گیج فشار چیست و انواع آن کدام است؟

فهرست مطالب

در این مقاله، ما قصد داریم در مورد ابزار بسیار رایجی که امروزه در صنعت به وفور یافت می شود، یعنی فشار سنج  یا گیج فشار صحبت کنیم. وبدانیم که گیج فشار چیست؟

خیلی سخت و غیر ممکن است که از یک کارخانه صنعتی یا کارخانه تولید مواد غذایی بازدید کنید و با نوعی از گیج فشار مواجه نشوید.

گیج فشار چیست؟

گیج فشار ابزاری برای اندازه گیری شدت سیال در ماشین های تحت فشار است. این شدت سیال با نیرویی که سیال روی یک واحد سطح خاص اعمال می کند مشخص می شود.

واحدهای اندازه گیری شدت فشار سنج نوعا پوند بر اینچ مربع (psi)  یا نیوتن بر متر مربع به نام پاسکال هستند.

گیج فشار - محاسبات نیرو

انواع گیج فشار

دسته بندی فشارسنج ها با اضافه شدن ترانسدیوسرها و دستگاه های الکترونیکی چالش برانگیزتر شده است.

از لحاظ تاریخی، فشار سنج ها (گیج های فشار) دستگاه های مکانیکی با مقیاس های آنالوگ بودند. امروزه ما گیج‌های فشار با مبدل‌های حسگر فشار داریم که مقدار سنجش شده را برای قرائت بر روی یک صفحه دیجیتال نمایش می دهد.

گیج فشار دیجیتالی - گیج فشار مکانیکی

گیج فشار مکانیکی

انواع مختلفی از گیج های فشار یا فشارسنج های مکانیکی وجود دارد. سه نوع از رایج ترین آنها عبارتند از:

1- دیافراگم

2- پیچک

3- لوله بوردون

انواع گیج فشار مکانیکی

1) دیافراگم

گیج فشار دیافراگمی از انحراف یک غشای نازک انعطاف پذیر به نام دیافراگم برای اندازه گیری فشار سیال در یک سیستم استفاده می کند.

گیج فشار دیافراگمی2) پیچک (Bellows)

پیچک یا فانوس یک دستگاه منبسط شدن موجدار است که از راه راه یا دنده هایی به نام پیچک تشکیل شده است.

پیچه ها معمولا از برنج یا فولاد ضدزنگ بوده و بسیار حساس می باشند. فشاری به پیچه وارد می شود و باعث انبساط آن می شود که به نوبه خود یک عقربه را حرکت می دهد.

گیج فشار پیچکی

3) لوله بوردون

از این سه نوع فشارسنج مکانیکی، تا حد زیادی رایج ترین نوع آنها لوله بوردون است. بنابراین، بیایید نگاه دقیق تری داشته باشیم.

لوله بوردون – نوع C

رایج ترین نوع گیج لوله بوردون نوع C است که در آن لوله شبیه حرف C است. به شکل مقطع لوله توجه کنید. لوله در یک انتها باز شده و از طرف دیگر آب بندی می شود.

گیج فشار لوله بوردون تایپ C

تغییر فشار باعث ایجاد انحراف در لوله می شود که مقدار انحراف متناسب با فشار اعمال شده است.

حرکت واقعی لوله به یک نشانگر فشار روی یک صفحه کالیبره شده تبدیل می شود. حداکثر حرکت عقربه معمولا 270 درجه است.

گیج فشار حرکت

خوب… با بررسی کمی عمیق تر می بینیم که یک فشار سنج معمولی لوله بوردون دارای یک قفسه و پینیون است که توسط یک پیوند و اهرم قابل تنظیم هدایت می شود. همانطور که لوله به دلیل افزایش فشار صاف می شود، نوک مهر و موم شده حرکت می کند.

یک پیوند متصل به نوک لوله C حرکت را به یک نیم چرخ دنده منتقل می کند. چرخ دنده سکتور با یک پینیون مشبک می شود که شفتی را که به یک عقربه متصل است می چرخاند. حرکت شفت باعث می شود که عقربه در مقیاس مدرج حرکت کند.

خطای صفر و خطای ضرب

مانند بسیاری از ابزارهای دقیق، در گیج های فشار لوله بوردون برخی تنظیمات روتین مورد نیاز است.

