ما هو مقياس الضغط المستخدم وكيف تختار المقياس المناسب

فهم الدور الأساسي لقياس الضغط

في الحضارة الصناعية الحديثة، يعد الضغط أحد العوامل الفيزيائية الأساسية الثلاثة إلى جانب درجة الحرارة والتدفق. ال مقياس الضغط ، وهي أداة دقيقة تحول القوة الجسدية غير المرئية إلى قراءة بصرية، وغالبًا ما توصف بأنها "عيون" العملية.

التعريف الأساسي لـ أ مقياس الضغط هي أداة تستخدم عناصر مرنة (مثل أنابيب بوردون، أو الأغشية، أو المنفاخ) لإنتاج تشوه مرن تحت الضغط. يتم بعد ذلك نقل هذا التشوه إلى مؤشر بواسطة آلية حركة داخلية، مما يشير إلى قيمة الضغط على القرص. وجودها ليس فقط لعرض الأرقام؛ يحمل ثلاث مهام أساسية:

• حاجز الأمان : في الغلايات أو أوعية الضغط العالي أو الأنظمة الهيدروليكية، يمكن أن تكون عواقب الضغط الذي يتجاوز حدود المعدات كارثية. أ مقياس الضغط يراقب تقلبات الضغط في الوقت الحقيقي، ويقدم تحذيرات مبكرة للمشغلين.
• تحسين الكفاءة : في الأدوات الهوائية أو أنظمة ضخ المياه، الضغط الزائد يعني إهدار الطاقة، بينما الضغط المنخفض يؤدي إلى انخفاض الكفاءة. من خلال أ مقياس الضغط ، يمكن الحفاظ على الأنظمة ضمن نطاق كفاءة الطاقة الأمثل.
• مراقبة الجودة : في التفاعلات الكيميائية أو معالجة الأغذية، تعد بيئات الضغط المحددة شرطًا أساسيًا لتماسك المنتج. ال مقياس الضغط يضمن أن يتم تصنيع كل دفعة من المنتج في ظل ظروف المعالجة القياسية.

من شاشات العرض التناظرية الميكانيكية المبكرة إلى شاشات العرض الرقمية الحالية المدمجة مع تكنولوجيا الاستشعار، تطور تطور شاشات العرض التناظرية الميكانيكية مقياس الضغط يعكس صعود الدقة الصناعية، إلا أن مكانته كحارس لسلامة النظام لم تتغير.

كيف يعمل مقياس الضغط: علم القياس

فهم الآلية الداخلية ل مقياس الضغط هو أساس الاختيار والاستخدام. اعتمادًا على بيئة القياس، يتم تصنيف مبادئ العمل بشكل أساسي على النحو التالي:

مقاييس أنبوب بوردون

هذا هو النوع الأكثر استخدامًا من أجهزة قياس الضغط الميكانيكية. جوهرها عبارة عن أنبوب معدني مسطح على شكل حرف C أو حلزوني أو ملفوف.

• المبدأ : عندما يدخل السائل إلى الأنبوب، يؤدي الضغط إلى تمدد الأنبوب المسطح نحو مقطع عرضي دائري، مما يسبب إزاحة صغيرة في نهاية الأنبوب.
• التطبيق : مناسب لقياس ضغط السوائل أو الغازات غير المسببة للتآكل لسبائك النحاس.

مقاييس الحجاب الحاجز

بالنسبة للوسائط ذات اللزوجة العالية، أو التبلور السهل، أو التآكل القوي، فإن أنابيب بوردون التقليدية يتم حظرها أو إتلافها بسهولة. في هذه الحالات، الحجاب الحاجز مقياس الضغط يجب أن تستخدم.

• المبدأ : يؤثر الضغط على غشاء معدني مموج، وتقوم الإزاحة الناتجة عن الحجاب الحاجز بتحريك المؤشر عبر قضيب توصيل.
• ميزة : يتمتع بقدرات قوية على الحماية من الضغط الزائد وحساس للغاية للضغوط الدقيقة بسبب المساحة السطحية الكبيرة للحجاب الحاجز.

أنظمة ختم الحجاب الحاجز

من أجل النظافة (كما هو الحال في صناعة المواد الغذائية) أو الحماية من التآكل، يتم تثبيت ختم الحجاب الحاجز المملوء بسائل ناقل الحركة مثل زيت السيليكون في الجزء السفلي من مقياس الضغط لعزل الأداة الداخلية تمامًا عن وسائط العملية.

