گیج فشار، ابزاری است که برای اندازه گیری فشار در یک سیستم طراحی شده است. اندازه گیری فشار یک مرحله بسیار حیاتی برای اطمینان از کیفیت، ایمنی و آگاهی از نشتی یا فشار بیش از حد در سیستم است. انواع مختلفی از فشار وجود دارد مانند فشار مطلق، گیج، اختلافی و … که برای اندازه گیری آنها نیاز به دستگاهی به نام گیج فشار یا پرشر گیج دارید.
گیج فشار
تقریبا در تمام فرایند های صنعتی و تحقیقاتی، صنایع نفت و گاز، آب و فاضلاب، سیستم های حرارتی، خودروسازی و کسب و کارهای کوچک از گیج فشار استفاده می شود. به خصوص در فرایند کنترل صنعتی و اندازه گیری فنی از گیج فشار به دلیل مقاومت بالا و تولید راحت استفاده می شود.
همانطور که می دانید، اندازه گیری فشار توسط سنسور فشار صورت می گیرد که قبلا مقاله کاملی در مورد آن خوانید. اما این سنسور ها صرفا اندازه گیری فشار را انجام داده و توانایی نشان دادن میزان فشار را ندارند. بنابراین برای نشان دادن میزان فشار در محل به دستگاهی نیاز داریم که به صورت اعداد و ارقام میزان اندازه گیری فشار توسط انواع سنسور فشار را به ما نمایش دهد.
نمایش فشار توسط گیج می تواند با دقت، کمیت و محدوده متفاوتی صورت بگیرد که این موضوع با توجه به کاربرد آن مشخص می شود.
همانطور که می دانید، اندازه گیری فشار توسط سنسور فشار صورت می گیرد که قبلا مقاله کاملی در مورد آن خوانید. اما این سنسور ها صرفا اندازه گیری فشار را انجام داده و توانایی نشان دادن میزان فشار را ندارند. بنابراین برای نشان دادن میزان فشار در محل به دستگاهی نیاز داریم که به صورت اعداد و ارقام میزان اندازه گیری فشار توسط انواع سنسور فشار را به ما نمایش دهد.
نمایش فشار توسط گیج می تواند با دقت، کمیت و محدوده متفاوتی صورت بگیرد که این موضوع با توجه به کاربرد آن مشخص می شود.
گیج فشار به طول کلی در دو نوع آنالوگ و دیجیتال تولید می شود:
گیج آنالوگ
گیج های فشار آنالوگ، به صورت مکانیکی عمل کرده و اندازه گیری تغییرات فشار خلاء را آسان می کند. گیج های فشار اختلافی نیز ممکن است به صورت آنالوگ تولید شود. گیج فشار آنالوگ به علت طراحی آن برای کاربردهای عمومی و استاتیک و محیط های سخت و خشن عملکرد خوبی دارد.
گیج دیجیتال
گیج فشار دیجیتال دارای ساختار محکمی است که ارتعاشات مکانیکی را به خوبی کنترل می کند و در محیط های کم نور به سادگی قابل خواندن است. این فشار سنج ها خوانش دقیق تری را ارائه می دهد و برای کاربردهایی که نیاز به دقت بالاتری دارد گزینه بهتری است.
انواع گیج فشار
با توجه به کاربرد و هدفی که برای مقاصد صنعتی یا تجاری باشد، رایج ترین پرشر گیج ها طراحی و تولید شدند که به شرح زیر است:
گیج فشار لوله بوردون
لوله بوردون (Bourdon tube) رایج ترین گیج فشار است که به صورت مکانیکی طراحی شده و فشار را بدون نیاز به منبع تغذیه اندازه گیری می کند. جنس آن از استیل است که در برابر فرسایش و خوردگی مقاومت بالایی دارد. لوله بوردون می تواند فشار را از 0.6 تا 7000 بار (bar) یعنی 8 تا 10000 psi اندازه گیری کند.
همچنین این گیج برای مایعات و گازها در خلاء و اندازه گیری فشارهای بالا کاربرد دارد. لوله بوردون یک ابزار اندازه گیری کوچک و بسیار مقاوم است که برای اعمال ارتعاشات سنگین و فشار دینامیکی مناسب است.
