گیج فشار یا پرشر گیج
گیج فشار چیست
گیج های فشار یکی از پر کاربرد ترین تجهیزات اندازه گیری فشار می باشند که در صنایع مختلف برای اندازه گیری فشار مایع و گاز مورد استفاده قرار می گیرند. گیج های فشار بر اساس نوع سیال، نوع کاربری، محیط مورد استفاده و موارد دیگر، ساخته می شوند. برای مثال بر اساس تکنیک اندازه گیری در انواع زیر تولید می شوند:
- گیج فشار بوردون تیوب
- گیج فشار دیافراگمی
- گیج اختلاف فشار
- گیج فشار دیجیتال
انواع گیج فشار بر اساس تکنیک اندازه گیری
گیج فشار بوردون تیوب
گیج فشار بردون، از یک لوله خمیده به نام بردون تشکیل شده است، زمانیکه این لوله در معرض فشار داخلی یا خارجی قرار می گیرد، تغییر شکل می دهد. زمانی که فشار به صورت داخلی اعمال می شود، لوله از حالت خمیدگی به کشیدگی تغییر شکل پیدا می کند و وقتی فشار برداشته می شود به حالت اول بر می گردد. نوک لوله با تغییر فشار داخلی حرکت می کند و به راحتی می توان آن را بوسیله یک نشانگر یا عقربه به نمایشگر تبدیل کرد.
مهمترین ویژگی لوله های بردون، محدوده کاری وسیع آن است. این نوع روش اندازه گیری برای اندازه گیری فشارهای گیج مثبت و منفی قابل استفاده است، اما دقت آن در شرایط خلاء کاهش پیدا می کند. گیج های فشار نوع بردون، از پرکاربرد ترین گیج ها هستند به دلیل اینکه حساسیت بالا و دقت بسیار خوبی دارند. گیج های فشار بردون، کاربردهای زیادی دارند و از رنج 0 تا 0.6 بار یا 0 تا 1600 بار و در کلاس های دقت 1 الی 4 ساخته می شوند.
مزایای گیج فشار بوردون تیوب
- پاسخ سریع، معمولا 0.1 ثانیه برای تمام رنج ها
- حساسیت بالا
- محدوده یا رنج کاری وسیع
- قیمت مناسب
- اندازه گیری مستقیم فشار
نقاط ضعف فشار سنج بوردون تیوب
- فقط برای نمایش فشار به صورت محلی یا Local قابل استفاده است.
- در تمام رنج ها در حدود 0.5 درصد، غیر خطی هستند که می تواند به صورت مکانیکی یا الکترونیکی جبران شود.
- در فرآیندهایی که فشار به صورت تناوبی اعمال می شود، هیسترزیس در حدود 0.2 تا 0.5 دارد، این محدوده هیسترزیس با تدابیر حرارتی قابل جبران است.
- نسبت به تغییرات دمایی حساس است. با بکارگیری جبران سازهای بی متال یا استفاده از مواردی که به تغییرات دما حساس نیستند می توان آن را کاهش داد.
- زمانیکه در معرض شوک و یا لرزش قرار می گیرند از عمر مفید آن ها کاسته می شود.
- سیستم اندازه گیری که با استفاده از لوله بردون کار می کند اگر برای هوا کالیبره شده باشد باید برای هوا استفاده شود و اگر برای مایع کالیبره شده باشد، مناسب استفاده برای مایع می باشد.
- این نوع اندازه گیری در فرآیندهایی که ایجاد شوک وجود دارد و همچنین در فرآیندهای سریع دارای محدودیت است.
گیج فشار دیافراگمی
از تغییر شکل یک غشاء قابل انعطاف برای اندازه گیری فشار استفاده می کنند، دیافراگم، بخش ورودی سیال به گیج را، از بخش داخلی گیج جدا می کند.
