گیج فشار چیست؟ فشار سیال مهمترین عامل فیزیکی در طراحی سیستم است. در هر روش سیستم، تجهیزاتی برای انجام کار در حضور سیالات مختلف طراحی شده است. طبیعتا قابلیت انتقال سیال عامل بسیار مهمی در طراحی سیستم است. اما گاهی اوقات با مشکلاتی مانند فشار کم یا فشار زیاد آب مواجه می شویم. درجه بندی فشار دیفرانسیل برای اطمینان از ایمنی سیستم در چنین شرایطی طراحی شده است.

استفاده از گیج های فشار دیفرانسیل در صنعت بسیار گسترده است. به طور کلی می توان از این کنتورها برای بررسی جریان سیال در قسمت های مختلف سیستم تکنولوژیک استفاده کرد. به عنوان مثال، ما می توانیم مقدار فشار را در ابتدا و انتهای خط لوله فرآیند از طریق یک متر تفاضل فشار محاسبه کنیم. به طور کلی نصب دو گیج فشار در ابتدا یا انتهای خط ایده موثری است. اما اگر هدف شما بررسی نحوه حرکت سیال است و اگر می خواهید فرآیند انتقال سیال را بررسی کنید، بهتر است از یک فشارسنج دیفرانسیل استفاده کنید. زیرا اکنون تنها با نصب یک متر می توان وضعیت کلی خط لوله را ارزیابی کرد.

مقیاس دیفرانسیل فشار چیست؟

گیج فشار دیفرانسیل نوعی سیستم پایش فشار تفاضلی برای توزیع سیالات صنعتی است. این گیج ها برای مقایسه سطوح فشار در دو نقطه مختلف در سیستم طراحی شده اند. این دو نقطه ممکن است بخشی از یک لوله انتقال سیال باشند، یا ممکن است بخشی از دو مکان کاملا متفاوت در طراحی سیستم فرآیند باشند.

گیج فشار دیفرانسیل دارای دو عدد ورودی برای کنترل فشار سیال در دو نقطه مختلف می باشد. هر یک از این دستگاه ها به قسمتی از سیستم متصل می شوند و سطح فشار سیالی را که به آن محل منتقل می شود کنترل می کنند. در صنعت، گیج های فشار دیفرانسیل برای اندازه گیری فشار بخشی از یک سیستم طراحی نشده اند. وقتی در این دوز به سوزن نگاه می کنید، هیچ اطلاعات مفیدی در مورد فشار در سیستم ندارید. بلکه اختلاف فشار بین دو نقطه مختلف در سیستم را مطالعه خواهید کرد.

اگر سطح فشار سیال در دو نقطه یکسان باشد، سوزن مانومتر دیفرانسیل در نقطه مرکزی سطح ذکر شده باقی می ماند، به این معنی که اختلاف فشار وجود ندارد. هر گونه تغییر در فشار باعث می شود این بازو به چپ یا راست حرکت کند. به طور معمول، سوزن با فشار کمی به سمت ورودی حرکت می کند.

البته فشار سنج های مدرن قادر به خواندن فشار جریان خط با فشار دیفرانسیل هستند. با استفاده از این اندازه‌گیری می‌توانیم هم‌زمان اطلاعاتی مانند فشار لحظه‌ای در سیستم و اختلاف فشار بین دو نقطه در سیستم را نظارت کنیم.

فشارسنج تفاضلی چگونه کار می کند؟

هر گیج فشار دیفرانسیل دارای یک سیستم مکانیکی برای کنترل اختلاف فشار در فرآیند است. دو قسمت کاملا مجزا در اتاقک عملیات این کالیبر طراحی شده است. یک دیافراگم این فضاها را در داخل متر جدا می کند. فضاهای مجزا کاملاً از یکدیگر جدا شده اند. بنابراین تبادل سیال در این دو طرف وجود ندارد. هر ورودی به یکی از این محفظه ها متصل است. بنابراین مایع در هر مرحله از فرآیند وارد محفظه بسته فشارسنج تفاضلی می شود.