دو خطایی که نیاز به تنظیمات دارند عبارتند از:

  • خطای صفر
  • خطای ضرب

خطای صفر خطای یکسان و در یک جهت در کل محدوده فشار بدون توجه به فشار ورودی است.

خطای ضرب به خطایی گفته می شود که حرکت کل مکانیسم با کل تغییر ورودی برابر نباشد.

بیایید با مثال ها توضیح دهیم. ما یک فشار سنج با مقیاس مدرج 0 تا 100 psi داریم. ما فشار وارد می‌کنیم و قرائت ها را یادداشت می‌کنیم تا بفهمیم چه نوع خطایی وجود دارد.

با 0 psi این، گیج 10 psi را نشان می دهد.

 با 50 psi این، گیج 60 psi را نشان می دهد.

با 100 psi این، گیج 110 psi را نشان می دهد.

این فشارسنج دارای خطای صفر است زیرا بدون توجه به فشار ورودی دارای خطای 10 psi است.

خوب… بیایید تکرار کنیم. ما فشار وارد می‌کنیم و صفحه گیج را قرائت می‌کنیم تا بفهمیم چه نوع خطایی وجود دارد.

1) با 0 psi این، گیج 10 psi را نشان می دهد.

1) با 50 psi این، گیج 50 psi را نشان می دهد.

1) با 100 psi این، گیج 90 psi را نشان می دهد.

این فشارسنج دارای خطای ضرب است زیرا حرکت کلی مکانیزم با کل تغییر فشار ورودی برابر نیست.

روش کالیبراسیون گیج فشار

کالیبراسیون به طور معمول بر روی یک میز کار با استفاده از یک دستگاه منبع فشار مانند یک تستر وزن مرده انجام می شود.

– خطای صفر با جابجایی نشانگر روی شفت یا با تغییر کشش فنر اصلاح می شود.

– خطای ضرب با تغییر طول اهرم ها اصلاح می شود

به طور کلی، یک گیج فشار مکانیکی دارای قرائت آنالوگ یا مقیاس آنالوگ است.

بسیاری از فشارسنج های امروزی مجهز به مبدل فشار هستند که فشار را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. سپس این سیگنال الکتریکی اغلب برای کار با نمایشگر دیجیتال استفاده می شود.

دقت گیج فشار مکانیکی

استاندارد انجمن مهندسین مکانیک آمریکا در استاندارد ASME B40.1 درجه دقت انواع گیج های صفحه مدرج را تعریف می کند. الزامات از صنعتی به صنعت دیگر متفاوت است و ASME B40.1 راهنمای شما برای انتخاب مناسب خواهد بود.

برای فشارسنج های مکانیکی، دقت معمولاً به عنوان درصدی از کل دامنه محدوده تعریف می شود. به عنوان مثال، گیج فشار مکانیکی با درجه دقت 1A دارای دقت 1±٪ است.

با قرائت فشار 50 psi در یک فشارسنج 0 تا 100 psi، فشار ورودی واقعی می تواند بین 49 psi و 51 psi باشد.

خلاصه

بسیار خوب …. بیایید مطالب خودمان را جمع بندی کنیم.

– گیج فشار روشی برای اندازه گیری شدت سیال، گاز، آب یا بخار در یک ماشین صنعتی تحت فشار ارائه می دهد.

– فشار با نیروی عمودی اعمال شده در واحد سطح بر روی یک سطح تعیین می شود.

– از بین انواع مختلف فشارسنج های مکانیکی، سه نوع از رایج ترین آنها عبارتند از لوله بوردون، دیافراگم و پیچه.

– برای تصحیح خطای صفر و خطای ضرب، تنظیمات روتین روی فشارسنج های لوله بوردون لازم است.

– خطای صفر خطای یکسان و در یک جهت در کل محدوده فشار بدون توجه به فشار ورودی است.

– خطای ضرب به خطایی گفته می شود که حرکت کل مکانیسم با کل تغییر ورودی برابر نباشد.

بسیاری از گیج های فشار به یک ترانسدیوسر فشار مجهز شده اند که فشار را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کنند که برای کار با نمایشگر دیجیتال استفاده می شود.

استاندارد انجمن مهندسین مکانیک آمریکا ASME B40.1 درجه های مختلف دقت را برای گیج های صفحه مدرج تعیین می کند.

– برای گیج های فشار مکانیکی، دقت معمولاً به صورت درصدی از کل دامنه محدوده تعریف می شود.

.

بیشتر بخوانید

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *