گیج فشار چیست؟
آنچه در این مطلب میخوانید:
گیج فشار یا پرشر گیج یک ابزار پرکاربرد در صنعت است که از آن برای اندازه‌گیری فشار سیالات (مایع و گاز) استفاده میشود. این دستگاه‌‌ها در ابتدا فقط به‌صورت مکانیکی با مقیاس آنالوگ ساخته می‌شدند. اما در حال‌حاضر انواع دیجیتال آن نیز موجود است.گیج‌های فشار باتوجه به مشخصه‌های مختلفی مثل نوع سیال، کاربرد و محیط مورد استفاده به انواع مختلفی تقسیم‌بندی می‌شوند. در این مطلب به بررسی کارکرد و ویژگی‌های پرشر گیج و انواع آن می‌پردازیم.
نحوه عملکرد گیج فشار
گیج فشار دستگاهی برای اندازه‌گیری تغییرات فشار در سیستم‌های لوله‌کشی یا مخازن است. عملکرد این دستگاه مشابه با فشارسنج بوده و تغییرات فشار را با حرکت عقربه یا از طریق نمایش داده‌های دیجیتال در صفحه نمایشگر، نشان میدهد.
ساده‌ترین دستگاه و مکانیسم از گیج‌های فشار به‌صورت لوله بوردون است که مبنای طراحی فشارسنج‌های مختلف محسوب میشود. درحال‌حاضر، سیستم‌های مختلفی برای اندازه‌گیری فشار طراحی شده است که هرکدام شیوه عملکرد مخصوص به خود را دارد. اما می‌توان گفت نتیجه در همه آن‌ها یکسان است و تنها مقدار جزئی با هم تفاوت دارند.
یکا یا واحد اندازه‌گیری فشار متفاوت در نظر گرفته میشود. اما استاندارد آن پاسکال است. البته باید در نظر داشت که استفاده از این واحدها معمولا با توجه به منطقه جغرافیای و نوع برنامه‌ریزی کل سیستم ممکن است تغییر کند، به طور مثال در ایران بیشتر با واحدهایی نظیر bar و psi مقدار سنجش اعلام میشود.
انواع گیج فشار بر اساس خشک یا روغنی‌بودن
گیج فشار عقربه ای به 2 دسته خشک و روغنی تقسیم میشود. هرکدام از آن‌ها ویژگی‌ها و مزایای مخصوص به خود را دارند که در ادامه توضیح می‌دهیم.
1.گیج فشار خشک
این مدل یکی از پرکاربردترین گیج‌های فشار در واحدهای صنعتی و تأسیساتی محسوب میشود. درون این گیج خالی است و میزان فشار سیال توسط عقربه نمایشگر مشخص میشود. این نکته را باید در نظر داشته باشید که این گیج‌ها در عملیات‌هایی که همراه با تولید لرزش هستند، ارتعاش در صفحه گیج را همراه خود دارند، به همین دلیل مقادیری که نشان می‌دهند، دقیق نیست.
جهت مطالعه بیشتر در مورد تفاوت این دو نوع گیج فشار، به مقاله مقایسه (گیج فشار خشک و روغنی مراجعه کنید)
در فضای نمایشگر آن‌ها نیز رطوبت ایجاد میشود. بنابراین، برای خواندن مقدار فشار در صفحه آن ممکن است که با مشکل مواجه شوید. این دستگاه برای اندازه‌گیری فشار در موارد مختلفی کاربرد دارد. ازجمله:
- کمپرسورهای هوا
- لوله و اتصالات
- مخازن تحت فشار
- ماشین‌آلات صنعتی
- پمپ‌ها
2.گیج فشار روغنی
پرشر گیج روغنی شبیه گیج فشار خشک است، با این تفاوت که درون آن گلیسیرین یا سیلیکون وجود دارد. روغن موجود در مخزن این دستگاه باعث حذف لرزش عقربه‌های نمایشگر آن میشود. در نتیجه عددی که نشان میدهد، دقیق‌تر است.
همچنین سیلیکون و گلیسرین موجود در گیج فشار روغنی با کاهش اصطکاک عقربه، راندمان و طول عمر فشارسنج را بالا می‌برند. جنس بدنه این دستگاه معمولا از کروم استیل است، البته شاهد تولید گیج روغنی با کانکشن برنجی نیز هستیم. صفحه آن‌ها را نیز از شیشه یا طلق می‌سازند.
انواع گیج فشار با توجه به روش اندازه گیری
پرشر گیج ها با توجه به تکنیک اندازه‌گیری انواع مختلفی دارند که در ادامه انواع مختلف گیج‌های فشار را معرفی کرده و مزایا و کاربردهای هرکدام را بررسی می‌کنیم.
