گیج فشار یا فشارسنج یکی از ابزارهای مهم در سیستمهای صنعتی، تأسیساتی و آزمایشگاهی است که برای اندازهگیری و نمایش میزان فشار سیالات (مایعات یا گازها) به کار میرود. این دستگاه با تبدیل فشار وارد شده به یک مقدار عددی قابل خواندن، به اپراتورها و سیستمهای کنترلی کمک میکند تا عملکرد صحیح تجهیزات را نظارت و کنترل کنند. گیجهای فشار در انواع مختلف آنالوگ و دیجیتال تولید میشوند و در صنایعی مانند نفت و گاز، پتروشیمی، تهویه مطبوع، پنوماتیک و هیدرولیک کاربرد گستردهای دارند.
آشنایی با گیج فشار
گیج فشار ابزاری کاربردی برای اندازهگیری و نمایش میزان فشار سیالات در سیستمهای مختلف است و نقش کلیدی در کنترل، ایمنی و بهرهوری فرآیندها ایفا میکند. این دستگاه معمولاً روی مخازن، لولهها، کمپرسورها یا پمپها نصب میشود تا فشار داخلی را بهصورت عددی نمایش دهد و از بروز خطراتی مانند ترکیدگی یا نشت جلوگیری کند. گیجها در انواع مختلفی مانند آنالوگ (عقربهای)، دیجیتال، خلأسنج و دیفرانسیلی عرضه میشوند و بسته به دقت، محدوده فشار و نوع سیال، انتخاب میگردند. آشنایی با نحوه عملکرد و کاربرد گیج فشار برای طراحی و نگهداری سیستمهای صنعتی ضروری است.
انواع گیج فشار چیست
گیجهای فشار در انواع مختلفی تولید میشوند که هر یک ویژگیها و کاربردهای خاص خودش را دارد. در ادامه به بررسی هرکدام میپردازیم.
گیج فشار عقربه ای (آنالوگ)
گیجهای عقربهای از رایجترین و پرکاربردترین انواع فشارسنجها هستند که با استفاده از مکانیزم بوردون (Bourdon Tube) میزان فشار سیال را اندازهگیری کرده و از طریق یک عقربه روی صفحه مدرج نمایش میدهند. این نوع گیج به دلیل سادگی، قیمت مناسب و قابلیت اطمینان بالا در صنایع نفت، گاز، آب، بخار، و تأسیسات ساختمانی کاربرد فراوانی دارد. همچنین در محیطهایی که نیاز به برق وجود ندارد یا شرایط کاری سخت است، انتخابی ایدهآل به شمار میرود.
گیج فشار دیجیتالی
گیجهای فشار دیجیتال با استفاده از حسگرهای الکترونیکی میزان فشار را اندازهگیری کرده و آن را بهصورت عددی روی صفحه نمایش نشان میدهند. این نوع گیج دقت بسیار بالایی دارد و معمولاً قابلیتهایی مانند ثبت داده، تنظیم هشدار، انتقال سیگنال و کالیبراسیون دیجیتال را نیز ارائه میدهد. گیجهای دیجیتالی در آزمایشگاهها، صنایع حساس، سیستمهای اتوماسیون و مکانهایی که به نظارت دقیق نیاز است، کاربرد گستردهای دارند.
گیج فشار تفاضلی (Differential Pressure Gauge)
این گیجها برای اندازهگیری اختلاف فشار بین دو نقطه در یک سیستم به کار میروند. کاربرد اصلی آنها در پایش فیلترها، اندازهگیری جریان، سطح مخازن یا بررسی وضعیت پمپها و فنهاست. گیجهای تفاضلی معمولاً دارای دو ورودی فشار هستند و اختلاف بین این دو فشار را بهصورت عددی یا عقربهای نمایش میدهند. این نوع ابزار بهویژه در سیستمهای تهویه مطبوع، فرآیندهای شیمیایی و پالایشگاهها کاربرد دارد.
گیج فشار مطلق (Absolute Pressure Gauge)
گیج فشار مطلق، فشاری را که نسبت به خلأ کامل (صفر مطلق) اندازهگیری میشود، نمایش میدهد. برخلاف گیجهای معمولی که فشار را نسبت به فشار جو اندازهگیری میکنند، این گیجها برای کاربردهایی مناسب هستند که در آن فشار محیط تأثیرگذار نیست، مانند فرآیندهای شیمیایی دقیق، تجهیزات خلأ و اندازهگیری در ارتفاعات. فشار مطلق معمولاً با واحدهایی مثل psia نمایش داده میشود.
