دقیق صنعت، تامین کننده تجهیزات اندازه گیری و ابزار دقیق
گیج فشار
تامین کننده انواع گیج فشار با برندهای ویکا ، ایندومارت، نوافیما، بوردون، بادودرم و روگر با ضمانت اصالت کالا می باشد. جهت خرید، مشاوره و استعلام قیمت می توانید با کارشناسان ما در دقیق سو در ارتباط باشید.
گیج فشار چیست؟
گیج های فشار ابزاری برای اندازه گیری فشار داخلی سیالات مایع و گاز است. به جهت راه اندازی و تنظیم سیستم های هیدرولیکی و پنوماتیکی مورد نیاز بوده و در عیب یابی آنها ضروری هستند. بدون فشار سنج، سیستم های هیدرولیکی غیرقابل پیش بینی و غیرقابل اعتماد خواهند بود. گیج ها به اطمینان از عدم وجود نشتی یا تغییر فشار کمک کرده و بر شرایط عملکرد سیستم هیدرولیک تأثیر میگذارند و نشتی ها و تغییرات فشار ناخواسته را می توان بلافاصله کنترل نمود.
راهنمای خرید گیج فشار
به هنگام خرید گیج فشار متناسب با نوع محیط، نوع فرآیند و جنس سیال قابل اندازه گیری می بایست پارامترهای مهمی چون محدوده اندازه گیری، جنس بدنه (Case)، دمای محیط و سیال، نوع حسگر اندازه گیری، شیشه محافظ صفحه، کلاس دقت و بسیاری موارد دیگر را در نظر بگیرید، در ادامه با مفهوم گیج فشار، انواع آن، نحوه عملکرد، کاربرد، استانداردهای طراحی و بسیاری موارد آشنا خواهیم شد. تا انتها با ما همراه باشید.
انواع گیج فشار :
از لحاظ ساختار و عملکرد به دودسته آنالوگ (عقربه ای) و دیجیتال تقسیم بندی می شوند :
گیج های فشار آنالوگ (Dial Pressure Gauge) که در بازار ایران به نام های پرشر گیج ، مانومتر و گیج فشار سنج عقربه ای نیز شناخته می شوند، این گیج ها معمولا مطابق با استانداردهای ASME B40.100 و EN837 ساخته می شوند. حسگر اندازه گیری بکار رفته در گیج های عقربه ای معمولا بوردون تیوب ، دیافراگم یا کپسول می باشد. در واقع ساختار مکانیکی منجر به حرکت عقربه بر روج صفحه مدرج شده و میزان فشار را نمایش می دهد.
گیج های فشار دیجیتال یا فشار سنج های الکترونیکی تجهیزات مدرن و با دقت بالایی هستند که اپراتور میزان تغییر فشار را بصورت دیجیتالی بر روی صفحه نمایش (به جای عقربه) مشاهده می نماید. تمرکز ما بیشتر بر روی گیج فشار عقربه ای است اما بسیاری از استانداردها و اصول که در ادامه به آن میپردازیم در گیج های دیجیتال نیز مطرح هستند.
پرشر گیج ها بر اساس نوع فشار مرجع به سه دسته گیج فشار نسبی ، گیج فشار مطلق و گیج اختلاف فشار تقسیم بندی می شوند. تمام فرآیند اندازه گیری فشار بر اساس فشار مرجع صورت می پذیرد و نکته حائز اهمین این است که با توجه به نیازمان کدام یک از انواع فشار را فشار مرجع و پایه در نظر بگیریم و متناسب با آن گیج را انتخاب نماییم. با انواع فشار و فشار مرجع هر یک آشنا شویم:
– فشار نسبی (فشار گیج) : فشار بالاتر از اتمسفر (فشار هوای محیط) را فشار نسبی می گویند، مقدار خوانده شده توسط گیج به میزان فشار در محیط اندازه گیری بستگی داشته و فشار اتمسفر بعنوان فشار مرجع و پایه در نظر گرفته می شود. در شرایط عادی فشار نسبی غالبا عدد صفر را نشان می دهد. این گیج ها پر استفاده ترین در بین انواع دیگر محسوب می شوند، در طیف وسیعی از صنایع کاربرد داشته و به دلیل اینکه سنسورهای فشار نسبی اغلب ساده تر طراحی می شوند قیمت تمام شده آنها نیز غالبا ارزان تر می باشد.