گیج فشار بوردون تیوب
این دستگاه با استفاده از یک لوله خمیده ساخته شده‌است که به آن بوردون می‌گویند. فشار وارده باعث تغییر شکل این لوله میشود، با اعمال فشار داخلی لوله از حالت خمیده خارج و کشیده خواهد شد. با برداشتن فشار نیز به حالت اولیه خود برمی‌گردد.
تغییر فشار باعث حرکت نوک این لوله میشود. بنابراین، می‌توان آن را توسط یک نشانگر به نمایشگر وصل و مقدار فشار را به یک کمیت سنجش تبدیل کرد. این روش اندازه‌گیری برای سنجش فشارهای گیج مثبت و منفی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نکته را باید در نظر داشته باشید که دقت این روش در شرایط خلاء کاهش می‌یابد. بااین‌حال، گیج‌های بوردون به‌علت حساسیت و دقت بالا کاربردهای زیادی در صنایع دارند.
مزایای فشارسنج بوردون تیوب
پرشر گیج بوردون تیوب مزیت‌های زیادی دارد. برخی از مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:
- حساسیت بالا
- رنج کاری گسترده
- قیمت مناسب
- پاسخ سریع
- اندازه‌گیری مستقیم فشار
گیج فشار دیافراگمی
دیافراگم یک دیسک منعطف مسطح یا مواج است که در موارد سخت و دقیق‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرد. ازاینرو، مشکلات ناشی از اصطکاک و کالیبراسیون در آن بسیار کم است. از این گیج‌ها برای اندازه‌گیری فشار سیالات گازی استفاده میشود.
مزایای پرشر گیج دیافراگمی
از مزایای این گیج می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- مناسب برای سنجش فشارهای پایین
- محدوده کاری گسترده
- قیمت مناسب نسبت به ترانسمیترها
- جداسازی سیال از فرایند
- قابل اطمینان و تاییدشده
- قابلیت اندازه‌گیری فشارهای مطلق و تفاضلی
فشارسنج دیافراگمی چه زمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد؟
این فشارسنج برای اندازه‌گیری فشار سیالات در شرایط خاص ازجمله موارد زیر مناسب است:
- سیال‌های خورنده که به‌صورت مداوم نیاز به تعویض گیج دارند.
- اندازه‌گیری سیال‌های دارای ذرات معلق
- سیال‌هایی که احتمال یخ زدن یا جامد شدن دارند.
گیج فشار کپسولی
اگر در فرآیندی فشار سیال کم باشد، برای اندازه‌گیری دقیق‌تر از این نوع پرشر گیج استفاده میشود. این دستگاه از 2 دیافراگم دایره‌ای که با یک سیم به هم وصل شده‌اند، ساخته میشود. مکانیزم اندازه‌گیری این دستگاه شبیه به فشارسنج دیافراگمی است. در حقیقت اختلاف فشار محیط بیرونی و داخلی کپسول را اندازه‌گیری می‌کند.
شیوه کار پرشر گیج کپسولی به این صورت است که سیال از طریق ورودی به فضای داخلی کپسول وارد و اختلاف فشار آن با محیط دیگر کپسول منجر به انحنای دیافراگم آن میشود. با اندازه‌گیری میزان انحنای دیافراگم می‌توان مقدار فشار سیال نسبت به فشار مبنا را محاسبه کرد.
اصلی‌ترین دلیل انتخاب گیج فشار کپسولی سنجش فشارهای بسیار پایین است که استفاده از دیگر مدل‌های گیج فشار امکان سنجش آن وجود ندارد. همچنین این مدل برای سنجش فشار خلاء و منفی نیز توصیه میشود.
گیج اختلاف فشار
گیج اختلاف فشار برای سنجش میزان اختلاف فشار 2 نقطه در یک سیستم مورد استفاده قرار می‌گیرد. تفاوت این دستگاه با فشارسنج‌های معمولی این است که 2 ورودی برای سیال دارد. این گیج، فشار را در 2 نقطه ورودی اندازه گرفته و اختلاف آن‌ها را نشان میدهد. باید گفت بهترین پرشر گیج موجود در بازار متعلق به برند ویکاست.
از گیج اختلاف فشار ویکا بیشتر در سیستم‌های فیلتراسیون استفاده میشود. این مدل فیلتر ذرات ناخواسته در مایع یا گاز را جدا می‌کند. زمانی که فیلتر دچار گرفتگی شود، سیستم با افت فشار مواجه میشود. در این حالت از گیج اختلاف فشار می‌توان برای مونیتورینگ فشار ورودی و خروجی استفاده کرد. علاوه بر سیستم‌های فیلتراسیون از این گیج برای تشخیص سالم‌بودن سیستم‌های هیت اکسچنجر‌ها، ولوها و اواپراتورها استفاده میشود.
