روشهای اندازه گیری فشار در صنعت
آنچه در این مطلب میخوانید:
بررسی انواع روشهای اندازه گیری فشار در صنعت
فشار، نیرویی است که به صورت عمود بر واحد سطح وارد میشود. این کمیت فیزیکی در بسیاری از جنبههای زندگی ما و به خصوص در صنایع مختلف، نقش حیاتی دارد. از کنترل کیفیت محصولات گرفته تا ایمنی فرآیندهای صنعتی، اندازهگیری فشار در صنعت میتواند تفاوتهای بزرگی ایجاد کند.
چرا اندازهگیری فشار مهم است؟
- ایمنی: در بسیاری از صنایع، فشار بالا میتواند خطرناک باشد و منجر به انفجار یا آسیب به تجهیزات شود. اندازهگیری فشار به ما کمک میکند تا این خطرات را شناسایی و کنترل کنیم.
- کیفیت: در تولید محصولات، فشار میتواند بر کیفیت نهایی محصول تأثیر بگذارد. اندازهگیری دقیق فشار به ما کمک میکند تا کیفیت محصولات را تضمین کنیم.
- کارایی: در بسیاری از فرآیندهای صنعتی، فشار به عنوان یک متغیر کنترلی استفاده میشود. اندازهگیری دقیق فشار به ما کمک میکند تا این فرآیندها را بهینه کنیم و کارایی آنها را افزایش دهیم.
- هزینه: اندازهگیری فشار میتواند به ما کمک کند تا از هدر رفتن انرژی و مواد جلوگیری کنیم و در نتیجه هزینهها را کاهش دهیم.
بیشتر بخوانید :
انواع فشار و واحدهای اندازهگیری آن
فشار میتواند به صورت مطلق (نسبت به خلأ کامل)، گیج (نسبت به فشار اتمسفر) یا تفاضلی (اختلاف بین دو فشار) باشد. هر یک از این انواع در کاربردهای مختلف صنعتی و علمی اهمیت دارند و با ابزارهای خاصی اندازهگیری میشوند.
واحدهای اندازهگیری فشار نیز متنوع هستند. در سیستم بینالمللی واحدها (SI)، پاسکال (Pa) واحد استاندارد فشار است. با این حال، در صنعت و کاربردهای عملی، واحدهای دیگری مانند بار (bar)، پوند بر اینچ مربع (psi) و میلیمتر جیوه (mmHg) نیز رایج هستند. انتخاب واحد مناسب بستگی به نوع کاربرد و استانداردهای صنعتی مربوطه دارد.
چگونه فشار صنعتی اندازهگیری میشود؟
فشار را میتوان به دو روش مستقیم و غیرمستقیم اندازهگیری کرد:
- روشهای مستقیم: در این روشها، فشار به صورت مستقیم بر روی یک ابزار اندازهگیری مانند مانومتر اعمال میشود و مقدار فشار به صورت بصری یا مکانیکی خوانده میشود.
- روشهای غیرمستقیم: در این روشها، فشار به یک کمیت فیزیکی دیگر مانند تغییر شکل یک جسم یا تغییر در یک خاصیت الکتریکی تبدیل میشود. سپس این کمیت فیزیکی اندازهگیری میشود و با استفاده از روابط فیزیکی، مقدار فشار محاسبه میشود.
مطالب مرتبط :
روشهای مستقیم اندازهگیری فشار
روشهای مستقیم اندازهگیری فشار، به روشهایی گفته میشود که در آنها فشار سیال (مایع یا گاز) به صورت مستقیم و بدون واسطه به یک ابزار اندازهگیری اعمال میشود و مقدار فشار از روی تغییر شکل یا جابجایی یک جزء مکانیکی تعیین میشود. این روشها معمولاً سادهتر و ارزانتر از روشهای غیرمستقیم هستند و در کاربردهای صنعتی و آزمایشگاهی رایج هستند.