گیج خلأ (Vacuum Gauge)
گیج خلأ برای اندازهگیری فشارهای پایینتر از فشار جو به کار میرود. این ابزار در سیستمهایی که نیاز به فشار منفی یا خلأ دارند مانند پمپهای خلأ، اتوکلاوها، بستهبندی خلأ، و صنایع دارویی و غذایی استفاده میشود. گیجهای خلأ میتوانند به صورت مکانیکی یا دیجیتالی باشند و گاهی نیز بهصورت ترکیبی با گیجهای فشار مثبت برای نمایش کل بازه فشار استفاده میشوند.
نحوه عملکرد گیج فشار
نحوه عملکرد گیج فشار چیست و به چه صورت است؟ در واقع این عملکرد به نوع و ساختار آن بستگی دارد. در گیجهای عقربهای، سنسور فشار از یک لوله بوردون تشکیل شده است که با تغییرات فشار منبسط یا منقبض میشود. این تغییرات مکانیکی به حرکت عقربه منجر میشود که فشار را روی نمایشگر نشان میدهد. در گیجهای دیجیتالی، سنسور فشار تغییرات فشاری را به سیگنالهای الکتریکی تبدیل کرده و این سیگنالها توسط مدارهای الکترونیکی پردازش میشوند تا فشار دقیق به نمایش درآید.
اجزای تشکیل دهنده گیج فشار چیست
برای فهمیدن چگونگی عملکرد گیج فشار، ضروری است که بفهمیم اجزای تشکیل دهنده گیج فشار چیست. گیج فشار یکی از ابزارهای حیاتی در اندازهگیری فشار است و برای عملکرد صحیح، از ترکیب چندین بخش کلیدی بهره میبرد. این اجزا به طور هماهنگ کار میکنند تا نتایج دقیقی از فشار مایعات یا گازها ارائه دهند. در ادامه به بررسی این اجزا و نقش آنها در عملکرد کلی گیج فشار خواهیم پرداخت.
اجزای داخلی فشار سنج
بدنه (Case)
بدنه فشارسنج همواره از موادی مانند پلاستیک، فولاد، برنج یا فولاد ضد زنگ ساخته میشود. یکی دیگر از موادی که برای ساخت بدنه استفاده میشود، فنولیک است که نوعی رزین ساخته شده از فنولها و آلدئیدها است. این ماده به دلیل مقاومت بالا در برابر محیطهای شیمیایی و خورنده، به ویژه در صنایع پتروشیمی و شیمیایی کاربرد دارد. کیفیت و پیچیدگی ساخت بدنه میتواند نشاندهنده قیمت و ارزش فشارسنج باشد. برای محافظت از بدنه در برابر ضربات، از روکشهای لاستیکی استفاده میشود.
جزء اندازهگیری (Element)
جزء اندازهگیری در یک فشارسنج معمولاً یک ممبران حساس به فشار است که میتواند به صورت دایرهای یا استوانهای باشد. این ممبران از موادی مانند فلزات نرم، استیل ضد زنگ یا سیلیکون ساخته شده است. تغییر شکل ممبران تحت تأثیر فشار به عنوان دادههای اندازهگیری شده گزارش میشود. انواع مختلف عناصر اندازهگیری در گیجهای فشار عبارتاند از:
- بوردن تیوب
- دیافراگم
- عناصر پیزوالکتریک
این عناصر با توجه به ویژگیهای خاص خود برای شرایط محیطی و کاربردهای مختلف استفاده میشوند. در این میان، عنصر دیافراگمی بیشترین کاربرد را دارد و در برخی مقالات به طور کامل تشریح شده است.
کانکشن (Socket)
سوکت یا کانکشن اولین بخش فشارسنج است که با سیال تحت فشار در تماس قرار میگیرد. در مدلهای ارزانتر، این سوکت به صورت یک سوراخ ساده است، در حالی که در مدلهای پیشرفتهتر، از اتصالات رزوهای استفاده میشود که به کاهش ورود ذرات و مسدود نشدن مسیر کمک میکند. سوکت به طور معمول در گیجهایی که از سیستمهای آببندی خاص استفاده میکنند، در پایینتر از دیافراگم قرار میگیرد.
نشانگر (Pointer)
شاید برای شما هم سوال باشد که نشانگر گیج فشار چیست؟ این نشانگر با توجه به نوع و تنظیمات مختلف، ممکن است از نظر دقت و پیچیدگی متفاوت باشند. عقربههای پیشرفتهتر این امکان را فراهم میکنند که تغییرات ناشی از ارتعاشات و سایشها را تنظیم کنند.
صفحه نمایش (Display)
مقادیر اندازهگیری شده فشار میتوانند بر روی یک صفحه نمایش آنالوگ یا دیجیتال نشان داده شوند. در فشارسنجهای آنالوگ، صفحه به سه بخش تقسیم میشود که بخش میانی بیشترین دقت را دارد. در مقابل، فشارسنجهای دیجیتال از نمایشگرهای LCD استفاده میکنند و معمولاً به یک منبع تغذیه نیاز دارند.