گیج فشار دیجیتال
در این گیج‌ها فشار اندازه‌گیری‌شده به‌صورت دیجیتال نمایش داده میشود. این دستگاه هم برای اندازه‌گیری‌های نرمال و هم برای سیستم‌های کالیبراسیون مورد استفاده قرار می‌گیرد. گیج‌های دیجیتال نسبت به گیج فشار عقربه‌ای دقت بالایی دارند و بسیار حساس هستند. این گیج‌ها در انواع تک‌ورودی، 2 ورودی، مطلق و تابلویی ساخته می‌شوند. بیشترین کاربرد آن‌ها در صنایع نفت و گاز، کالیبراسیون، تجهیزات، تعمیرات و نگهداری است.
گیج فشار تست
تست گیج فشار یکی از ابزارهای اندازه‌گیری فشار است که دقت بسیار بالایی دارد. ازاینرو، به‌عنوان مرجع و حتی منبعی برای سنجش عملکرد دستگاه‌های دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. در حقیقت کالیبراتور دستگاه‌های پرشر گیج محسوب میشود.
عملکرد این دستگاه مشابه با سیستم دیافراگمی یا انواع دیگر گیج فشار است، اما داده‌ها را به‌صورت دیجیتال نشان میدهد و کار مهندسین را بسیار راحت می‌کند.
پرشر گیج ضد انفجار
پرشر گیج ضد انفجار برای استفاده در محیط‌های پرخطر طراحی شده است، به‌طوری که بتواند از بروز حوادث جلوگیری کند. قسمت جلویی این گیج‌ها تقویت شده و یک طراحی ایمن دارند. بیشترین کاربرد آن نیز در صنایع پتروشیمی و شیمیایی است.
پرشر گیج ضد انفجار حتی اگر درست نصب نشود، خطرات کمی را برای کاربر به‌دنبال دارد. ساختار این دستگاه و خاصیت ضد انفجار‌بودن آن باعث شده است که قیمت بیشتری نسبت به انواع دیگر داشته باشد.
گیج فشار اکسیژن
پرشر گیج اکسیژن در بالای کپسول اکسیژن قرار می‌گیرد و جریان خروجی که از کپسول اکسیژن خارج میشود را تنظیم می‌کند. در واقع این دستگاه است که باعث میشود مقدار مناسب اکسیژن به بیمار برسد. این دستگاه از جنس آلومنیوم و برنج است. به همین دلیل دوام و مقاومت بالایی در فشارهای بالا دارد. از آن در بیمارستان‌ها برای کاهش فشار گاز اکسیژن داخل کپسول را استفاده میشود.
مانومتر
مانومتر نیز دستگاهی U شکل است که از آن برای اندازه‌گیری فشار از ستون مایع استفاده می‌کنند. ارتفاع ستون نشان‌دهنده فشار است. اگر در آن مایع جیوه به‌کار رفته باشد، به آن مانومتر جیوه‌ای و درصورتی که مایع آن آب باشد، به آن فشارسنج آبی می‌گویند.
انواع پرشر گیج با توجه به نوع فشار
یکی دیگر از مبناهای تقسیم‌بندی پرشر گیج‌ها، نوع فشاری است که اندازه‌گیری می‌کنند. بر این اساس می‌توان آن‌ها را به 5 دسته تقسیم کرد که عبارت‌اند از:
گیج فشار مطلق
این سنسور فشار را بر مبنای خلاء اندازه‌گیری می‌کند و تحت‌تأثیر فشار اتمسفری قرار نمی‌گیرد. در این نوع پرشر گیج، آن قسمت از سنسور که در معرض رسانه و فشار آن قرار ندارد، در تماس با یک محفظه خلاء مطلق آب‌بندی‌شده است. خلاء آب‌بندی‌شده به‌عنوان نقطه صفر در نظر گرفته میشود. بنابراین تغییر شکل دیافراگم متأثر از فشار جو نیست. این سنسورها کاربردهای مختلفی دارند. ازجمله:
- استفاده در ماشین‌های بسته‌بندی صنعتی
- بسته‌بندی وکیوم تجهیزات پزشکی
- صنایع غذایی بسته‌بندی وکیوم
- آزمایش‌های علمی
- صنعت هواپیما
سنسور فشار نسبی (گیج)
معمولا این سنسور را برای اندازه‌گیری فشار یک نقطه نسبت به فشار اتمسفر یک نقطه دیگر کالیبره می‌کنند. پرشر گیج تایر در این دسته قرار دارد.