– فشار مطلق : فشاری که نسبت به خلاء کامل (صفر مطلق) سنجیده شود ، در اینجا خلاء مطلق را بعنوان فشار مرجع در نظر گرفته و فشار را نسبت به آن اندازه گیری می کنند. مقدار خوانده شده از گیج مطلق، مستقل از فشار اتمسفر خواهد بود. گیج های فشار مطلق معمولا در محیط هایی که نوسان فشار اتمسفر چالش برانگیر است کاربرد دارند، مانند: آزمایشگاه های علمی تحقیقاتی، صنایع هوانوردی، پمپ ها و راکتورهای خلاء ، صنعت بسته بندی مواد غذایی که تنها بسته بندی خلاء می تواند به خوبی کیفیت غذا برای بازه زمانی مشخص را تضمین کند و …
– فشار تفاضلی (فشار دیفرانسیل) : میزان اختلاف فشار بین دو سیال را فشار تفاضلی می نامند، فشار یکی از سیالات را بعنوان فشار مرجع در نظرگرفته و اختلاف فشار آن با سیال دوم را می سنجیم. دارای دو ورودی برای سیال بوده، فشار را در دو نقطه ورودی اندازه گیری کرده و اختلاف آنها را بر روی صفحه گیج نمایش می دهد. گیج های اختلاف فشار در فرآیندهای بسیاری از جمله کارخانه های شیمیایی و پتروشیمی، تشخیص میزان رسوب در کارخانه های تصفیه و کنترل نیروگاه های پمپاژ به کار می روند.
برای هر یک از انواع فشار ذکر شده، گیج های فشار متنوع با کاربردهای مخصوص به خود تولید شده است و شما می بایست حتما بسته به نوع فشار مرجع ، محیط اندازه گیری و کاربری مد نظرتان گیج مناسب را انتخاب نمایید. برخی گیج ها قابلیت اندازه گیری هر دو فشار مثبت و منفی (خلاء) را نیز دارا می باشند که به آنها گیج های ترکیبی می گویند.
انواع گیج فشار عقربه ای بر اساس حسگر اندازه گیری :
– گیج فشار بوردون تیوب (Bourdon Tube)
– گیج فشار دیافراگمی (ِDiaphragm Tube)
– گیج فشار کپسولی (Capsule Tube)
گیج فشار بوردون تیوب (Bourdon Tube) :
گیج های لوله بوردون از یک تیوب خالی و ارتجاعی با دیواره ای نازک استفاده می کنند که به شکل های نیم دایره (C انگلیسی) ، حلزونی یا مارپیچی می باشند، یک سر این تیوب به محل ورود سیال متصل بوده و سر دیگر آن به اتصالات ارتباطی با عقربه در تماس است. با تغییرات فشار داخلی، لوله تغییر شکل می دهد. هنگامی که فشار وارد شده به لوله بیشتر شده و از داخل به دیواره ها فشار وارد می کند ، لوله تلاش می کند تا به حالت قبل از خمیدگی و فشردگی (قبل از کارخانه) بازگردد و این حرکت مکانیکی باعث ایجاد حرکت در انتهای آزاد لوله که به چرخ دهنده ها متصل است شده و عقربه حرکت می کند. اگر از مقدار فشار وارده به تیوب کاسته شود، تیوب ارتجاعی تمایل بیشتری به خمیدگی و فشردگی خواهد داشت.
این نوع گیج ها در فرآیندهایی با لود سریع که با لرزش و شوک شدید همراه هستند، محدودیت داشته و می بایستی حتما از مایع روغنی (مایع پرکن) داخل گیج استفاده شود تا مقاومت بیشتری در لرزش ها داشته باشد.
این فشار سنج ها برای سیالات مایع و گاز مناسب بوده ، اما سیالاتی که خیلی چسبنده نبوده و از خود رسوب به جای نمی گذارند تا به قطعات آلیاژ مس آسیب بزنند. جنس بوردون تیوب و قطعات گیج می بایست از لحاظ شیمیایی با سیال تحت فشار سازگاری داشته باشند.
پرشر گیج های لوله بوردونی به سه نوع زیر تقسیم می شوند:
1- بوردون تیوب نوع C
2- بوردون تیوب حلزونی (Spiral)
3- بوردن تیوب مارپیچی (Helical)
بوردون تیوب نوع C :
لوله بوردون این گیج ها بصورت منحنی (C انگلیسی) می باشد، با افزایش فشار سیال به داخل، لوله سعی می کند تا به حالت قبل از خمیدگی باز گردد و بیضی می شود و حرکت مکانیکی حسگر بوردون با وارد کردن نیرو به چرخ دنده منجر به حرکت عقربه خواهد شد.
بوردون نوع C به جهت سنجش فشارهای مثبت و منفی مناسب بوده. اما عملکرد مطلوبی در (خلاء ، فشار مازاد (over pressure) و همچنین در فرآیندهایی که همراه با لرزش و شوک زیاد همراه هستند) ندارد.
اما بازه اندازه گیری وسیع ، قیمت مناسب ، حساسیت و سرعت پاسخگویی بالا از امتیازات این حسگر ها محسوب می شود.
