اهمیت سنجش فشار و دما در صنعت
آنچه در این مطلب میخوانید:
چرا سنجش فشار و اندازه‌گیری دما در صنعت اهمیت دارد + معرفی انواع تجهیزات سنجش
فشار و دما دو پارامتر مهم در کاربردهای مختلف، به‌ویژه در صنایع هستند. اندازه‌گیری دقیق این متغیرها برای حصول اطمینان از ایمنی، کارآمدی و سطح کیفی مورد انتظار فرآیندها و سیستم‌ها بسیار حیاتی است. ابزارهای بسیاری برای اندازه‌گیری فشار و دما طراحی و عرضه شده‌اند که هر کدام با کاربردها و نیازهای خاصی سازگار هستند. لذا در وهله نخست باید بتوانید کارکرد این تجهیزات را متناسب با نیازمندی‌هایتان بسنجید. با چنین رویکردی ادامه این مطلب را به معرفی ابزار دقیق اندازه‌گیری فشار و دما اختصاص داده‌ایم. با مرور کردن اطلاعات مربوط به ترانسمیتر و گیج دما و فشار می‌توانید محصول مورد نظرتان را هوشمندانه‌تر انتخاب کنید!
مانومتر یا گیج فشار چیست؟
مانومترها دستگاه‌های ساده و پرکاربرد اندازه‌گیری فشار هستند؛ به‌ویژه در کاربردهایی که دقت زیادی لازم ندارند. مکانیزم این تجهیزات از دستگاه‌هایی نظیر ترانسمیتر یا سوئیچ فشار متفاوت است. آنها مبتنی بر اصل تعادل هیدرواستاتیک کار می‌کنند؛ یعنی فشار سیال را متناسب با اختلاف ارتفاع بین دو پایه لوله‌ای U شکل اندازه می‌گیرند.
مانومترها انواع مختلفی به شرح زیر دارند:
- ساده: دارای یک لوله عمودی برای اندازه‌گیری فشار گیج هستند.
- تفاضلی یا دیفرانسیل: این تجهیزات ابزار دقیق اندازه‌گیری فشار در واقع، اختلاف فشار بین دو نقطه سیستم را اندازه می‌گیرند.
- U-Tube معکوس: برای اندازه‌گیری اختلاف فشار کم به کار می‌روند و از طرفی، آن را برای اندازه‌گیری اختلاف فشار زیاد می‌توانید معکوس کنید.
گیج فشار لوله بوردون
این تجهیزات را باید از رایج‌ترین ابزارهای سنجش فشار در کاربردهای صنعتی بدانیم. آنها طبق این اصل کار می‌کنند که وقتی لوله فلزی منحنی و مسطح داخلشان در معرض فشار قرار می‌گیرد تغییر شکلی متناسب با فشار اعمال شده پیدا می‌کنند. مهم‌ترین انواع گیج فشار لوله بوردون را می‌توانیم در موارد زیر خلاصه کنیم.
- بوردون تیوب C-Type: مناسب برای اندازه‌گیری فشارهای کم تا متوسط
- لوله بوردون اسپیرال: برای اندازه‌گیری فشار زیاد
- لوله بوردون مارپیچی helical: مناسب برای محیط‌های خورنده یا چسبناک
گیج فشار دیافراگمی
در این تجهیزات از دیافراگمی انعطاف‌پذیر برای سنجش فشار استفاده می‌کنند. اعمال شدن فشار به یک طرف دیافراگم باعث انحرافش می‌شود که متناسب با فشار وارده است. گیج‌های دیافراگمی را برای کاربردهایی به کار می‌برند که نتوان از انواع لوله بوردون استفاده کرد؛ مانند سیالات خورنده یا ویسکوز که احتمال ایجاد خوردگی شدید یا رسوب و مسدود کردن قطعات داخلی را به وجود می‌آورند.
معمولا گیج‌های دیافراگمی دارای سیستم‌های آببند جدا گانه‌ای هستند و از بهترین آنها می‌توان به انواع سیستم آببند گیج فشار ویکا اشاره کرد.
مبدل‌های فشار و تبدیل به جریان (Pressure Transducers)
این تجهیزات همانند ترانسمیتر فشار، برای نظارتی کارآمد بر سیستم‌ها و فرآیندها فشار را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کنند. آنها اصول کاری مختلفی دارند؛ از جمله: پیزوالکتریک، کرنش‌سنج، خازنی و فرکانس تشدید. مبدل‌های فشار دقت زیادی دارند و معمولاً در فرآیندهای صنعتی خودکار و هوشمند به کار می‌روند.