سنسور فشار خلاء
از این سنسور زمانی استفاده میشود که هدف اندازه‌گیری فشارهای کمتر از اتمسفر در سیستم باشد. مرجع این سنسور در صنعت متغیر است. ممکن است اندازه‌گیری فشار نسبت به فشار اتمسفر یا خلاء باشد.
سنسور فشار تفاضلی
از این سنسور برای اندازه‌گیری اختلاف فشار بین 2 منبع جداگانه استفاده میشود. برای مثال، افت فشار در فیلتر روغن را می‌توان با استفاده از این دستگاه اندازه‌گیری کرد. همچنین برای اندازه‌گیری دبی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.
نکات مهم در انتخاب گیج فشار
هنگام انتخاب پرشر گیج باید به موارد مختلفی ازجمله نوع گیج، سایز، متریال و کلاس دقت آن توجه کنید. انواع گیج فشار را به‌همراه ساختار و عملکرد آن‌ها توضیح دادیم. در ادامه به توضیح سایر مولفه‌های مهم در این زمینه می‌پردازیم.
سایز گیج فشار
گیچ‌های فشار با اندازه‌های مختلفی بر اساس واحد میلی‌متر در بازار موجود است. این گیج‌ها در اندازه‌های 40 تا 250 میلی‌متری تولید می‌شوند و فشار را به‌صورت بار یا میلی‌بار نمایش می‌دهند. شما باتوجه به نیاز خود می‌توانید یکی از آن‌ها را انتخاب کنید.
کلاس دقت گیج فشار
کلاس دقت ماکزیمم حد مجاز خطا در گیج‌های فشار را نشان میدهد. برای مثال، گیج فشاری با دقت کلاس 4، احتمال 4 درصد خطا در نمایش میزان فشار دارد. به بیان دیگر، عددی که نشان میدهد، ممکن است 4 درصد با فشار واقعی تفاوت داشته باشد.
متریال مورد استفاده در گیج فشار
باتوجه به اینکه پرشر گیج در محیط‌های صنعتی و در مجاورت با سیالات مختلف قرار می‌گیرد، جنس آن اهمیت زیادی دارد. نقطه اتصال گیج و بدنه از متریال‌های مختلفی ساخته میشود. ازجمله:
- استیل
- برنج
- چدن
- فولاد
- پلی پروپیلن
- رزین فونولیک
- آلومینیوم
باید گفت هرکدام از این متریال‌ها برای استفاده در یک نوع محیط کاربرد دارد. برای مثال برای محیط‌های خورنده، استیل مناسب‌‌تر است.
برند سازنده گیج فشار
همیشه انتخاب برند مناسب، یکی از اصول اولیه خرید هر محصول است. برند آلمانی ویکا بهترین و شناخته‌شده‌ترین برند موجود در زمینه تولید پرشر گیج بوده و مشتریان بسیار زیادی دارد. تنوع و کیفیت بالای انواع گیج ویکا باعث محبوبیت بالای این برند در بازار ایران شده است. شما با اطمینان خاطر، انواع گیج‌های فشار را می‌توانید با بهترین کیفیت از این برند تهیه کنید.
یکی دیگر از برندهای معروف در این زمینه برند کاندایی ایندومارت است. این کمپانی محصولات خود را باکیفیت و دقت بسیار بالایی تولید می‌کند. کمپانی‌هایی مثل ایندومارت که در سطح جهانی رقابت می‌کنند، ویژگی‌های متمایزی را برای محصولات خود درنظر می‌گیرند تا بتوانند بازار بیشتری جذب کنند.
یکی از ویژگی‌های گیج ایندومارت که در بعضی از مدل‌های آن وجود دارد، فناوری استابلایز است. این فناوری از لرزش و ارتعاش عقربه گیج جلوگیری می‌کند. بنابراین، دیگر نیاز نیست که از گیج‌های فشار روغنی استفاده کنید و دردسر پرکردن آن با روغن را نخواهید داشت.
جمع‌بندی
گیج فشار (پرشر گیج) یک دستگاه پرکاربرد ابزار دقیق است که برای اندازه‌گیری سیال‌های مایع یا گاز مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ابزار اهمیت زیادی در حوزه صنعتی دارد و به کنترل فرآیندها کمک می‌کند. پرشرگیج‌ها باتوجه به نحوه عملکردشان در انواع مختلفی ازجمله دیافراگمی، تست گیج، کپسولی و دیجیتال تولید و روانه بازار می شوند.
اینکه استفاده از کدام وسیله سنجش فشار برای فرآیند شما ضروری است بسته به نوع حساسیت عملیات شما و مقدار بودجه فرآیند دارد. شما همواره می‌توانید از کمک و اطلاعات فنی ما چه از طریق وبسایت دقیق صنعت اوپاتان و چه از طریق تماس با مشاوران فنی ما بهره مند شوید.