پنجره یا پوشش (Window)
پوشش جلوی فشارسنج از مکانیزم داخلی در برابر عوامل خارجی محافظت میکند و میتواند از موادی مانند شیشه سکوریت یا پلاستیک ساخته شود. پوششهای پلاستیکی انعطافپذیری بیشتری دارند و میتوانند در برابر تغییرات دمایی ناگهانی مقاومت کنند.
سه نوع متداول از پوششها عبارتاند از: شیشه، پلیکربنات و اکریلیک. پلیکربنات نسبت به شیشه ۲۵۰ برابر قویتر است و مقاومت بالاتری در برابر ضربات دارد، در حالی که اکریلیک هم از شیشه قویتر است.
واحد های اندازهگیری فشار
واحدهای مختلفی برای اندازهگیری فشار در فشارسنجها استفاده میشود که عبارتاند از:
- پاسکال (Pa): واحد فشار استاندارد در سیستم SI.
- بار (Bar): واحد متریک برابر با ۱۰۰,۰۰۰ پاسکال.
- اتمسفر (atm): معادل فشار هوای سطح دریا، برابر با ۱۰۱۳ میلیبار یا ۷۶۰ میلیمتر جیوه.
- تور (Torr): واحد اندازهگیری برابر با ۱۳۳.۳۲۲ پاسکال.
- پوند بر اینچ مربع (psi): واحد متداول فشار در سیستم انگلیسی، برابر با ۶۸۹۴ پاسکال.
- میلیمتر جیوه (mm Hg): واحد اندازهگیری قدیمی، برابر با یک تور.
- اینچ آب (in H2O): واحد اندازهگیری فشار در سیستم انگلیسی که بر اساس فشار ناشی از یک ستون آب به ارتفاع یک اینچ است.
این واحدها بسته به نوع فشارسنج و کاربرد آن متفاوت هستند و هر کدام در صنایع خاصی استفاده میشوند.
کاربرد گیج فشار چیست
گیجهای فشار در طیف وسیعی از کاربردها از جمله نظارت بر سیستمهای هیدرولیک و پنوماتیک، اندازهگیری فشار در سیستمهای تهویه مطبوع، بررسی سلامت تجهیزات پزشکی و آزمایشگاهی، و همچنین در صنایع خودروسازی برای اندازهگیری فشار تایرها و سیستمهای سوخت به کار میروند. این دستگاهها به کمک میآیند تا فشار در سیستمهای مختلف به درستی تنظیم و کنترل شود و از خرابیها و حوادث پیشگیری شود.
چرا از گیج فشار استفاده می کنیم؟
استفاده از گیج فشار به دلایل متعددی انجام میشود. این دستگاهها به ما کمک میکنند تا از سطح ایمنی در سیستمها اطمینان حاصل کنیم و عملکرد بهینه تجهیزات را تضمین کنیم. گیج فشار ابزاری حیاتی برای کنترل کیفیت در بسیاری از صنایع است، زیرا از طریق اندازهگیری دقیق فشار، به جلوگیری از خرابی تجهیزات و کاهش هزینههای تعمیرات کمک میکند.
سخن پایانی
در پاسخ به سوال گیج فشار چیست؟ به صورت خلاصه میتوان گفت که یکی از ابزارهای ضروری در بسیاری از صنایع است .این ابزار به بهبود عملکرد سیستمها و افزایش ایمنی کمک میکند. با توجه به انواع و کاربردهای مختلف این ابزار، انتخاب گیج فشار مناسب و آشنایی با نحوه عملکرد آن از اهمیت ویژهای برخوردار است. در انتخاب گیج فشار، نوع سیستم، دقت مورد نیاز و شرایط محیطی از عواملی هستند که باید در نظر گرفته شوند.
شیلنگ پنوماتیک به عنوان یک یاز محصولات مکمل این محصول به حساب میآید.
سوالات متداول
چگونه میتوان فشار گیج را دقیق تنظیم کرد؟
فشار گیج با استفاده از یک منبع فشار مرجع و تنظیم عقربه یا نمایشگر دیجیتال قابل تنظیم است. همچنین باید از کالیبراسیون منظم گیج برای دقت بالا اطمینان حاصل کرد.
چه تفاوتی بین گیج فشار مطلق و گیج فشار نسبی وجود دارد؟
گیج فشار مطلق فشار را در مقایسه با خلاء کامل اندازهگیری میکند، در حالی که گیج فشار نسبی فشار را نسبت به فشار محیطی (جو) نشان میدهد.
چگونه میتوان از گیج فشار در محیطهای خطرناک استفاده کرد؟
در محیطهای خطرناک، باید از گیجهای فشار با ویژگیهای خاص مانند ضد انفجار و مقاوم در برابر خوردگی استفاده کرد تا ایمنی کاربران و دستگاهها تضمین شود.
