱۶ بار و ۳۱۵ بار پرکاربردترین رنج های فشار در مانومترهای عقربه ای است.

برای بررسی مدل‌های دیگر و مطالعه مشخصات فنی و اطلاع از قیمت گیج فشار و مدل های موجود به این لینک مراجعه کنید.

خرید گیج فشار

در خرید مانومتر آیتم های متعددی را باید در نظر بگیرید، از جمله مهمترین مواردی که قبل از خرید گیج فشار باید مشخص کنید عبارت است از:

• تعیین دقیق نوع سیال فرآیند
• تعیین نوع متریال پرشر گیج
• نوع اتصال (اتصال از پشت یا زیر)
• ماکسیمم فشار در سیستم
• دمای سیستم
• لرزش در سیستم
• وجود یا عدم وجود فشارهای پالسی

برای انتخاب بهتر مانومتر فشار و دریافت اطلاعات بیشتر درباره روش خرید اینترنتی گیج فشار می‌توانید به این مقاله مراجعه کنید.