مقياس الضغط الرقمي

تستخدم هذه أجهزة استشعار تضغطية أو سعوية لتحويل إشارات الضغط إلى إشارات كهربائية.

• الميزات : قراءات بديهية، ودقة عالية، ومقاومة ممتازة للاهتزاز، وعادة ما تكون مجهزة بإضاءة خلفية، وتبديل الوحدة، ووظائف تسجيل الذروة.

تطبيقات متنوعة: حيث ستواجه جهاز قياس الضغط

ال مقياس الضغط توجد في كل ركن من أركان العالم، بدءًا من معدات الغوص في أعماق البحار وحتى الطائرات في طبقة الستراتوسفير.

• الطاقة والكيماويات : في المصافي، عشرات الآلاف من مقياس الضغطs مراقبة المفاعلات وخطوط الأنابيب. أي شذوذ طفيف في القراءة يمكن أن يشير إلى وجود تسرب أو انسداد.
• HVأC (التدفئة والتهوية وتكييف الهواء) : أنظمة تكييف الهواء وغلايات التدفئة المركزية تتطلب أ مقياس الضغط لمراقبة ضغط سائل التبريد وضغط الماء المنتشر لضمان الراحة والتشغيل السلس للنظام.
• السيارات والفضاء : أنظمة مراقبة ضغط الإطارات (TPMS) مصغرة بشكل أساسي مقياس الضغطs . في قمرة القيادة بالطائرة، تعد قراءات الضغط الهيدروليكي وضغط الوقود أمرًا بالغ الأهمية للطيارين للحكم على سلامة الرحلة.
• الصناعة الطبية : منظمات الضغط الموجودة على خزانات الأكسجين مجهزة بشكل قياسي بـ أ مقياس الضغط للإشارة إلى الغاز المتبقي، مما يضمن إمداد الأكسجين دون انقطاع للمرضى.

اختيار مقياس الضغط المناسب لاحتياجاتك الخاصة

اختيار خاطئ مقياس الضغط يمكن أن يؤدي إلى قراءات غير صحيحة أو حتى تمزق الأداة. يجب مراعاة المعلمات الرئيسية التالية:

مقارنة المعلمات: مقياس الضغط الميكانيكي مقابل مقياس الضغط الرقمي

أبعاد الاختيار الرئيسية

اختيار النطاق : ضغط التشغيل العادي ل مقياس الضغط يجب أن يكون بين 1/3 و 2/3 من الحجم الكامل. يؤدي التشغيل طويل الأمد عند التحميل الكامل إلى التعب السريع للعنصر المرن.

المواد المبللة : بالنسبة للماء والهواء المشترك، تكون سبائك النحاس كافية؛ بالنسبة للوسائط المسببة للتآكل الحمضية أو القلوية، أ مقياس الضغط يجب اختيار مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L.

درجة الحرارة المحيطة : تؤدي درجة الحرارة المحيطة المفرطة إلى تغيير معامل مرونة المعدن، مما يتسبب في إزاحة المؤشر. تتطلب البيئات القاسية سيفونات/أنابيب تكثيف.

حجم الطلب : للعرض لمسافات طويلة، حدد أقراص مقاس 100 مم أو 150 مم؛ للمراقبة عن قرب، 40 مم أو 60 مم مناسب.

التثبيت والمعايرة: ضمان الدقة

تثبيت أ مقياس الضغط هو أكثر من مجرد شد الخيط.

• التثبيت العمودي : ما لم يتم تصميم خلاف ذلك على وجه التحديد، أ مقياس الضغط يجب أن تظل عمودية لتقليل تأثير الجاذبية على الهيكل الميكانيكي الداخلي.
• تثبيت أجهزة التخزين المؤقت : في الأماكن التي بها نبضات ضغط شديدة، مثل مخارج المضخة، يجب تركيب ممتص الصدمات أو سيفون لحماية مقياس الضغط من صدمات الضغط اللحظية.
• فحص الختم : استخدم شريط PTFE أو الحشيات لضمان اتصال محكم؛ سيؤدي أي تسرب صغير إلى انخفاض قراءات الضغط الثابت بشكل مستمر.

ال Necessity of Calibration : مع مرور الوقت، فإن العنصر المرن لـ a مقياس الضغط يخضع للتشوه المتبقي. يوصى بمعايرة مقاييس الضغط الصناعية مرة واحدة على الأقل سنويًا باستخدام جهاز اختبار الوزن الساكن أو مقياس رئيسي عالي الدقة.

