گیجهای فشار، ابزارهایی هستند که به طور مستقیم فشار موجود در یک محیط را اندازهگیری میکنند و این اطلاعات را به صورت الکتریکی یا مکانیکی منتقل میکنند. از این رو، در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، شیمیایی، فولاد، خودروسازی و پتروشیمی، استفاده از گیجهای فشار برای کنترل و نظارت بر فرآیندها و تجهیزات بسیار اساسی است.
گیج فشار، به عنوان یک سنسور فشار، به کاربردهای گستردهای از جمله اندازهگیری فشار سیالات و گازها، کنترل فرآیندها، مانیتورینگ تجهیزات و دستگاههای صنعتی و حتی استفاده در دستگاههای پزشکی مورد استفاده قرار میگیرد. این ابزار معمولاً شامل یک عنصر حسگر است که تحت فشار، تغییراتی را ایجاد میکند که به عنوان خروجی الکتریکی یا مکانیکی تفسیر میشود.
انواع مدلهای گیج فشار
- بوردون تیوب (Bourdon Tube): در این نوع گیج، یک لوله خمیده به شکل حلقه به وسیله فشار متغیر، معکوس میشود. تغییر فشار باعث تغییر شکل لوله میشود که به وسیله مکانیزمهای دقیق به شکل حرکت خطی یا دورانی تبدیل میشود.
2.دیافراگمی (Diaphragm): در این گیج، یک دیافراگم یا صفحه انعطافپذیر تحت فشار قرار گرفته و تغییر شکل دیافراگم نشاندهنده فشار متغیر است. این تغییرات به وسیله سنسورهای مختلف (الکتریکی یا مکانیکی) به سیگنالهای قابل اندازهگیری تبدیل میشوند.
3.گیج فشار دیجیتال (Digital Pressure Gauge): این گونه گیجها از تکنولوژی دیجیتال برای نمایش و اندازهگیری فشار استفاده میکنند. این گونه گیجها معمولاً دارای نمایشگرهای دیجیتال هستند و میتوانند دقت بالا و امکانات تصویری را ارائه کنند.
اینها تنها چند نمونه از انواع مدلهای گیج فشار هستند و هر یک بستگی به نوع کاربری، دقت مورد نیاز و شرایط کاری مختلف کاربرد خاصی دارند.
ویژگیهای گیج فشار بوردون تیوب چیست؟
کاربرد گسترده و عملکرد دقیق بارزترین ویژگی گیجهای فشار بوردون تیوب است. از این دستگاه برای اندازهگیری فشارهای مثبت و منفی استفاده میکنند. این دستگاه از رنج صفر تا 0.6 یا صفر تا 1600 بار با سطح دقت یک الی 4 طراحی و ساخته میشوند. لوله بوردون دارای 3 نوع Cشکل، حلقوی و حلزونی است که ساختار متفاوتی دارند.
در ساخت این دستگاه از لوله خمیده بوردون استفاده میکنند که بهشکل C بوده و خاصیت ارتجاعی دارد. زمانی که لوله بوردون تحت فشار خارجی و داخلی قرار میگیرد، شکل آن تغییر میکند.
میزان لوله بوردون زمانی که تحت فشار داخلی قرار بگیرد، از فرم خمیده به کشیده تغییر میکند و هنگامی که فشار قطع شود، به حالت قبلی خود برمیگردد. میزان کشیدگی لوله بوردون به شدت فشار سیال بستگی دارد. تغییر فشار داخلی، نوک لوله را به حرکت در میآورد. اگر انتهای لوله بوردون به یک عقربه نمایشگر بهوسیله یک چرخدنده وصل شود، میتوان میزان فشار سیال را اندازهگیری کرد.
اجزای تشکیلدهنده این دستگاه، محل اتصال، بخش آببند، صفحه نمایش، بخش مدرج، قطعه متحرک، رینگ دور بدنه، لوله بوردون، عقربه، قطر صفحه، بخش اضطراری سرریز و بدنه هستند.
سیستم اندازهگیری این دستگاه درصورتیکه برای گاز کالیبره شده باشد، باید برای گاز یا بخار استفاده شود و اگر برای مایع کالیبره شده، باید برای مایع به کار برده شود.
نکات مثبت گیج فشار بوردون تیوب عبارتاند از:
- میزان فشار را بهصورت مستقیم اندازهگیری میکند.
- حساسیت و دقت بسیار مطلوبی دارند.
- پاسخدهی سریع (عمدتا در مدت ۰.۱ ثانیه) در تمام رنجها دارند.
- دارای قیمت مناسب و بهصرفه هستند.
موارد زیر، نقاط ضعف گیجهای فشار بوردون تیوب هستند:
- دقت آن در شرایط خلاء کاهش پیدا میکند.
- حدودا ۰.۵درصد در تمام رنجها غیر خطی هستند که بهصورت الکترونیکی یا مکانیکی اصلاح میشود.
- فشار را فقط بهصورت محلی (Local) نمایش میدهد.
- برای اندازهگیری پروسههای دارای شوک و عملیاتهای سریع، محدودیت دارد.