اگر فشار سیال در هر دو درگاه گیج یکسان باشد، صفحه دیافراگم حرکت نمی کند. بنابراین سوزن گیج متصل به این صفحه نمایش تفاوت فشاری را نشان نخواهد داد. با این حال، هنگامی که فشار در یک ورودی افزایش می‌یابد یا فشار برای ایجاد اختلاف در ورودی کاهش می‌یابد، صفحه دیافراگم حرکت می‌کند. این صفحه توسط ورودی پرفشار به محفظه کم فشار کوتاه می شود. در نتیجه، سوزن گیج برای محاسبه اختلاف فشار در سیستم حرکت می کند.

حالت ارتجاعی صفحه غشا بر عملکرد گیج فشار تأثیر می گذارد. اما این صفحه و سایر تجهیزات داخلی کنتور باید از ماده ای مقاوم در برابر مایعات تحت فشار ساخته شده باشد تا در حین اندازه گیری از بین نرود. سفتی غشاء نیز بسیار مهم است. اگر دیافراگم پاره شود یا سوراخ داشته باشد، مایعات به محفظه های فشارسنج نشت می کنند و عملاً هیچ اطلاعات صحیحی در مورد اختلاف فشار در سیستم گزارش نمی شود. در عین حال ورودی های گیج فشار ممکن است با سیالات مختلف به قسمت های مختلف سیستم فرآیند متصل شوند که در این صورت خرابی دیافراگم گیج فشار باعث مخلوط شدن آنها می شود.

ویژگی های طراحی گیج های فشار دیفرانسیل

طراحی دیفرانسیل فشار

یکی از کاربردهای عمده کنتورهای تفاضل فشار در صنعت، طراحی سیستم های فرآیندی پیچیده است. این دستگاه های اندازه گیری در استخراج پالایش نفت استفاده می شود. پتروشیمی؛ به طور گسترده در صنایع بالادستی مانند کارخانه های گاز و فولاد استفاده می شود. این کنتورها برای کار با سیالات صنعتی خاص و بعضاً خطرناک طراحی شده اند.

اکثر این مراحل دارای طراحی ضد انفجار هستند. اگر قصد دارید فشار دیفرانسیل را در هر سیستم انتقال گاز یا مایع قابل اشتعال محاسبه کنید، باید از گیج فشار دیفرانسیل با پنجره ضد انفجار استفاده کنید. همچنین برای طراحی صفحه دیافراگم در قسمت های اتصال و حتی قاب در این اندازه گیری ها از مواد ضد خوردگی و ضد فرسایش استفاده می شود. طرح هایی با بدنه فولادی ضد زنگ رایج هستند. آنها همچنین این مراحل را با بالاترین سطح حفاظت از آب و گرد و غبار طراحی می کنند. به طور کلی، این مراحل دارای سطح حفاظتی IP67 و بالاتر هستند.

کاربرد اندازه گیری دیفرانسیل فشار در صنعت

این گیج ها به طور ویژه برای اندازه گیری اختلاف فشار سیال در دو نقطه مختلف طراحی شده اند. این ویژگی برای طراحی بسیاری از سیستم های تکنولوژیکی مفید است. مهمترین ویژگی های کاربردی این کنتورها به شرح زیر می باشد.

اندازه گیری آب مایع در خطوط لوله: در طراحی هر سیستم فرآیندی از خطوط لوله زیادی برای انتقال انواع آب استفاده می شود. این لوله ها در طول های خمیده، منحنی یا متفاوت ساخته می شوند. همچنین در مسیر حرکت سیال، دریچه های مختلف یا ابزار اندازه گیری دیگری دارند. از طرفی وجود ناخالصی ها یا رسوبات مایع باعث مسدود شدن کانال های داخلی لوله ها می شود. به طور کلی موارد زیادی وجود دارد که می تواند جریان آب را مختل کند. به نظر می رسد مشکل افت انرژی است. می توانیم از فشارسنج تفاضلی برای اندازه گیری جابجایی کل سیال در لوله ها استفاده کنیم. در عین حال می توان به وجود انواع شیرآلات یا تجهیزات دیگر و تاثیر آنها در ایجاد اختلاف در مرکز نگاه کرد.

