نحوه عملکرد گیج فشار

دقیق سو

9 دقیقه

گیج فشار یکی از تجهیزات کلیدی در صنایع مختلف برای اندازه‌گیری فشار سیالات است. این ابزار، بر اساس نوع سیال و کاربرد، به مدل‌های مختلفی مانند دیافراگمی، بوردون تیوب، اختلاف فشار، حلزونی، دیجیتال، مطلق، روغنی و اسپیرال تقسیم می‌شود.

هر یک از این مدل‌ها دارای شیوه‌های خاصی برای اندازه‌گیری فشار هستند. در ادامه، نحوه عملکرد و مزایا و معایب هر یک از این مدل‌ها را بررسی خواهیم کرد.

گیج‌های فشار به چند نوع تقسیم می‌شوند؟

برای اطلاع از نحوه عملکرد و سنجش باید در ابتدای امر بدانیم که گیج فشار چیست؟ بعد از دریافتن پاسخ این سوال متوجه خواهیم شد که این محصولات براساس تکنیک اندازه‌گیری فشار به چند دسته تقسیم می‌شوند که هریک از این مدل‌ها ساختار متفاوتی دارند و دارای نقاط قوت و ضعفی هستند.

در ادامه انواع مختلف گیج فشار اعم از گیج‌های بوردون تیوب، حلزونی، دیافراگمی، دیجیتال، مطلق، اسپیرال و اختلاف فشار را معرفی می‌کنیم.

    1. عملکرد لوله بوردون

کاربرد گسترده و عملکرد دقیق و امکان استفاده و سنجش برای فشارهای مثبت و منفی از ویژگی‌های بارز این مدل است. مدل Bourdon Tube با در دست داشتن طیف گسترده‌ی سنجش که برابر با 0 – 0.6 Bar و 0 – 1600 Bar است، توانایی خود را اثبات کرده‌است.

در ساخت این دستگاه از لوله خمیده بوردون استفاده می‌کنند که به‌شکل C بوده و خاصیت ارتجاعی دارد. زمانی که لوله بوردون تحت فشار خارجی و داخلی قرار می‌گیرد، شکل آن تغییر می‌کند. لوله بوردون دارای 3 نوع Cشکل، حلقوی و حلزونی است که ساختار متفاوتی دارند‌.

میزان  لوله بوردون زمانی که تحت فشار داخلی قرار بگیرد، از فرم خمیده به کشیده تغییر می‌کند و هنگامی که فشار قطع شود، به حالت قبلی خود برمی‌گردد. میزان کشیدگی لوله بوردون به شدت فشار سیال بستگی دارد‌. تغییر فشار داخلی، نوک لوله را به حرکت در می‌آورد‌. اگر انتهای لوله بوردون به یک عقربه نمایشگر به‌وسیله یک چرخ‌دنده وصل شود، می‌توان میزان فشار سیال را اندازه‌گیری کرد‌.

نکته: سیستم اندازه‌گیری این دستگاه درصورتی‌که برای گاز کالیبره شده باشد، باید برای گاز یا بخار استفاده شود و اگر برای مایع کالیبره شده، باید برای مایع به کار برده شود.

بررسی مزایا و معایب بوردون تیوب

    2. حلزونی

    3. عملکرد گیج حلقوی

لوله بوردون به صورت یک یا چندین حلقه ساخته شده که طراحی پیچیده‌تری نسبت به نوع C شکل دارد و معمولاً برای اندازه‌گیری فشارهای بالاتر به کار می‌رود.

گیج‌های فشار اسپیرال برای اندازه‌گیری فشار تا بازه ۲۸۰۰۰ کیلو پاسکال به‌کار برده می‌شوند. این نوع گیج‌ها بسیار دقیق و حساس هستند و قیمت گرانی دارند. اگر فشار فرایند تغییر کند، مشکلاتی را در افزایش اندازه سیم‌پیچ ایجاد می‌کند.

حسگر Helical Bourdon Tube هنگامی که تحت فشار قرار می‌گیرد، لوله حلقوی باز و کشیده می‌شود. تغییر شکل لوله به حرکت عقربه نمایشگر تبدیل می‌شود. این مدل مناسب استفاده در محیط‌هایی که نیاز به اندازه‌گیری فشارهای بسیار بالا مثل پتروشیمی و پالایشگاه‌ها است.

تفاوت مدل حلقوی و حلزونی چیست؟

• لوله بوردون حلقوی به صورت حلقه‌های پیوسته و لوله بوردون حلزونی به صورت مارپیچ طراحی شده‌اند.
• لوله بوردون حلقوی در صنایع سنگین و لوله بوردون حلزونی در محیط‌های حساس و دقیق استفاده می‌شود.

    4. دیجیتال

در این مدل گیج‌ها، میزان فشار به‌صورت دیجیتال برروی صفحه نمایشگر دستگاه ظاهر می‌شود. این نوع گیج، برای اندازه‌گیری نرمال در سیستم‌های کالیبراسیون یا صنایع خاص به‌کار می‌رود.

گیج‌های فشار دیجیتالی در انواع تک‌ورودی، 2 ورودی، تابلویی و مطلق طراحی و تولید می‌شوند. از مشخصات این دستگاه، باید به دقت بسیار بالای آن 0.05 درصد اشاره کرد.

گیج‌های دیجیتال ساختار بسیار حساسی دارند و باید به‌درستی و در شرایط مطلوب از آن‌ها استفاده کرد. گیج دیجیتال در کالیبراسیون، صنایع نفت و گاز و تجهیزات، تعمیرات و نگهداری کاربرد دارد.