استكشاف أخطاء فشل أجهزة قياس الضغط الشائعة وإصلاحها

• اهتزاز المؤشر الشديد : يحدث عادةً بسبب نبضات الضغط في خط المعالجة. الحل هو استبداله بسائل مملوء (الجلسرين أو زيت السيليكون). مقياس الضغط .
• المؤشر لا يعود إلى الصفر : قد يكون هذا بسبب التشوه الدائم لأنبوب بوردون بسبب الضغط الزائد أو التآكل الشديد للحركة الداخلية.
• القراءة تبقى ثابتة : تحقق مما إذا كان منفذ الضغط مسدودًا بسبب الشوائب الموجودة في الوسائط، مما يمنع انتقال الضغط إلى الجزء الداخلي للوحدة مقياس الضغط .
• حالة ضبابية أو تسرب الزيت : يشير إلى تقادم أختام القرص أو الاختلافات الشديدة في درجات الحرارة المحيطة التي تؤثر على المراقبة.

الصيانة وطول العمر

صيانة جيدة مقياس الضغط يمكن أن يكون لها عمر خدمة يزيد عن 10 سنوات.

• التفتيش اليومي : راقب القرص بحثًا عن الشقوق وحالة التآكل.
• التنظيف : حافظ على نظافة اللوحة الشفافة لمنع تراكم الزيت من عدم وضوح القراءة.
• حماية البيئة : أجهزة قياس الضغط يجب أن تكون المعدات المثبتة في الهواء الطلق مجهزة بصناديق حماية للأجهزة لمنع التآكل الناتج عن المطر وأشعة الشمس من جعل المكونات هشة.

المكونات الأساسية وعلوم المواد لجهاز قياس الضغط

فهم الهيكل الداخلي ل مقياس الضغط يساعد في اتخاذ الاختيار الأكثر ديمومة لظروف معينة. يتكون مقياس الضغط الميكانيكي عالي الجودة من خمسة مكونات أساسية:

• عنصر مرن : قلب مقياس الضغط . تشمل المواد الشائعة برونز الفوسفور (للوسائط العادية)، والفولاذ المقاوم للصدأ 316L (للوسائط المسببة للتآكل)، والمونيل (للبيئات شديدة التآكل).
• الحركة : مسؤول عن تضخيم الإزاحة الصغيرة للعنصر المرن وتحويلها إلى حركة دائرية. تستخدم الحركات الدقيقة تروسًا نحاسية أو فولاذية مقاومة للاهتراء.
• القضية : يحمي المكونات الداخلية. المواد الشائعة هي بلاستيك ABS، أو الفولاذ المطلي، أو الفولاذ المقاوم للصدأ 304.
• المقبس/الاتصال : الجزء الذي مقياس الضغط يتصل بخط الأنابيب. يجب أن تتطابق مواصفات الخيط (NPT أو BSPP أو Metric) مع النظام.
• الطلب والمؤشر : عادة ما تكون مصنوعة من الألومنيوم مع طلاء مقاوم للأشعة فوق البنفسجية لمنع بهتان اللون.

جدول مقارنة المواد: الاختيار لبيئات مختلفة

فئات الدقة ومعايير القراءة

في الصناعة، دقة أ مقياس الضغط يتم تعريفها وفقًا للمعايير الدولية (مثل ASME B40.100 أو EN 837-1).

• فئة الدقة : يتم التعبير عنها عادة على أنها "نسبة مئوية من الخطأ واسع النطاق." على سبيل المثال، أ مقياس الضغط مع نطاق 100 رطل لكل بوصة مربعة ودقة 1.0% تعتبر مؤهلة إذا كان الخطأ ضمن زائد أو ناقص 1 رطل لكل بوصة مربعة.
• الخطية والتباطؤ : جودة عالية مقياس الضغطs يجب أن يحافظ على قراءات ثابتة أثناء زيادة الضغط وانخفاضه، وهي خاصية تعرف باسم التباطؤ المنخفض.

مرجع تطبيق فئة الدقة

تكوينات مخصصة للظروف الخاصة

قياسي مقياس الضغط لا يمكن للنماذج تلبية جميع البيئات المعقدة، لذلك هناك حاجة إلى تكوينات محددة لتعزيز الموثوقية.