بوردون تیوب حلزونی (Spiral) :
این بوردون تیوب مشابه نوع c بوده اما با این تفاوت که تیوب بوردون چندین دور چرخانده شده و طراحی آن به شکلی ست که گویا چند تیوب نوع c در امتداد یکدیگر هستند ، در نتیجه میزان خم شدگی و کشیدی تیوب اسپیرال بیشتر از نوع C بوده که می تواند فشار وارده بیشتری را تحمل کرده و از حساسیت و دقت بالاتری برخوردار می باشد. اما نحوه عملکرد کاملا مشابه نوع C است.
بوردون تیوب مارپیچی (Helical) :
به دلیل نوع طراحی مارپیچی این بوردون و بیشتر شدن میزان خم شدگی، دقت حسگر بالاتر رفته و همچنین برای سنجش فشارهای بالاتر مناسب می باشد. این حرکت دورانی را نیز می توان با قرار دادن یک میله در مرکز بوردون به حرکت مکانیکی تبدیل نمود که در نتیجه نیرویی متناسب با فشار وارد شده به عقربه منتقل می کند.
مقایسه انواع حسگرهای بوردون تیوب :
هرچه تعداد دورهای چرخش تیوب و خم شدگی ها بیشتر باشد ، حساسیت حسگر بالاتر رفته و امکان اندازه گیری فشارهای بالاتر میسر می گردد، در حقیقت برای سنجش فشارهای پایین از تعداد دورهای کمتر و به جهت سنجش فشارهای بالا تعداد دورهای بیشتر بوردون نیاز می باشد. به همین دلیل بوردون های حلزونی و مارپیچی علاوه بر قیمت بالاتر نسبت به نوع C از مزایایی چون دقت بالاتر، سنجش فشارهای بالاتر ( به دلیل دامنه حرکتی بیشتر عقربه ) ، مقاومت بیشتر در برابر فشار مازاد، امکان ساخت در اندازه های کوچکتر برخوردار می باشند.
گیج فشار دیافراگمی :
این گیج ها برای اندازه گیری سیالات کازی و مایع تهاجمی که بسیار چسبناک، خورنده یا دارای رسوبات هستند مناسب می باشد، چرا که برخلاف نوع بوردون، یک ورق فلزی منعطف محفظه ورود سیال را از محفظه گیج جدا کرده و این باعث می شود که قطعات داخل گیج از سیالات خورنده در امان بوده و هیچگونه تماسی نداشته باشند.
یک سمت دیافراگم به قطعات متحرک گیج همچون عقربه یا … متصل است، تغیییرات فشار باعث تغییر وضعیت دیافراگم شده و این جابجایی با اعمال نیروی مکانیکی منجر به حرکت عقربه می گردد.این فشار سنج ها ایمنی بیشتری در برابر اضافه بار (over pressure) داشته و در صورت پر کردن محفظه گیج با روغن، میزان خطا در فرآیندهای پر لرزش کاهش می یابد.
این نوع گیج ها در نیروگاه ها ، صنایع شیمیایی و پتروشیمی، معادن ، محیط زیست و صنایع دریایی بسیار پرکاربرد هستند.
گیج فشار کپسولی :
این گیج ها دارای دو دیافراگم بوده که به یکدیگر جوش داده شده اند، بطور ویژه برای محیط های گازی و فرآیندهای خاص با دقت بالا طراحی شده است. این فشار سنج ها در عمدتا در فرآیندهای خلاء ، آزمایشگاهی ، پزشکی و سیستم های فیلتراسیون استفاده می شوند.
محدوده اندازه گیری فشار :
توصیه می گردد محدوده گیج را دو برابر محدوده اندازه گیری مورد نیاز خود انتخاب نمایید تا حدالامکان محدوده عملکرد در نیمه وسط گیج باشد و حداکثر فشار نباید از 75% کل محدوده گیج تجاوز نماید. واحدهای فشار عمدتا بار و میلی بار بوده اما واحدهای دیگر فشار همچون پاسکال ، کیلوپاسکال و … در بسیاری از گیج ها مشاهده می شود.
استاندارد En837 : این استاندارد اروپایی به الزامات و جزئیات اندازه گیری گیج های فشار عقربه ای (آنالوگ) می پردازند. این استاندارد از 3 بخش کلی تشکیل می شود :
- EN 837-1 : مربوط به گیج های فشار بوردون تیوب
- EN 837-2 : راهنمای انتخاب و نحوه نصب گیج فشار
- EN 837-3 : مربوطه به گیج های فشار دیافراگمی و کپسولی می باشد
کلاس دقت گیج فشار :
میزان اختلاف (خطا) بین فشار واقعی و فشاری که گیج نمایش می دهد دقت گیج ( ضریب خطا یا محدوده مجاز خطا ) می نامند. ماکزیمم حد خطای قابل قبول برای هر گیج را کلاس دقت خوانده و بر حسب درصدی از مقدار کل خوانده می شود. از استانداردهای کلاس دقت گیج فشار می توان به استاندارد های EN 837 و ASME B40.1 اشاره نمود.
