گیج فشار یکی از پرکاربردترین تجهیزات ابزار دقیق در صنعت است که برای اندازه گیری فشار سیال در سیستم های لوله کشی یا در یک مخزن ، به کار می رود.

این ابزار تغییرات فشار در محیط را به صورت حرکت عقربه در صفحه نمایشِ عقربه ای یا به صورت دیجیتال در یک نمایشگر نشان می دهد. گیج های فشار انواع مختلفی دارند ولی مهم ترین نوع گیج های فشار کاربردی در صنعت ، گیج های لوله بوردون و گیج های دیافراگمی می باشند.

 

 گیج فشار بوردون 

اندازه‌گیری فشار با گیج فشار بوردن تیوب یکی از متداول‌ترین اندازه‌گیری‌های فشار می‌باشد که از طریق اندازه‌گیری یک تغییر شکل مکانیکی، فشار را اندازه‌گیری می‌کند. لوله بوردون C  اغلب سطح مقطع بیضی شکل دارد ، یک انتهای لوله بسته است و انتهای دیگر آن به سیالی که قرار است فشارش اندازه‌گیری شود، مرتبط می‌شود. انتهای بسته از طریق تعدادی چرخ‌دنده، اهرم و اجزا میکرومکانیکی دیگر به یک عقربه مرتبط می‌باشد. وقتی فشار به لوله اعمال می‌شود.بخاطر اختلاف بین نیروی وارده به جداره داخلی و خارجی لوله، زاویه انحنای لوله فلزی تغییر می‌کند.

از آنجایی که انتهای باز لوله در یک نقطه ثابت شده است، تغییر در انحنای لوله به سر بسته آن منتقل شده و سبب چرخش عقربه می‌شود.

اغلب، فشارسنج‌های بوردونی در فشارهای بالا، رفتار غیرخطی از خود بروز می‌دهند و به همین دلیل کمتر در فشارهای بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

 

گیج فشار دیافراگمی

 هنگامی که محیط فرآیند نباید با اجزای اندازه گیری فشار در تماس باشد(دماهای بالا یا سیالات خورنده) از گیج های فشار دیافراگمی استفاده می کنیم. گیج فشار دیافراگمی بر مبنای تغییر وضعیت یک دیافراگم طراحی شده است که این تغییرات به عنوان تغییر فشار تفسیر می شود.  دیافراگم از یک صفحه تخت یا دارای انحنا تشکیل شده است که با یک اهرم به یک عقربه متصل شده است. با اعمال فشار به دیافراگم و تغییر شکل آن، اهرم متناسب با فشار اعمالی جابجا می‌شود. جابجایی اهرم منجر به حرکت کردن عقربه شده و در نتیجه فشار به صورت آنالوگ نشان داده می شود.

  

 

گیج فشار تفاضلی 

گیج فشار تفاضلی ابزاری برای اندازه گیری فشار بین دو نقطه است. این گیج فشار دو ورودی دارد که دارای دو فشار مختلف هستند و گیج فشار ، اختلاف فشار این دو ورودی را در نمایشگر خود نشان می دهد. اگر اختلاف فشار بین دو نقطه صفر باشد ، دستگاه هیچ فشاری را نشان نمی دهد و عقربه به هیچ سمتی حرکت نمی کند.

معمولا از گیج اختلاف فشار برای محاسبه ی اختلاف فشار سیالات گازی و مایع درون یک مخزن یا سیستم لوله کشی استفاده می شود.

 

 

انواع فشار 

در سنسورهای فشار، اندازه گیری فشار همواره بر اساس یک فشار مرجع انجام می شود.

بر این اساس سنسورهای فشار بر سه دسته  فشار مطلق ، فشار نسبی و فشار تفاضلی تقسیم بندی می شود.

 

فشار نسبی Gauge Pressure :

هرگاه فشار (جو) اتمسفر را مرجع برای اندازه گیری فشار سیستم در نظر بگیریم، فشار به دست آمده را فشار نسبی می گویند.

فشار سنج، فشار نسبت به فشار اتمسفر است و آنچه که اندازه می گیرد در واقع همان فشار نسبی می باشد.

 

فشار مطلق Absolute Pressure :

در سنسورهای فشار مطلق، خلا به عنوان مرجع اندازه گیری در نظر گرفته می شود.

بنابراین این دسته از سنسورها همیشه اختلاف فشار میان فرآیند و خلا را اندازه گیری می کنند.

