گیج فشار یا فشارسنج دستگاهی است برای سنجش فشار که در بیشتر موارد از مکانیزم مکانیکی بوردون تیوب، گاهی مکانیسم دیافراگی و در بعضی موارد از سیستم بیلوز المنت استفاده می‌نماید
در تمامی این مکانیسم‌ها، گیج فشار یا فشارسنج با تغییر حالتی که المنت اندازه‌گیری کننده، در اثر تغییرات فشار پیدا می‌کند و انتقال این تغییر حالت به یک عقربه یا نشان‌گر که بر روی یک صفحه کالیبره شده که بر اساس تغییرات رنج فشار مندرج گردیده است می‌چرخد، به سادگی مقادیر فشار در محدوده وسیعی از خلاء تا ۱۰۰۰ بار را اندازه‌گیری می‌کند. گیج فشار یا فشارسنج عموماً فشار گاز یا مایع را که هر کدام نوعی سیال هستند اندازه می‌گیرد.
گیج فشار دیافراگمی diaphragm pressure gauge یک مبدل مکانیکی فشار می‌باشد که برای آشکارسازی تغییرات اندک فشار، بکار می‌رود.
دیافراگم از یک صفحه تخت یا دارای انحنا تشکیل شده است که با یک اهرم به یک عقربه متصل شده است. با اعمال فشار به دیافراگم و تغییر شکل آن، اهرم متناسب با فشار اعمالی جابجا میشود.
بدین وسیله می‌توان فشار اعمال شده را اندازه‌گیری کرد. فلز بکار رفته بایستی از نوع الاستیکی باشد.
چون فشار فرآیند به سطح وسیعی وارد می‌گردد از این رو دستگاه نسبت به تغییرات اندک فشار، دارای حساسیت می‌باشد.
کاربرد گیج فشاردیافراگمی
گیج فشار دیافراگمی برای فشار نسبی و همچنین برای خلاء ، ترکیب و اختلاف فشاربه کار گرفته می شود.
به دلیل وجود دیافراگم ، این گیج ها برای استفاده در محیط های چسبناک بسیار مناسب هستند. برای گازها و مایعات خورنده ، دیافراگم ممکن است روکش شده یا با یک فویل پوشانده شده باشد.
به طور پیش فرض ، این گیج های دیافراگمی با اتصال رزوه ای روپیچ (male threaded connection) ارائه می شوند.
برای رسانه های بسیار چسبناک ، ناخالص و یا متبلور ، ممکن است لازم باشد از یک فلنج اتصال باز استفاده شود تا از گرفتگی اتصال فرآیندی جلوگیری شود. فلنج اتصال باز از DN15 تا DN80 در دسترس است. متداول ترین اندازه ها DN25 و DN50 هستند.
گیج فشار دیافراگمی برای اندازه گیری اختلاف فشار با اندازه گیری فشار نسبی یا مطلق متفاوت است.
در هر دو طرف غشاء ، یک محفظه فشار وجود دارد که توسط یک بیلوز بسته می شود. هر یک از این محفظه های فشار، به فشارهای متفاوتی متصل شده و اختلاف فشار را در دیافراگم ایجاد می کند.
در زیر انواع مختلفی از دیافراگم را نشان داده شده است. بدیهی است که گیج های دیافراگمی اختلاف فشار برای سیالات بسیار چسبناک ، ناخالص یا تبلور مناسب نیستند.
گیج فشار دیافراگمی چیست و کجا کاربرد دارد؟
گیج فشار دیافراگمی همانطور که از اسم آن پیداست بر مبنای تغییر وضعیت یک ساختار پرده مانند منعطف یا یک دیافراگم طراحی شده است که این تغییرات به تغییر فشار تفسیر می شود. معمولاً تغییر فشار در یک سیستم منجر به یک تغییر مکانیکی می شود.
حالا این تغییر مکانیکی ممکن است به حرکت درآمدن یک عقربه یا تغییر وضعیت پرده دیافراگم در یک ترانسمیتر یا در یک فشار سنج خاص باشد.