ترانسمیتر فشار
این تجهیزات را برای کاربردهای پیشرفته‌تری طراحی کرده‌اند. سیگنال‌های الکتریکی خروجی آنها می‌تواند 4 تا20 میلی‌آمپر یا صفر تا 10 ولت باشد و عموماً با پروتکل‌های ارتباطی دیجیتال به سیستم‌های کنترل متصل می‌شوند. این ابزار دقیق اندازه‌گیری فشار را عموماً در مصارفی به کار می‌برند که کنترل از راه دور و دقت زیادی لازم باشد.
گیج‌های خلاء (Vacuum Gauges) یا وکیوم
گیج وکیوم ابزاری است که مختص اندازه‌گیری فشارهای زیر فشار اتمسفر یا همان فضای خلاء طراحی شده‌است. این ابزارها برای کاربردهایی نظیر فناوری خلاء ضروری هستند که در آنها حفظ میزان دقیق خلاء حیاتی است. در مواردی که امکان اثرگذاری فشار اتمسفر بر روی فرآیند موجود باشد از این نوع از فشار و گیج‌های مخصوص استفاده می‌شود.
گیج‌های فشار دیجیتال
این نسل جزو ابزارهای مدرنی هستند که مقادیر فشار را به‌صورت دیجیتال نشان می‌دهند. آنها غالباً به امکاناتی نظیر ثبت اطلاعات، سنسورهای دقیق و واحدهای اندازه‌گیری قابل تنظیم مجهز هستند. این تجهیزات را برای کاربردهای مختلفی به کار می‌برند؛ از جمله: تست‌های آزمایشگاهی، سنجش‌های میدانی و کنترل فرآیند.
تجهیزات اندازه‌گیری فشار چه کاربردی در صنایع دارند؟
- فرآیندهای صنعتی: گیج و ترانسمیتر فشار را در فرآیندهای مختلف تولید برای کنترل فشار و نظارت بر آن به کار می‌برند؛ به‌ویژه در صنایعی مانند قالب‌گیری تزریقی، سیستم‌های هیدرولیک و پیشبرد واکنش‌های شیمیایی.
- صنایع نفت و گاز: تجهیزاتی نظیر ترانسمیتر و گیج فشار برای نظارت بر فشار سر چاه و خط لوله و یکپارچگی تجهیزات در بخش نفت و گاز بسیار مهم هستند.
- داروسازی: برای حصول اطمینان از این‌که فرآیندهای دارویی در فشارهای صحیح صورت می‌گیرند از این تجهیزات استفاده می‌کنند. چنین فرآیندهایی عبارتند از: فیلتراسیون، تقطیر و تخمیر.
- هوافضا: گیج‌های فشار برای کاربردهای هوافضا بسیار حیاتی هستند؛ در این کاربردها فشار کابین، فشار سیستم سوخت و عملکرد موتور باید به دقت کنترل شود.
- سیستم‌های تصفیه آب و فاضلاب: در تصفیه‌خانه‌های آب از گیج‌های فشار برای کنترل کردن فشار سیستم‌های فیلتراسیون، پمپ‌ها و خطوط لوله استفاده می‌کنند.
ابزار دقیق اندازه‌گیری دما
دما معیاری مربوط به انرژی حرارتی مواد است و با واحدهای اندازه‌گیری نظیر درجه سانتیگراد یا فارنهایت بیان می‌شود. اندازه‌گیری دقیق دما در کاربردهایی نظیر پیش‌بینی آب و هوا و فرآیندهای صنعتی ضروری است. رایج‌ترین انواع گیج دما را می‌توانید در ادامه بخوانید.
1.دماسنج مایع در شیشه (انبساطی)
این مدل که از نسل همان دماسنج‌های معروف قدیمی هستند، ابزار سنتی اندازه‌گیری دما می‌باشند که از لوله‌ای شیشه‌ای پر شده با مایع حساس به دما، معمولاً جیوه یا الکل، تشکیل شده‌اند. با تغییر دما، مایع منبسط یا منقبض می‌شود و روی مقیاس مدرج لوله بالا یا پایین می‌رود. به این مدل به دلیل همین طرز عملکرد، انبساطی نیز گفته می‌شود که برای سنجش دماهای پایین و دقت کم استفاده می‌شود.