 

 

اختلاف فشار یا فشار تفاضلی :

اختلاف فشار به صورت تفاوت فشار بین دو فرآیند متفاوت یا دو نقطه متفاوت از یک فرآیند تعریف می شود. اگرچه در بیشتر موارد تجهیزات اندازه گیری فشار مقادیر اختلاف فشار بین فرآیند و اتمسفر را اندازه می گیرند(فشار گیج) اما سنسور اختلاف فشار تفاوت فشار بین دو ورودی مجزا را اندازه گیری می کند. تجهیزات اختلاف فشار برای بررسی افت یا کاهش فشار در دو سمت یک سیستم یا کنترل بر فیلتراسیون به کار می روند.

 

گیج های فشار بر اساس نوع صفحه نمایش به دو دسته زیر تقسیم میشوند:

 

گیج فشار عقربه ای یا آنالوگ :

در این نوع گیج ها ، تغییرات فشار توسط یک عقربه که بر روی یک صفحه مدرج شده قرار دارد نشان داده می شود.

گیج فشار عقربه ای در بسیاری از صنایع از جمله صنایع پتروشیمی و شیمیایی و صنایع دیگر استفاده می شود و درحال حاضر به لحاظ محبوبیت و قیمت مناسبی که دارد از پرمصرف‌ترین تجهیزات جهت نمایش فشار می‌باشد. 

 

گیج فشار آنالوگ نیز به دو شکل خشک و روغنی عرضه می شود :

 

گیج فشار خشک :

گیج فشار خشک از رایج ترین نوع فشار سنج های به کار رفته در صنعت می باشند که درون این فشار سنج ها خالی بوده و هیچ مایعی در آنها وجود ندارد.

این نوع فشار سنج ها به دلیل لرزش دستگاه ها و لوله هایی که به آنها اتصال دارند همواره در حال لرزش هستند و لذا نمی توانند مقدار دقیق فشار را نشان بدهند.

از مشکلات دیگر گیج فشار خشک ، رطوبتی است که در محوطه ی نمایشگر آنها به وجود می آید و این رطوبت مانع از دیده شدن اعداد داخل فشار سنج می شود.

در فصل سرما نیز به دلیل تبدیل رطوبت به یخ زدگی ، فشار سنج قابل استفاده نخواهد بود.

 

گیج فشار روغنی :

در گیج فشار روغنی محفظه ی صفحه نمایشگر با مایعی مثل گلیسیرین یا سیلیکون پرشده است. در این حالت به دلیل ویسکوزیته ی بالای مایعِ پرکننده محفظه ، لرزش عقربه ی گیج فشار گرفته می شود و فشار سنج عدد دقیق تری را به ما نشان می دهد.

همچنین این مایع ، سبب کاهش اصطکاک عرقبه های فشار سنج می شود و از این رو باعث افزایش طول عمر گیج می شود.

 

 

گیج فشار دیجیتال :

این تجهیز نیز در فرآیند هایی که نیاز به دقت و حساسیت بالا دارند استفاده می شود. این فشارسنج ها در مقایسه با گیج فشار آنالوگ قیمت بالاتری دارند.

 

 

نکات مهم در هنگام انتخاب گیج فشار

هنگام انتخاب یک گیج فشار مناسب باید نکات زیر را مد نظر داشته باشیم :

• فشار موجود در محیط 

• رنج فشار مورد نظر

• قطر و اندازه صفحه نمایش گیج 

• نحوه اتصال گیج 

• جنس گیج  

 

کاربرد مانومتر فشار در صنایع و سیستم های مختلف

گیج فشار کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف دارد که می توان به صنایع زیر اشاره کرد : 

• صنایع شیمیایی و پتروشیمی

• صنعت ماشین سازی

• استخرج نفت و گاز

• صنعت حفاری

• صنایع لاستیک سازی

• کارخانه های تولیدی

• صنعت پزشکی و دارو سازی

• کارخانه های غذا و نوشیدنی

• تهویه مطبوع

• تبرید

• اندازه گیری سطح

• اندازه گیری جریان سیال

• شناسایی نشتی

• تجهیزات هیدرولیک و پنوماتیک

• تولید برق و نیروگاه ها

• تجهیزات آزمایشگاهی

 

 

 

نویسنده: محسن لطفی صومعه / منبع: WERMAC