تكوين مملوء بالسوائل مقاوم للاهتزاز

عند منافذ الضواغط الترددية أو محطات الضخ، يمكن أن يؤدي الاهتزاز الشديد إلى ظهور مؤشر قياسي مقياس الضغط لتبلى أو تسقط.

• مملوء بالجلسرين : الخيار الأكثر شيوعًا لمعظم البيئات غير المؤكسدة، مما يؤدي إلى إطالة العمر الميكانيكي بشكل كبير.
• مليئة بالسيليكون : مناسب لدرجات الحرارة المحيطة القصوى (-40 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية) حيث أنه لا يصبح لزجًا جدًا عند درجات الحرارة المنخفضة.

التكوين الصحي

وفي الصناعات الدوائية والغذائية مقياس الضغط يجب أن يتوافق مع معايير EHEDG أو 3A.

• تصميم الحجاب الحاجز دافق : يمنع البكتيريا أو البقايا من التراكم في منفذ الضغط.
• الفولاذ المقاوم للصدأ مصقول : يجب تلميع العلبة والموصل كهربائيًا لضمان سطح غير مسامي.

موضع التثبيت وأخطاء الرأس الثابتة

ال height of the installation position of a مقياس الضغط يمكن أن تنتج في بعض الأحيان أخطاء كبيرة، تُعرف باسم "خطأ الرأس الثابت".

• تعويض العمود السائل : إذا أ مقياس الضغط تم تركيبه على ارتفاع 10 أمتار فوق نقطة الصنبور وكان الأنبوب مملوءًا بالماء، وستكون القراءة أقل بحوالي 1 بار من الضغط الفعلي بسبب الجاذبية.
• التنفيس البيئي : للمليئة بالسوائل مقياس الضغطs ، عادةً ما يلزم قطع فتحة صغيرة في سدادة الختم الموجودة في الجزء العلوي من العلبة بعد التثبيت لموازنة الضغط الداخلي مع الضغط الجوي، مما يمنع انحراف القراءة الناجم عن درجة الحرارة.

تقنيات الختم والحماية المتقدمة

عند التعامل مع الوسائط المتطرفة (مثل الأحماض القوية، أو السوائل عالية اللزوجة، أو البخار عالي الحرارة)، غالبًا ما يكون القياس المباشر غير كافٍ.

مبدأ عمل ختم الحجاب الحاجز

في هذا الهيكل، مقياس الضغط يتم عزله ماديًا عن الوسائط بواسطة غشاء معدني مرن. يتم ملء المساحة بين الحجاب الحاجز والعنصر الداخلي بسائل تعبئة النظام (عادةً زيت السيليكون أو الجلسرين).

• عزل وسائل الإعلام : الوسائط المسببة للتآكل أو المتبلورة تلمس الحجاب الحاجز فقط ولا تدخل مقياس الضغط .
• نقل الضغط : ضغط الوسائط يضغط الحجاب الحاجز، وينقل الضغط 1:1 إلى رأس المقياس عبر سائل التعبئة.

ملء مقارنة اختيار السوائل

معايير الخيط والاتصال لأجهزة قياس الضغط

ال installation interface specification is the most error-prone part of مقياس الضغط اختيار.

جدول مقارنة معايير الاتصال

تصميم آمن وميزات مقاومة للانفجار

في البيئات الكيميائية عالية الضغط أو الخطرة، سلامة مقياس الضغط في حد ذاته أمر بالغ الأهمية.

• حالة أمامية صلبة : يتميز هذا التصميم بوجود حاجز متين بين القرص والعنصر المرن. إذا تمزق أنبوب بوردون، يتم تنفيس الضغط من خلال الجزء الخلفي من العلبة بعيدًا عن المشغل.
• تقييمات مقاومة للانفجار : للرقمية مقياس الضغطs ، ابحث عن الشهادات السابقة.
  • 本安型 (مثال ia/ib) : يحد من الطاقة الكهربائية لضمان عدم اشتعال الغازات القابلة للاشتعال.
  • 隔爆型 (مثال د) : يحيط بالشرر في غلاف متين حتى لا تشعل الانفجارات الداخلية البيئة الخارجية.

التعليمات:

لماذا تمتلئ بعض أجهزة قياس الضغط بالسائل؟

عادة ما يكون هذا زيت الجلسرين أو زيت السيليكون. هذا السائل مملوء مقياس الضغط يستخدم لزوجة السائل لتوفير التخميد وقمع اهتزاز المؤشر في البيئات عالية الاهتزاز أثناء تشحيم التروس الداخلية لإطالة العمر.

