انواع مختلف فشارسنج های مورد استفاده در صنعت امروزه چیست؟

گیج های فشار یکی از پرکاربردترین ابزارهای اندازه گیری در محیط های صنعتی هستند که به طور یکسان در بویلرها، سیستم های هیدرولیک، کمپرسورها، خطوط لوله و تجهیزات آزمایشگاهی یافت می شوند. در حالی که همه آنها به یک هدف اصلی برای نشان دادن فشار عمل می کنند، مکانیسم های داخلی بسته به محدوده فشار، محیط اندازه گیری شده و محیطی که گیج باید تحمل کند به طور قابل توجهی متفاوت است. درک تمایز بین این طرح‌ها به مهندسان و تکنسین‌ها کمک می‌کند تا تجهیزاتی را انتخاب کنند که خوانش‌های دقیقی را ارائه می‌دهند و از شرایط عملیاتی که با آن مواجه می‌شوند دوام می‌آورند.

فشارسنج های مکانیکی و مکانیسم های داخلی آنها

گیج‌های مکانیکی رایج‌ترین نوع در صنایع عمومی باقی می‌مانند، زیرا به منبع تغذیه خارجی نیاز ندارند و دارای سابقه طولانی خدمات قابل اطمینان هستند. این گیج‌ها فشار را به حرکت مکانیکی تبدیل می‌کنند، که سپس از طریق سیستم چرخ دنده‌ها و پیوندها به قرائت صفحه تبدیل می‌شود.

گیج های لوله بوردون

گیج های لوله بوردون قابل تشخیص ترین طراحی گیج فشار هستند که با لوله فلزی منحنی و مسطح که در داخل کیس پیچیده شده است قابل شناسایی هستند. همانطور که فشار وارد لوله می شود، سعی می کند صاف شود، و این انحراف مکانیکی جزئی از طریق یک پیوند منتقل می شود تا نشانگر را در سراسر صفحه بچرخاند. گیج های لوله بوردون معمولاً برای محدوده فشار متوسط ​​تا بالا، معمولاً از 15 psi تا 100000 psi استفاده می شود و به طور گسترده در سیستم های هیدرولیک، خطوط بخار و کاربردهای هوای فشرده یافت می شود. محدودیت اصلی آنها کاهش دقت در فشارهای بسیار کم است، جایی که انحراف لوله برای اندازه گیری قابل اعتماد بسیار کوچک می شود.

گیج های دیافراگم

گیج های دیافراگمی از یک دیسک نازک و انعطاف پذیر استفاده می کنند که در پاسخ به فشار اعمال شده تغییر شکل می دهد. این تغییر شکل به صورت مکانیکی تقویت شده و به حرکت اشاره گر تبدیل می شود. از آنجایی که دیافراگم می تواند از مواد مقاوم در برابر خوردگی ساخته شود و مکانیسم اندازه گیری را از محیط فرآیند جدا می کند، این طرح برای اندازه گیری فشارهای کم و برای کاربردهایی که شامل مواد چسبناک، دوغاب مانند یا خورنده خفیف است که در آن لوله باریک بوردون ممکن است مسدود یا تخریب شود، مورد استفاده قرار می گیرد.

گیج کپسولی

گیج های کپسول شامل دو دیافراگم موجدار هستند که به یکدیگر جوش داده شده و یک کپسول مهر و موم شده را تشکیل می دهند. این پیکربندی حساسیت بیشتری نسبت به یک دیافراگم منفرد ایجاد می‌کند، و گیج‌های کپسولی را برای اندازه‌گیری فشار بسیار کم، اغلب در محدوده چند اینچ ستون آب تا حدود 25 psi مناسب می‌سازد. آنها اغلب در سیستم های توزیع گاز، کانال های تهویه مطبوع و سایر کاربردها استفاده می شوند که در آن تغییرات فشار ظریف است اما هنوز باید دقیقاً نظارت شود.