گیج فشار دیافراگمی
در این مدل گیج (Diaphragm)، دو دیافراگم به صورت موج دار وجود دارد که از کناره ها جوش داده شده و یک کپسول را تشکیل می دهد. این کپسول عنصر اصلی برای اندازه گیری فشار است. در یکی از دیافراگم ها یک سوراخ در مرکز وجود دارد که به ماده (مایع یا گاز) اجازه ورود می دهد. دیافراگم ها با وارد شدن هرگونه فشار شروع به انقباض یا انبساط می کند و در نتیجه این تغییرات فشار اندازه گیری می شود. از گیج های دیافراگمی برای اندازه گیری فشار تا 600 میلی بار استفاده می شود.
گیج فشار مطلق
این نوع گیج ها (absolute) به طور ویژه برای اندازه گیری فشار مستقل از تغییرات فشار اتمسفر طراحی شده اند. در گیج های خلاء فشار مرجع صفر در نظر گرفته شده و ثابت است. لذا هر گونه اندازه گیری فشاری مثبت خواهد بود و تغییرات فشار محیط بر فشار گیج تاثیری نخواهد داشت. معمولا این گیج ها برای مصارف آزمایشگاهی و برای اندازه گیری فشار نسبت به خلاء مورد استفاده قرار می گیرد. تغییر ارتفاع بر روی این گیج تاثیری ندارد، در نتیجه از آن در صنعت هوانوردی، تهویه و سیستم های تهویه مطبوع، گرمایشی و فرایند تقطیر استفاده می شود.
گیج فشار اختلافی
تفاوت فشار در دو محفظه که از یکدیگر جدا شده اند با توجه به تغییرات فشار توسط گیج های فشار اختلافی (Differential) اندازه گیری می شود.در این گیج یک دیافراگم قرار دارد که با افزایش یا کاهش فشار تغییر شکل داره و به کمک این تغییرات می توان فشار را اندازه گیری کرد.
گیج فشار بیلوز
این نوع گیج (Bellows) برای اندازه گیری در فشارهای پایین استفاده می شود. ساختمان این گیج از لوله های فلزی فنری با دیواره نازک تشکیل شده که شکلی شبیه به آکاردئون دارد. جنس این گیج به دلیل حساسیت بالا معمولا برنجی یا از استیل ضد زنگ است.
گیج فشار مانومتر
گیج مانومتر (Manometer)، دستگاهی است که برای اندازه گیری فشار سیال از دو ستون لوله ای استفاده می کند. یک سر مامونتر با محیط یعنی اتمسفر ارتباط دارد و آن سر دیگر آن به سنسور فشاری مرتبط است که قرار است اندازه گیری فشار را انجام دهد.
گیج فشار پیزومتر
گیج پیزومتر (piezometer) نوعی مانومتر است که برای اندازه گیری محدوده فشار متوسط مایعات طراحی و ساخته شده است. این نوع گیج در واقع یک لوله شیشه ای ساده است که دو انتهای آن باز می شود. یک سر آن به خط لوله وصل است که فشار سیال در آن قسمت اندازه گیری می شود و سر دیگر آن به محیط یعنی اتمسفر مرتبط می شود. لوله به صورت عمودی وصل می شود به طوری که مایع موجود در آن به داخل لوله برود. نحوه اندازه گیری فشار به وسیله تغییرات ارتفاع مایع است.
کاربرد گیج فشار
از پرشر گیج ها در بخش های گوناگونی استفاده می شود که با چند مورد آشنا می شوید:
- این گیج ها برای اندازه گیری فشار مایعات، جامدات، بخارات و گازها مورد استفاده قرار می گیرد.
- برای بازرسی ترمزهای بادی در کامیون ها مصرف فراوانی دارد.
- در صنایع پتروشیمی، شیمیایی، بهداشتی، دارویی و فرایند تولید کاربرد دارد.
- از پرشر گیج در صنایع تهویه مطبوع، تهویه، تبرید، مواد غذایی و آشامیدنی استفاده زیادی می شود.
- در مسیرهای نشتی نیز استفاده از گیج فشار بسیار مهم است.