کلاس دقت بر مبنای استاندارد EN 837 به صورت زیر می باشد :
| کلاس دقت | ماکزیمم خطای مجاز (درصدی از مقیاس کامل گیج) |
|---|---|
| 0.1 | 0.1% |
| 0.25 | 0.25% |
| 0.6 | 0.6% |
| 1 | 1% |
| 1.6 | 1.6% |
| 2.5 | 2.5% |
| 4 | 4 |
در این استاندارد میزان خطای ذکر شده در تمام رنج های کاری گیج یکسان می باشد که به آن دقت در مقیاس کامل می گویند
به عنوان مثال در استاندارد EN 837 یک گیج فشار با رنج 200 بار و کلاس دقت 1 ، مقداری که گیج نشان می دهد 1% با مقدار واقعی اختلاف دارد به عبارتی 1 درصد از رنج کامل که در اینجا 200 بار است، می شود 2 بار، در حقیقت هر مقداری را گیج نمایش می دهد 2 بار با مقدار واقعی اختلاف دارد.
کلاس دقت بر مبنای استاندارد ASME B40.1 بصورت زیر می باشد :
| گرید دقت | حد مجاز خطا(درصدی از مقیاس کامل گیج) | ||
|---|---|---|---|
| محدوده 25% انتهایی | محدوده 50% میانی | محدوده 25% ابتدایی | |
| 4A | 0.1% ± | 0.1% ± | 0.1% ± |
| 3A | 0.25% ± | 0.25% ± | 0.25% ± |
| 2A | 0.5% ± | 0.5% ± | 0.5% ± |
| 1A | 1% ± | 1% ± | 1% ± |
| A | 2% ± | 1% ± | 2% ± |
| B | 3% ± | 2% ± | 3% ± |
| C | 4% ± | 3% ± | 4% ± |
| D | 5% ± | 5% ± | 5% ± |
در استاندارد ASME B40.1 ، گرید های دقت ( 1A ، 2A ، 3A ، 4A و D ) همانند استاندارد EN 837 ، دقت را بصورت درصدی از مقیاس کامل گیج بیان می کنند و در تمام بازه های فشاری که در گیج می خوانید دقت (خطا) یکسان است. بعنوان مثال در گیج فشار 1000 psi با دقت %1± (ASME B40.100 Grade 1A) چه در رنج (psi) 100 و چه در رنج (psi) 1000 میزان خطا برابر با (psi) ±10 خواهد بود.
گیج فشار با دقت Grade 1A : میزان خطا در کل محدوده گیج یکسان می باشد.
اما گریدهای دقت (B ، A و C) سطوح دقت بصورت چندگانه و برای هر بازه ی فشاری یک گیج متفاوت می باشد، مثلا دقت گرید B در استاندارد ASME B40.1 بصورت (3-2-3 ±)B بیان شده که دقت گیج را به سه بخش تقسیم می کند و از چپ به راست خوانده می شود، نیمه وسط محدوده گیج (50%) دقیقترین محدوده بوده که کمترین میزان خطا را داشته و با دقت %2± است. در حالی که یک چهارم ابتدایی و یک چهارم انتهایی محدوده گیج با دقت %3± می باشد. بعنوان مثال گیج فشار رنج(psi) 1000 در گرید دقت B ، در محدوده فشار 0 تا 250 دارای دقت (psi) ±30 ، در محدوده 251 تا 750 (psi) دارای دقت (psi) ±20 و در محدوده 751 تا 1000 دارای دقت (psi) ±30 بار می باشد. نکته اینکه به جهت طولاتی تر شدن عمر گیج فشار و داشتن کمترین خطا و بهترین دقت، گیج نوع B را به گونه ای انتخاب کنید که اندازه گیری فشار مورد نظر شما در وسط محدوده گیج قرار گیرد.
گیج فشار با دقت Grade B در محدوده های وسط بیشترین دقت را دارد
انواع بسیار زیادی از گیج های فشار برای انواع کاربردها تولید می شوند و شما می بایست پس از بررسی پارامترها گیج متناسب با نیازتان را انتخاب کنید. امیدواریم این راهنما به شما در انتخاب گیج فشار کمک کرده باشد. همچنین می توانید جهت دریافت مشاوره رایگان ، خرید و استعلام قیمت با کارشناسان ما تماس بگیرید.