سنج دم

دم سنج ها از یک محفظه قابل انبساط به سبک آکاردئونی استفاده می کنند که با تغییر فشار کشیده یا فشرده می شود. این طراحی در مقایسه با دیافراگم، سطح بزرگتری را برای اعمال فشار فراهم می کند و به دم سنج ها اجازه می دهد تا تغییرات فشار بسیار کوچک را به دقت تشخیص دهند. آنها معمولاً در کنترل‌های پنوماتیکی فشار کم و در برخی از کاربردهای اندازه‌گیری فشار مطلق که در آن حساسیت بالا در سطوح نیروی کم مورد نیاز است، استفاده می‌شوند.

فشارسنج دیجیتال و الکترونیکی

از آنجایی که فرآیندهای صنعتی به طور فزاینده ای بر ثبت داده ها و نظارت از راه دور متکی هستند، فشار سنج های الکترونیکی در بسیاری از امکانات استاندارد شده اند. این گیج‌ها به جای تکیه بر انحراف مکانیکی، از عناصر حسگری استفاده می‌کنند که فشار را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کنند که سپس به صورت دیجیتالی نمایش داده می‌شود یا به یک سیستم کنترل منتقل می‌شود.

مبدل های فشار سنج

سنسورهای فشار مبتنی بر فشار سنج از یک عنصر فلزی یا فویل نازک متصل به دیافراگم استفاده می کنند. همانطور که دیافراگم تحت فشار خم می شود، مقاومت الکتریکی کرنش سنج به طور متناسب تغییر می کند و این تغییر اندازه گیری شده و به یک اندازه گیری فشار کالیبره شده تبدیل می شود. این سنسورها دقت خوبی را در طیف وسیعی از فشارها ارائه می‌کنند و معمولاً در سیستم‌های کنترل فرآیند ادغام می‌شوند که در آن سیگنال خروجی 4-20 میلی آمپر برای نظارت مداوم مورد نیاز است.

سنسورهای پیزومقاومتی و خازنی

سنسورهای پیزورزیستیو از مواد نیمه هادی استفاده می کنند که مقاومت آنها تحت تنش مکانیکی تغییر می کند و زمان پاسخ سریع و حساسیت بالایی را ارائه می دهد که آنها را در کاربردهایی با فشارهای نوسان سریع مانند آزمایش موتور یا اندازه گیری شوک هیدرولیکی مفید می کند. در مقابل، حسگرهای خازنی، تغییر در ظرفیت بین دو صفحه را زمانی که دیافراگم تحت فشار حرکت می‌کند، اندازه‌گیری می‌کنند و به دلیل پایداری و دقت آنها در کاربردهای کم فشار و خلاء، از جمله ساخت نیمه‌رسانا و ابزار دقیق علمی، ارزش‌گذاری می‌شوند.

طبقه بندی سنج ها بر اساس مرجع اندازه گیری

فراتر از مکانیسم حسگر داخلی، گیج های فشار نیز بر اساس نقطه مرجعی که در آن اندازه گیری می کنند، طبقه بندی می شوند. این طبقه بندی تعیین می کند که چگونه قرائت باید تفسیر شود و سنج برای کدام کاربردها مناسب است.

گیج های فشار دیفرانسیل به دلیل اینکه برای استنتاج اطلاعات به صورت غیر مستقیم استفاده می شوند، شایسته توجه ویژه هستند. با اندازه‌گیری افت فشار در یک فیلتر، صفحه روزنه یا محدودیت‌های دیگر، تکنسین‌ها می‌توانند تعیین کنند که آیا فیلتر نیاز به تعویض دارد یا نرخ جریان سیال را بدون نیاز به فلومتر اختصاصی محاسبه کنند. این باعث می شود گیج های دیفرانسیل به یک ابزار تشخیصی مقرون به صرفه در سیستم های HVAC، تصفیه خانه های آب و تنظیمات فیلتراسیون صنعتی تبدیل شوند.

گیج های تخصصی برای شرایط صنعتی خواستار

گیج‌های مکانیکی و دیجیتالی استاندارد در شرایط عادی به خوبی کار می‌کنند، اما چندین نوع خاص برای رسیدگی به رسانه‌های فرآیند سخت، ارتعاش یا الزامات بهداشتی وجود دارد.