- در پروسههای دارای فشار تناوبی، ۰.۲ الی ۰.۵ هیسترزیس وجود دارد. این میزان هیسترزیس، بهوسیله تدبیر حرارتی اصلاح و ترمیم میشود.
- درصورتیکه در معرض شوک و ارتعاش قرار بگیرد، طول عمر مفید آن کاهش پیدا میکند.
- در برابر تغییرات دما حساس هستند.
مشخصات گیج فشار حلزونی چیست؟
لوله بورودن در فشارسنج حلزونی، بهصورت حلزونی-فنری به دور خود چرخیده است. عقربه گیج حلزونی میتواند 360درجه بچرخد و فشار بالا را اندازهگیری کند. فشارسنج حلزونی نسبت به گیج شکل C، دقت و حساسیت بیشتری دارد.
فشارسنج حلقوی چه کاربردی دارد؟
فشارسنج حلقوی دقت و حساسیت بالا و اصطکاک کمی دارد. این دستگاه، دارای یک نوار توخالی با یک گام طولی است که درصورت ورود فشار، تغییر شکل میدهد. از گیجهای فشار دارای لوله بوردون حلقوی، برای اندازهگیری فشارهای بسیار زیاد تا بالای ۶۰۰ بار استفاده میکنند.
آشنایی با اجزا و نحوه عملکرد گیج فشار دیافراگمی
گیجهای فشار دیافراگمی با استفاده از دیافراگم ساخته میشوند. دیافراگم یک غشاء است که خاصیت انعطافپذیری بسیار خوبی دارد. از این نوع گیج، برای اندازهگیری فشار سیالات به شدت خورنده استفاده میکنند.
کار دیافراگم، جداسازی بخش ورودی سیال به گیج از بخش داخلی آن است. اگر سیال با فشار به دیافراگم نیرو وارد کند، باعث میشود غشاء بهسمتی که فشاری کمتری وجود دارد، خم شود. میزان خمیدگی و قوس غشاء با میزان فشار سیال واردشده ارتباط مستقیم دارد. میزان انحنا غشاء را به وسیله عقربههای نمایشگر دستگاه گیج میتوان مشاهده کرد.
در گیج فشارهای پیشرفته، بهدلیل استفاده از دیافراگمها و لوازم پیشرفته و هوشمند، امکان بروز خطاهایی مانند هیسترزیس، کالیبراسیون و اصطکاک بسیار کمتر است.
گیجهای فشار دیافراگمی را در رنج فشار صفر تا 0.6 بار یا صفر تا 600 میلیبار و با کلاس دقت 0.1 و 2.5 میسازند. گیجهای دیافراگمی به 2 شکل ساخته میشوند، در برخی مدلهای آن گیج و دیافراگم در کنار یکدیگر تعبیه شدهاند و در مدل دیگر آن، دیافراگم با استفاده از یک وسیله، به گیج وصل میشود. مدل دوم بست دیافراگمی (Diaphragm Seal) نامیده میشود.
از گیج دیافراگمی بهدلیل مزایای متعدد آن مانند کاربرد وسیع، برخورداری از تائیدیه، انواع سیستم آببند ، تفکیک فرایند از سیال، دقت بالا و قابل اعتماد بودن، قابلیت اندازهگیری فشار مطلق، گیج و تفاضلی، مناسببودن برای اندازهگیری فشار پایین و قیمت معقول در حوزههای مختلف استفاده میکنند.
تفاوت گیج فشار دیافراکمی و بوردون تیوب در چیست؟
گیج فشار دیافراگمی و بوردون تیوب دو نوع گیج فشار هستند که از روشهای مختلفی برای اندازهگیری فشار استفاده میکنند. در ادامه، تفاوتهای اصلی بین این دو نوع گیج را بررسی خواهیم کرد:
- دقت و قابلیت اندازهگیری
– گیج فشار دیافراگمی: این نوع گیج فشار معمولاً دقت بالاتری در اندازهگیری فشار دارد و معمولاً برای فشارهای کمتر استفاده میشود. از این نوع گیج برای کاربردهایی که نیاز به دقت بالا و اندازهگیری فشارهای پایینتر دارند، استفاده میشود. مانند کاربردهای پزشکی، صنعت داروسازی و آزمایشگاهی.
– گیج فشار بوردون تیوب: این گونه گیجها بیشتر برای اندازهگیری فشارهای نسبتاً بالا و در محدودههای فشاری بزرگتر استفاده میشوند. این نوع گیج برای کاربردهایی که فشارهای بالاتر و محیطهای سختتری را مورد بررسی قرار میدهند، مانند صنعت نفت و گاز، صنایع شیمیایی و صنایع ساختمانی، مفید است.
به طور کلی، تفاوت اصلی بین این دو نوع گیج فشار در مبنای عملکرد، دقت و قابلیت اندازهگیری و کاربردهای مورد استفاده آنها است.
بنابراین، انتخاب بهترین مدل گیج فشار به شرایط و نیازهای خاص شما بستگی دارد. در نهایت، باید با توجه به دقت، محدوده فشار، سهولت استفاده، و استحکام، مدلی را انتخاب کنید که بهترین تطابق را با نیازهای شما دارد.
منبع: دقیق صنعت اوپاتان