اندازه گیری سطح مایع در مخازن صنعتی: ما نمی توانیم از گیج های استاندارد برای بررسی سطح مایع در مخازن تحت فشار استفاده کنیم. در یک مخزن آب بندی شده، سیالات در دو فاز با حالت مایع و بخار وجود دارند. برای کنترل سطح مایع در این مخازن باید فشار گاز را کنترل کنیم. برای بررسی موقعیت دو فاز در مخازن تحت فشار و تنظیم سطح مایع با این روش می توانیم از گیج دیفرانسیل فشار استفاده کنیم.

بازرسی فیلترهای صنعتی: در طراحی فرآیندهای صنعتی و در تمیز کردن یا جداسازی مایعات. آنها از همه نوع فیلتر استفاده می کنند. فیلترهای روغن و هوا رایج ترین نمونه ها در ساخت توربین های گازی، کمپرسورها و موتورهای صنعتی بزرگ هستند. اگرچه فیلتر حالت مایع را تمیز می کند اما در هنگام حذف کثیفی، فشار نیز کاهش می یابد. هر فیلتر دارای یک مقدار افت فشار استاندارد است که در طراحی هر سیستم در نظر گرفته می شود. اما مسدود کردن فیلتر باعث اختلال در جریان سیال می شود. در نتیجه فشار مایعی که از فیلتر عبور می کند تا حد زیادی کاهش می یابد. آنها از گیج فشار دیفرانسیل برای بررسی فشار دو طرف فیلتر استفاده می کنند تا ببینند فیلتر مسدود شده و ناکارآمد است.

طراحی موتور هیدرولیک: موتورهای هیدرولیک یکی از رایج ترین درایوها در طراحی سیستم های هیدرولیک هستند. این ابزارها ماشین های دوار هستند که با فشار هیدرولیک تغذیه می شوند. عملکرد یک موتور هیدرولیک کاملاً به میزان فشار هیدرولیک بستگی دارد. در عین حال، هرچه اختلاف فشار بین ورودی و بیرونی این موتورهای آب بیشتر باشد، عملکرد بهتری دارند. آنها از اندازه گیری فشار دیفرانسیل برای نظارت همزمان فشار در هر دو طرف هر موتور الکتریکی استفاده می کنند تا اطلاعات دقیقی در مورد شرایط بهینه موتور و سیستم در هر زمان ارائه دهند.

چرا از گیج های دیفرانسیل فشار استفاده می کنیم؟

هر گیج فشار دیفرانسیل برای نظارت بر فشار آب برای دو شرایط مختلف طراحی شده است. اما آیا نمی توان برای هر شرط یک پارامتر خاص تعریف کرد و داده های این پارامترها را کنترل کرد؟ لزوم استفاده از تفاوت نرخ در صنعت چیست؟ مزایای داشتن این ماتریس ها نسبت به ماتریس های ساده چیست؟

گیج فشار دیفرانسیل حساسیت بالایی برای تشخیص اختلاف فشارهای کوچک دارد. ما نمی توانیم با تشخیص نیروی انسانی و مشاهده مقیاس های فردی تفاوت های فشار کوچک را تشخیص دهیم. با این حال، یک مانومتر دیفرانسیل می تواند به راحتی هر گونه تغییر فشار کوچک را اندازه گیری کند.

یک گیج فشار دیفرانسیل می تواند در محدوده فشار وسیعی کار کند. این گیج ها به گونه ای طراحی شده اند که در سطوح فشار بسیار کم یا بسیار بالا کار کنند.