2.دماسنج دوفلزی یا بی‌متال
این ابزار دو نوار فلزی مختلف دارد که به یکدیگر وصل شده‌اند. آنها با تغییر دما با سرعت‌های مختلفی منبسط یا منقبض می‌شوند و نوار کناری را خم می‌کنند. خم شدن نوار متناسب با تغییر دما است و در مقیاس آن نشان داده می‌شود.
3.آشکارسازهای دمای مقاومتی (RTD)
RTDها عبارتند از حسگرهای دمایی که به تغییر مقاومت الکتریکی سیم فلزی یا لایه نازکی که از چند سنسور حساس تشکیل شده و آن به‌عنوان تابعی از دما عمل می‌کند، متکی هستند. این تجهیزات دقت و پایداری مناسبی دارند و معمولاً در کاربردهای صنعتی و علمی استفاده می‌شوند. RTDهای پلاتینیوم به دلیل خطی بودن و محدوده دمایی وسیعشان رایج‌ترین نوع آنها هستند.
4.ترموکوپل
حسگرهای دمای متشکل از دو سیم فلزی مختلف هستند که در یک انتها به هم وصل شده‌اند. ولتاژی در محل اتصال این سیم‌ها ایجاد می‌شود که متناسب با اختلاف دمای محل اتصال و انتهای آزاد آن است. ترموکوپل‌ها به دلیل استحکام و واکنش سریع به‌طور فراگیری در محیط‌های با دمای بالا و سخت به کار می‌روند.
5.دماسنج مادون قرمز
این دستگاه‌ها از تابش مادون قرمز و بازتاب آن از یک سطح برای تعیین کردن دمای آن استفاده می‌کنند. این ابزارهای غیرتماسی را معمولاً در شرایطی به کار می‌برند که تماس مستقیم امکان‌پذیر یا ایمن نباشد؛ مانند اندازه‌گیری دمای ماشین‌آلات داغ، کوره‌ها یا محصولات غذایی.
6.دماسنج‌های دیجیتال
همانند گیج‌های فشار دیجیتال در ترمومترها نیز مدل‌های دیجیتال یا الکترونیکی نیز وجود دارد، آنها دستگاه‌های الکترونیکی هستند که امکان بازخوانی دیجیتالی دما را فراهم می‌کنند. آنها را می‌توانید در اشکال مختلفی بیابید؛ از جمله دهانی، گوش و پیشانی مادون قرمز که معمولا برای مصارف بهداشتی و پزشکی استفاده می‌شوند.
7.ترانسمیتر دما
ترانسمیتر دما یک وسیله هوشمند اندازه‌گیری دما است که اطلاعات سنجش را به سیگنال‌های الکتریکی برای انتقال به سیستم‌های کنترل یا جمع‌آوری داده تبدیل می‌کند. آنها برای کاربردهایی مناسب هستند که نظارت از راه دور بر سیستم لازم باشد. از این تجهیزات غالباً در فرآیندهای صنعتی، سیستم‌های HVAC و آزمایشگاه‌ها استفاده می‌کنند. در بین تمام مدل‌های معرفی شده جهت سنجش دما، ترانسمیتر دما بالاترین میزان دقت را ارائه می‌کند.
نتیجه‌گیری
اندازه‌گیری و کنترل دقیق پارامترهای دما و فشار برای مدیریت کردن اصولی فرآیندها و سیستم‌ها حیاتی است. مجموعه وسیعی از ابزار دقیق اندازه‌گیری فشار و دما انعطاف‌پذیری و دقت را چاشنی کاربردهای مختلف می‌کنند؛ از فرآیندهای صنعتی و هوافضا گرفته تا مراقبت‌های بهداشتی و نظارت بر محیط‌زیست. گیج دما و فشار، همراه با قابلیت‌های پیشرفته تجهیزاتی نظیر ترانسمیتر فشار و دما امکان اندازه‌گیری دقیق این پارامترها را فراهم می‌کنند. حتی می‌توانید آنها را از راه دور کنترل کنید. برای اطلاعات بیشتر درباره این تجهیزات و سایر محصولات دقیق صنعت اوپاتان، با کارشناسان ما در ارتباط باشید!