ما الفرق بين "مقياس الضغط" و "الضغط المطلق"؟

A مقياس الضغط يقيس عادة ضغط المقياس، والذي يستخدم الضغط الجوي المحلي كنقطة الصفر. يستخدم الضغط المطلق فراغًا مثاليًا كنقطة الصفر. الصيغة: الضغط المطلق = الضغط المقياس الضغط الجوي.

كيف يمكنني معرفة ما إذا كان مقياس الضغط الخاص بي تالفًا؟

ال simplest way is to observe if the pointer returns exactly to zero when the system is depressurized. If it deviates beyond the accuracy range or jumps inconsistently during pressurization, the مقياس الضغط يحتاج إلى إصلاح أو استبدال.

ما هي المتطلبات الخاصة لأجهزة قياس ضغط الأكسجين؟

لا النفط! يتفاعل الأكسجين تحت الضغط العالي بعنف مع الزيت ويمكن أن ينفجر. خاص بالأكسجين مقياس الضغط سيكون لها علامة حمراء واضحة "بدون زيت" وتخضع لعملية إزالة شحوم صارمة أثناء التجميع.

لماذا يجب استخدام سيفون ضفيرة لقياس ضغط البخار؟

وهذا ما يسمى "سيفون" أو "أنبوب التكثيف". والغرض منه هو السماح للبخار بالتبريد والتكثيف في الماء داخل الحلقة. تعمل المكثفات كحاجز، مما يمنع البخار ذو درجة الحرارة العالية من الدخول مباشرة إلى مقياس الضغط وإتلاف العناصر الداخلية.

مقياس الضغط الخاص بي يحمل علامة "WOG"، ماذا يعني هذا؟

"WOG" تعني الماء والنفط والغاز. يعني مقياس الضغط يمكن استخدامها بأمان لقياس ضغط الماء أو الزيت أو الغازات غير المسببة للتآكل.

لماذا يوصى باختيار نطاق ضعف ضغط العمل؟

وهذا ما يسمى "هامش الأمان". إذا كان ضغط العمل لديك 50 رطل لكل بوصة مربعة، فاختر 100 رطل لكل بوصة مربعة مقياس الضغط يضمن بقاء المؤشر بالقرب من موضع الساعة 12 (الأسهل في القراءة) ويمنع تلف الساعة مقياس الضغط من ارتفاعات الضغط الطفيفة.

هل يمكن استخدام أجهزة قياس الضغط الرقمية في المناطق الخطرة؟

ليس كل منهم. في المناطق التي بها غازات قابلة للاشتعال، يجب عليك اختيار رقمي مقياس الضغط مع تصنيف آمن جوهريًا (IS). تتمتع المقاييس الميكانيكية بميزة طبيعية لأنها لا تحتوي على دوائر.

لماذا يتعطل المؤشر الموجود على مقياس الضغط في بعض الأحيان؟

ويرجع ذلك عادة إلى ثلاثة أسباب: 1. التروس الداخلية البالية أو المتربة؛ 2. تبلور الوسائط الذي يسد المنفذ؛ 3. نبضات ضغط شديدة تؤدي إلى إزاحة التروس. لمثل هذا مقياس الضغط لا ينصح بالإصلاح؛ ينبغي استبداله.

هل سيقرأ مقياس الضغط ارتفاعًا أو انخفاضًا في الوسائط ذات درجة الحرارة العالية؟

عالية عادة. تصبح العناصر المعدنية المرنة "أكثر ليونة" حيث يتناقص معامل مرونتها عند درجات الحرارة المرتفعة. في نفس الضغط، فإنها تنتج المزيد من الإزاحة، مما تسبب في مقياس الضغط لعرض قراءة أعلى من الضغط الفعلي.

ما هي "الدقة الكاملة" مقابل "دقة القراءة"؟

وهذا مفهوم خاطئ شائع. معظم مقياس الضغطs تم تصنيفها لدقة النطاق الكامل. إذا كنت تستخدم مقياس 100 بار بدقة 1% لقياس 10 بار، فسيظل الخطأ زائدًا أو ناقصًا بمقدار 1 بار. وهذا يعني أنه عند 10 بار، يكون الخطأ النسبي لديك هو 10%. اختر دائما أ مقياس الضغط النطاق بحيث تكون نقطة العمل الخاصة بك في منتصف المقياس.