    5. دیافراگمی

گیج‌های فشار دیافراگمی با استفاده از دیافراگم ساخته می‌شوند. دیافراگم یک غشاء است که خاصیت انعطاف‌پذیری بسیار خوبی دارد. از این نوع گیج، برای اندازه‌گیری فشار سیالات به شدت خورنده استفاده می‌کنند.

کار دیافراگم، جداسازی بخش ورودی سیال به گیج از بخش داخلی آن است. اگر سیال با فشار به دیافراگم نیرو وارد کند، باعث می‌شود غشاء به‌سمتی که فشاری کمتری وجود دارد، خم شود. میزان خمیدگی و قوس غشاء با میزان فشار سیال واردشده ارتباط مستقیم دارد‌. میزان انحنا غشاء را به ‌وسیله عقربه‌های نمایشگر دستگاه گیج می‌توان مشاهده کرد.

در گیج فشارهای پیشرفته، به‌دلیل استفاده از دیافراگم‌ها و لوازم پیشرفته و هوشمند، امکان بروز خطاهایی مانند هیسترزیس، کالیبراسیون و اصطکاک بسیار کمتر است.

گیج‌های فشار دیافراگمی را در رنج‌ فشار صفر تا 0.6 بار یا صفر تا 600 میلی‌بار و با کلاس دقت 0.1 و 2.5 می‌سازند. گیج‌های دیافراگمی به 2 شکل ساخته می‌شوند، در برخی مدل‌های آن گیج و دیافراگم در کنار یکدیگر تعبیه شده‌اند و در مدل دیگر آن، دیافراگم با استفاده از یک وسیله، به گیج وصل می‌شود. مدل دوم بست دیافراگمی (Diaphragm Seal) نامیده می‌شود.

از گیج دیافراگمی به‌دلیل مزایای متعدد آن مانند کاربرد وسیع، برخورداری از تائیدیه، انواع سیستم آببند ، تفکیک فرایند از سیال، دقت بالا و قابل اعتماد بودن، قابلیت اندازه‌گیری فشار مطلق، گیج و تفاضلی، مناسب‌بودن برای اندازه‌گیری فشار پایین و قیمت معقول در حوزه‌های مختلف استفاده می‌کنند.

    6. مطلق

نقطه مرجع فشار مطلق، صفر مطلق است که تغییرات دمای محیط و فرایند، نمی‌تواند آن را عوض کند و این فشار، دقیق و درست باقی می‌ماند. زمانی دستگاه فشار مطلق به کار برده می‌شود که می‌خواهند فشار چیزی را اندازه‌گیری کنند‌ که تغییرات دما در آن اثر نمی‌گذارد.

این دستگاه از یک حفره مرجع مهروموم‌شده که در آن خلا کامل به کار رفته، تشکیل شده‌ که از کاربردهای این دستگاه، تست، فشار باروماتیک، تجزیه و تحلیل گاز، تست نشتی نگهدارنده غیرقابل انعطاف، ارتفاع‌سنج (آلتیمتر)، عملکرد موتور، سیستم‌های TPMS تایر و تحقیقات آموزشی را می‌توان نام برد.

    7. اختلاف فشار

با استفاده از گیج اختلاف فشار می‌توان تفاضل فشار بین 2 نقطه را اندازه‌گیری کرد. این مدل گیج، مانند گیج‌های معمولی که یک ورودی برای سیال دارند، نیست. گیج‌های ختلاف فشار دارای 2 ورودی برای سیال هستند تا بتوانند اختلاف میان 2 نقطه را اندازه‌گیری کنند. میزان اختلاف، برروی صفحه نمایشگر نشان داده می‌شود.

مهم‌ترین حیطه کاربرد این گیج‌ها در سیستم فیلتراسیون است، زیرا  این دستگاه به‌دلیل اینکه ذرات مایع و گاز را جدا می‌کند، احتمال دارد فیلترهای آن توسط ذرات مسدود شوند و افت فشار رخ دهد.

در این شرایط، دستگاه، تفاوت فشار ورودی و خروجی را نشان می‌دهد و براساس آن می‌توان انسداد را تشخیص داد‌. با دستگاه اختلاف فشار می‌توان وضعیت کندانسورها، ولوها و اوپراتورها را نیز بررسی کرد.

چطور بهترین مدل گیج فشار را انتخاب کنیم؟

در این مقاله‌ نحوه عملکرد، رنج سنجش و ویژگی‌های تمامی حسگرها و مدل‌های گیج فشار بررسی شد. انتخاب مدل نهایی بستگی به نیازهای خاص هر کاربر دارد و باید با توجه به شرایط و الزامات محیط کاری، بهترین انتخاب انجام شود.

گیج‌های فشار در مدل‌های دیافراگمی، بوردون تیوب، اختلاف فشار، حلزونی، دیجیتال، مطلق، روغنی و اسپیرال عرضه می‌شوند که هر کدام دارای مزایا و معایب منحصر به فردی هستند.

در دقیق صنعت اوپاتان، ما می‌توانیم به کاربران برای تصمیم‌گیری صحیح و انتخاب مناسب‌ترین مدل گیج فشار کمک کنیم. تیم متخصص ما با ارائه مشاوره‌های فنی و بررسی دقیق نیازهای شما، به شما کمک می‌کند تا بهترین گزینه را برای اندازه‌گیری فشار سیالات خود انتخاب کنید و از عملکرد دقیق و کارآمد تجهیزات اطمینان حاصل کنید.