گیج های مهر و موم دیافراگمی برای محیط های خورنده یا چسبناک

هنگامی که سیال فرآیند خورنده، ساینده یا مستعد تبلور در داخل لوله های باریک است، یک مهر و موم دیافراگمی بین فرآیند و گیج نصب می شود. مهر و موم مکانیسم داخلی گیج را از تماس مستقیم با رسانه جدا می کند در حالی که فشار را از طریق یک مایع پرکننده بی اثر منتقل می کند. این تنظیم در پردازش شیمیایی، تصفیه فاضلاب و تولید مواد غذایی رایج است که در غیر این صورت قرار گرفتن در معرض مستقیم به گیج آسیب می رساند یا محصول را آلوده می کند.

گیج های پر از گلیسیرین برای مقاومت در برابر لرزش

در محیط‌هایی با ارتعاش قابل توجه مانند پمپ‌ها، کمپرسورها یا موتورها، گیج‌های استاندارد خشک می‌توانند از لرزش نشانگر و سایش زودرس رنج ببرند. گیج‌های پر از مایع، معمولاً از گلیسیرین یا روغن سیلیکون استفاده می‌کنند، این ارتعاش را کاهش می‌دهند و از اجزای داخلی در برابر سایش سریع محافظت می‌کنند، عمر مفید را افزایش می‌دهند و پایداری خواندن را در محیط‌های فعال مکانیکی بهبود می‌بخشند.

گیج های بهداشتی برای مصارف غذایی، آشامیدنی و دارویی

فشار سنج های بهداشتی با سطوح مرطوب صاف و بدون شکاف ساخته می شوند و از اتصالات دیافراگمی سه گیره یا فلاش استفاده می کنند که امکان تمیز کردن و استریل کردن کامل را فراهم می کند. این گیج‌ها برای برآورده کردن استانداردهای بهداشتی مورد نیاز در فرآوری مواد غذایی، تولید لبنیات و تولید دارو طراحی شده‌اند، جایی که هرگونه تجمع باقی‌مانده می‌تواند ایمنی محصول را به خطر بیاندازد یا الزامات قانونی را نقض کند.

انتخاب گیج مناسب برای یک برنامه داده شده

انتخاب گیج فشار مناسب با شناسایی سه عامل کلیدی آغاز می شود: محدوده فشار مورد انتظار، ماهیت محیط فرآیند و شرایط محیطی اطراف محل نصب. گیج انتخاب شده برای محدوده فشار بسیار بالاتر از فشار عملیاتی واقعی، قرائت های نادقیق ایجاد می کند، زیرا بیشتر گیج ها در یک سوم متوسط ​​مقیاس خود دقیق ترین هستند. به طور مشابه، انتخاب یک گیج خشک استاندارد برای خط تخلیه پمپ با لرزش بالا احتمالاً منجر به کالیبراسیون مجدد مکرر یا خرابی زودرس می شود.

• برای سیستم های هوای فشرده عمومی، هیدرولیک یا بخار با شرایط پایدار، معمولاً یک گیج لوله بوردون استاندارد کافی و مقرون به صرفه است.
• برای مواد شیمیایی خورنده یا سیالات چسبناک، یک گیج مهر و موم دیافراگمی از آسیب رساندن به اجزای داخلی محیط فرآیند جلوگیری می کند.
• برای نظارت بر HVAC یا توزیع گاز فشار بسیار پایین، یک کپسول یا دم سنج حساسیت مورد نیاز برای تغییرات فشار کوچک را ارائه می دهد.
• برای سیستم هایی که نیاز به ثبت مداوم داده ها یا آلارم های از راه دور دارند، یک گیج الکترونیکی با سیگنال خروجی قابل انتقال مستقیماً با سیستم های کنترل موجود ادغام می شود.
• برای فرآوری مواد غذایی، آشامیدنی یا دارویی، یک گیج بهداشتی با طراحی قابل تمیز کردن و نصب بر روی سطح، الزامات بهداشتی و مقرراتی را برآورده می کند.

در نهایت، فشار سنج مناسب، گیج فشاری است که دقیقاً با محیط عملیاتی آن مطابقت دارد تا پیشرفته ترین یا گران ترین گزینه موجود. وقت گذاشتن برای ارزیابی محدوده فشار، سازگاری رسانه‌ها و عوامل استرس‌زای محیطی قبل از خرید، از خرابی پرهزینه، قرائت‌های نادرست و جایگزینی غیرضروری تجهیزات جلوگیری می‌کند.