برخی از رایجترین ابزارهای اندازهگیری فشار به روش مستقیم عبارتند از:
- مانومتر U شکل: از یک لوله U شکل پر از مایع (معمولاً جیوه یا آب) تشکیل شده است. اختلاف ارتفاع مایع در دو بازوی لوله، متناسب با فشار سیال است.
- مانومتر مخزن: مشابه مانومتر U شکل است، اما یکی از بازوهای آن به یک مخزن بزرگ متصل است که تغییرات سطح مایع در آن ناچیز است.
- بارومتر: برای اندازهگیری فشار هوا استفاده میشود و معمولاً از یک لوله شیشهای وارونه پر از جیوه تشکیل شده است. ارتفاع ستون جیوه در لوله، متناسب با فشار هواست.
روشهای مستقیم اندازهگیری فشار، دقت و قابلیت اطمینان بالایی دارند و برای اندازهگیری فشارهای استاتیک و نسبتاً پایین مناسب هستند. با این حال، برای اندازهگیری فشارهای بالا یا متغیر، ممکن است نیاز به استفاده از روشهای غیرمستقیم باشد.
روشهای غیرمستقیم اندازهگیری فشار
در روشهای غیرمستقیم اندازهگیری فشار، از یک واسطه برای تبدیل فشار به یک کمیت فیزیکی دیگر استفاده میشود. این کمیت فیزیکی میتواند تغییر شکل یک المان مکانیکی (مانند دیافراگم، بیلوز یا لوله بوردون)، تغییر در یک خاصیت الکتریکی (مانند ظرفیت خازنی یا مقاومت الکتریکی) یا تغییر در یک خاصیت حرارتی باشد. سپس این کمیت فیزیکی اندازهگیری میشود و با استفاده از روابط فیزیکی و کالیبراسیون، مقدار فشار محاسبه میشود.
مطالب مرتبط :
گیج فشار آنالوگ و فشارسنجهای الکتریکی دو دسته اصلی از ابزارهای اندازهگیری فشار به روش غیرمستقیم هستند. فشارسنجهای مکانیکی از تغییر شکل یک المان مکانیکی برای اندازهگیری فشار استفاده میکنند، در حالی که فشارسنجهای الکتریکی از تغییر در یک خاصیت الکتریکی برای اندازهگیری فشار بهره میبرند.
عوامل کلیدی در انتخاب روش اندازهگیری فشار
بهترین شیوه برای انتخاب روش و وسیله مناسب جهت سنجش فشار صنعتی این است، که از خود سوالات زیر را بپرسید. در این صورت و با یافتن پاسخ این سوالات میتوانید انتخاب درست را انجام دهید.
- نوع فشار: فشاری که قرار است اندازهگیری شود، مطلق ، نسبی یا تفاضلی است؟
- محدوده فشار: فشار مورد نظر در چه محدودهای قرار دارد؟ فشارهای بسیار پایین، پایین، متوسط، بالا یا بسیار بالا؟
- دقت: دقت مورد نیاز برای اندازهگیری چقدر است؟ آیا به اندازهگیری بسیار دقیق نیاز دارید یا دقت کمتر قابل قبول است؟
- محیط: شرایط محیطی محل اندازهگیری چگونه است؟ دما، رطوبت، ارتعاشات و سایر عوامل محیطی میتوانند بر روی انتخاب روش تأثیرگذار باشند.
- هزینه: بودجه شما برای خرید تجهیزات اندازهگیری فشار چقدر است؟ برخی روشها هزینه بالایی دارند و برخی دیگر مقرون به صرفهتر هستند.
- سهولت استفاده: چقدر با روشهای مختلف اندازهگیری فشار آشنایی دارید؟ آیا به دنبال روشی ساده و آسان هستید یا میتوانید از روشهای پیچیدهتر استفاده کنید؟
هر روش اندازهگیری فشار، برای شرایط خاصی بهینه شده است. با در نظر گرفتن این عوامل و مقایسه آنها با ویژگیهای هر روش، میتوانید بهترین روش را برای اندازهگیری فشار مورد نظر خود انتخاب کنید.