دیافراگم یک دیسک قابل انعطاف است که می تواند مسطح یا به صورت موج های متحدالمرکز باشد. در طرح های مدرن، دیافراگم ها همراه با تجهیزات هوشمند بکار گرفته می شوند به همین دلیل مشکلات ناشی از هیسترزیس، اصطکاک و کالیبراسیون ناچیز است.
مزایای استفاده از گیج فشار دیافراگمی
- جداسازی سیال از فرآیند
- مناسب برای فشارهای پایین
- قیمت مناسب
- محدوده کاری گسترده
- قابل اطمینان و تأیید شده
- قابل اندازه گیری برای فشارهای گیج، مطلق و تفاضلی
کاربرد فشار سنج دیافراگمی
- زمانیکه سیال فرآیندی خورنده باشد و نیاز به تعویض مکرر گیج باشد.
- زمانیکه سیال مورد اندازه گیری حاوی ذرات معلق و جامد است.
- احتمال یخ زدن یا جامد شدن سیال وجود داشته باشد.
- برای فرآیندهای صنایع بهداشتی و غذایی
گیج های دیافراگمی به نحوی ساخته شده اند که دیافراگم دقیقا در کنار گیج قرار گرفته است. اما نوع دیگری از این گیج ها وجود دارد که دیافراگم را از طریق یک واسطه به گیج متصل می کند که به آن ها بست دیافرگمی (Diaphragm seal) گفته می شود.
این سیستم شامل یک بست دیافرگمی، یک سیال پر کننده (Fill fluid) و یک کاپیلاری، است. سیال پر کننده، وظیفه جداسازی المان حساس به فشار را از سیال فرآیندی دارد. لوله کشی کاپیلاری یا فلنج مربوط به نصب مستقیم، دیافراگم را به گیج ارتباط می دهد. در اثر فشار فرآیند، دیافراگم تغییر شکل داده و فشار را از طریق سیستم پر کننده و کاپیلاری به گیج انتقال می دهد. این مورد برای مکان هایی مورد استفاده قرار می گیرد که تجهیزات اندازه گیری و دیافراگم جدا کننده از هم فاصله داشته باشند.
گیج اختلاف فشار
گیج های اختلاف فشار برای اندازه گیری اختلاف فشار دو نقطه در سیستم استفاده می شوند. برخلاف مدل های معمولی که یک ورودی برای سیال دارند، گیج های اختلاف فشار دارای دو ورودی برای سیال هستند. گیج اختلاف فشار، فشار را در دو نقطه ورودی اندازه گیری می کند و اختلاف آن ها را در صفحه نمایش نشان می دهد.
بیش ترین کابرد گیج اختلاف فشار در سیستم های فیلتراسیون است. کار فیلتر جدا کردن ذرات ناخواسته در سیستم مایع یا گاز است. زمانیکه فیلتر دچار گرفتگی می شود فشار افت می کند و بازده پایین می آید. با استفاده از یک گیج اختلاف فشار امکان مونیتورینگ فشار ورودی و خروجی و در نهایت مونیتورینگ گرفتگی فیلتر وجود دارد. علاوه بر فیلترها موارد دیگری نیز در صنعت وجود دارند که با استفاده از گیج اختلاف فشار می توان سالم بودن آن ها را بازرسی کرد که می توان به سیستم هایی همچون هیت اکسچنجر ها، پمپ ها، ولو ها، کندانسور ها، اواپراتور ها و غیره اشاره نمود.
گیج فشار دیجیتال
گیج های دیجیتال، اندازه گیری را به صورت دیجیتال بر روی صفحه نمایش خود، نشان می دهند. همچنین برای اندازه گیری نرمال در فیلد و هم در سیستم های کالیبراسیون استفاده می شوند. این دستگاه ها دارای دقت بسیار بالایی در حدود 0.05% هستند. این تجهیزات بسیار حساس می باشند و نباید در شرایط نامساعد مورد استفاده قرار گرفته شوند. گیج های فشار دیجیتال در انواع مختلف تک ورودی، تفاضلی یا دو ورودی، مطلق (Absolute) و تابلویی ساخته می شوند.
