مقدمه‌ای بر ابزار دقیق فشار

درک ابزار دقیق فشار در کاربردهای مختلف صنعتی، از کنترل فرآیند گرفته تا سیستم‌های ایمنی، اساسی است. این راهنما مروری روشن بر دستگاه‌های اندازه‌گیری فشار رایج، اصول کار آنها و کاربردهای معمول ارائه می‌دهد. هر بخش برای ساده‌سازی مفاهیم پیچیده طراحی شده است و یادگیری را کارآمد و جذاب می‌کند.

۱. فشارسنج لوله بوردون

گیج‌های فشار لوله بوردون که معمولاً در سیستم‌های صنعتی مانند بویلرها مورد استفاده قرار می‌گیرند، بر اساس اصل یک لوله خمیده و توخالی عمل می‌کنند که تحت فشار داخلی تغییر شکل می‌دهد.

اصل کار:

• سیال تحت فشار وارد لوله بوردون خمیده می‌شود.
• لوله کمی صاف می‌شود و این حرکت را از طریق سیستمی از موارد زیر منتقل می‌کند:
  • میله اتصال
  • چرخ دنده سگمنتی و پینیونی
  • اشاره‌گر و شماره‌گیری
• سپس عقربه مقدار فشار را روی یک صفحه مدرج به طور دقیق نمایش می‌دهد.

درجه دقت:

دقت به صورت درصدی از کل مقیاس خطای مجاز تعریف می‌شود.

• نمرات رایج عبارتند از: 0.5، 1.0، 1.5، 2.0 و 2.5.
• عدد درجه پایین‌تر نشان‌دهنده دقت بالاتر است.
• گریدهای ۳ و ۴ به دلیل دقت پایین‌تر، به ندرت در کاربردهای حساس مانند سیستم‌های بویلر به کار می‌روند.

۲. فشارسنج تماسی الکتریکی

این دستگاه، نسخه‌ی بهبودیافته‌ی فشارسنج بوردون است که با ادغام کنتاکت‌های الکتریکی، قابلیت‌های مهم هشدار و کنترل را فراهم می‌کند.

ویژگی‌ها:

• مجهز به کنتاکت‌های حد بالا و حد پایین.
• در صورت تجاوز از آستانه‌های فشار، آلارم یا پاسخ خودکار فعال می‌شود.
• می‌تواند به طور یکپارچه با رله‌ها و کنتاکتورها برای کنترل خودکار جامع ادغام شود.
• به ویژه در محیط‌های سخت مانند سیستم‌های دیگ بخار نفت و گاز قابل استفاده است.

۳. حسگر فشار خازنی

این حسگرهای پیچیده با اندازه‌گیری دقیق تغییر ظرفیت خازنی ناشی از تغییر شکل یک دیافراگم انعطاف‌پذیر، فشار را تشخیص می‌دهند.

اصل کار:

• فشار اعمال شده باعث جابجایی دیافراگم انعطاف‌پذیر می‌شود.
• این جابجایی مستقیماً ظرفیت خازنی بین دو صفحه را تغییر می‌دهد.
• سپس سیگنال حاصل با دقت به یک خروجی الکتریکی قابل اندازه‌گیری تبدیل می‌شود.

انواع:

• در دو طرح تک سر و دیفرانسیلی موجود است.
• سنسورهای فشار تفاضلی معمولاً تقریباً دو برابر حساسیت انواع تک سره را نشان می‌دهند.

مزایا:

• حساسیت بالا، امکان اندازه‌گیری دقیق
• سرعت پاسخ بالا برای کاربردهای پویا
• مقاومت عالی در برابر ضربه و لرزش.
• طراحی ساختاری ساده و مقاوم.

۴. فشارسنج دمنده

این گیج فشار، انتخابی ایده‌آل برای اندازه‌گیری تغییرات جزئی فشار، به‌ویژه برای سیستم‌های تهویه بویلر و خطوط لوله گاز است.

اصل کار:

• فشار وارد حفره مخصوص دمنده می‌شود.
• دمنده‌ها منبسط می‌شوند و جابجایی مکانیکی دقیقی ایجاد می‌کنند.
• این حرکت سپس از طریق یک مکانیزم چرخ دنده به طور دقیق به یک عقربه منتقل می‌شود.
• فشار اندازه‌گیری شده به صورت زنده مستقیماً روی صفحه نمایش دستگاه نمایش داده می‌شود.

۵. دماسنج‌های فشار

این ابزارهای یکپارچه از یک سیستم آب‌بندی شده پر شده با یک مایع خاص برای تبدیل دقیق تغییرات دما به مقادیر فشار مربوطه استفاده می‌کنند.

اجزا:

• یک کره (کاوشگر) که به صورت استراتژیک در ناحیه دمایی مورد نظر برای پایش قرار داده شده است.
• یک لوله مویین که برای انتقال تغییرات فشار طراحی شده است.
• لوله بوردون، که به تغییرات فشار منتقل شده واکنش نشان می‌دهد.
• عقربه‌ای که دما را روی یک صفحه مدرج به طور دقیق نشان می‌دهد.

مایعات مورد استفاده:

• معمولاً با مایعات، بخار یا گازهایی مانند نیتروژن (که به دلیل پایداری آن انتخاب شده است) پر می‌شود.
• محدوده عملیاتی معمولاً از -100 درجه سانتیگراد تا +500 درجه سانتیگراد است.

کاربردها:

• برای نظارت مداوم دما و عملکردهای سوئیچینگ خودکار ضروری است.
• به طور گسترده برای مدارهای کنترل در سیستم‌های صنعتی متنوع استفاده می‌شود.

۶. سنسورهای فشار کرنش‌سنج

این حسگرهای بسیار دقیق، از کرنش‌سنج‌ها برای تبدیل مستقیم کرنش مکانیکی به تغییرات قابل اندازه‌گیری در مقاومت الکتریکی استفاده می‌کنند.

عناصر کلیدی:

• یک کرنش‌سنج که با دقت به یک زیرلایه حساس به فشار متصل شده است.
• زیرلایه تحت فشار اعمال شده تغییر شکل می‌دهد و در نتیجه مقاومت کرنش‌سنج را تغییر می‌دهد.
• معمولاً از مدار پل وتستون برای اندازه‌گیری دقیق تغییرات مقاومت استفاده می‌شود.
• سیگنال حاصل سپس تقویت و برای خروجی دقیق دیجیتالی می‌شود.

تغییرات:

• در هر دو نوع فویل فلزی و نیمه هادی موجود است.
• انواع فویل فلزی شامل زیرگروه‌های سیم و فویل نیز می‌شوند.

موارد استفاده:

• عالی برای ادغام یکپارچه در سیستم‌های کنترل دیجیتال مدرن.
• دقت بالایی ارائه می‌دهد و برای کاربردهای اندازه‌گیری دینامیکی به خوبی سازگار است.

نتیجه‌گیری: یادگیری بصری، مهارت‌های عملی

چه در زمینه ابزار دقیق تازه‌کار باشید و چه صرفاً در حال به‌روزرسانی دانش خود باشید، این راهنماهای انیمیشنی ابزار دقیق فشار به گونه‌ای طراحی شده‌اند که به شما کمک کنند مفاهیم اصلی را به سرعت درک کنید و درک عملی از آنها ایجاد کنید.

برای راهنماهای ساده‌تر در مورد سطح، جریان و ابزار تحلیلی با ما همراه باشید - همه این‌ها برای این ساخته شده‌اند که اتوماسیون یادگیری را نه تنها آموزنده، بلکه واقعاً لذت‌بخش کنند.