در فشار سنج دیافراگمی تغییر فشار محیط منجر به جابجایی و تغییر وضعیت دیافراگم میشود.
دیافراگم این دستگاه ها به یک عقربه یا یک ابزار حرکتی خاص وصل است که جابجایی آنها منجر به حرکت کردن یک عقربه شده و در نتیجه فشار به صورت داده های مکانیکی و آنالوگ گزارش می شود. البته در نمونه های پیشرفته و دیجیتالی این داده های آنالوگ با استفاده از یک ترانسدیوسر به صورت ولتاژ یا شدت جریان خروجی تفسیر می شود که در نهایت به صورت داده های دیجیتال برای اپراتور فرستاده می شود.
نحوه کاربرد فشارسنج دیافراگمی
طراحی و ساخت گیج فشار دیافراگمی بر مبنای اندازه گیری غیر مستقیم فشار انجام گرفته است.
مدل های قبلی گیج فشار یا ترانسمیتر فشار که معرفی کردیم یا در محصولات ما می بینید بر مبنای ارتباط مستقیم دستگاه فشار سنج با سیال طراحی شده بودند.
اما در مورد فشارسنج های دیافراگمی هیچگونه ارتباط مستقیمی بین سیال و دستگاه فشار سنج وجود ندارد و به همین دلیل بهترین و مناسب ترین گزینه ممکن برای سیالات خورنده سیالات بسیار داغ و همچنین سیالات چسبناک است که تاثیر مستقیم روی عملکرد دستگاه دارند.
در فشارسنج دیافراگم یا همان گیج فشار دیافراگمی یک پرده نازک و منعطف ساخته شده از جنس پلیمر یا از جنس استنلس استیل استفاده شده است. زمانی که فشار داخلی سیستم تغییر می کند دیافراگم استفاده شده در فشار سنج به صورت مثبت و منفی حرکت می کند.
تفسیر حرکت دیافراگم آن به صورت مثبت و منفی این امکان را به دستگاه می‌دهد که بتواند فشار را در شرایط مختلف اندازه گیری کند.
در این دستگاه سنسور فشار به صورت مستقیم با سیال در ارتباط نیست و تنها حرکت دیافراگم را تحلیل و آنالیز می کند.
مزایای گیج فشار هموژن
به کارگیری گیج فشار دیافراگمی از جهات مختلفی اهمیت دارد و شرکت های فعال در صنایع حساس سعی می کند که از این ابزار بیشتر استفاده کنند.
در حقیقت استفاده از این فشارسنج باعث می شود که کار اندازه گیری فشار برای برخی از سیالات خاص مانند محیط های خورنده و محیط های متبلور و چسبناک با ویسکوزیته بالا به راحتی انجام شود. بنابراین عملا نیازی به حضور اپراتور در محل نیست و کیفیت فشار اندازه گیری شده هم مطلوب است.
مزیت دیگری که استفاده از دیافراگم و در گیج فشار دیافراگمی دارد این است که نسبت به شرایط به وجود آورنده شوک بی تفاوت است.
در حقیقت دیافراگم این دستگاه به خوبی نویزها و خطاها را جذب کرده و از تاثیر آنها روی فشار نهایی جلوگیری می کند.
برخی از مدل های این دستگاه‌ها به صورت گیج فشاری روغنی طراحی شده که صفحه آنها با سیلیکون و گلیسیرین پر شده و این طراحی از خطا در اندازه گیری دستگاه و جابجایی افراد جلوگیری می کند.
دیافراگم باید به گونه ای باشد که انحراف خطی باشد ، یعنی اینکه افزایش مشابه فشار همیشه باید مطابق با انحراف مشابه دیافراگم باشد.
یک دیافراگم مسطح ساخته شده از فلز فقط زمانی خطی خواهد بود که میزان انحراف بسیار کوچک باشد ، باید خیلی کوچک باشد تا حرکت کافی عقربه را داشته باشد.
در هنگام انحراف بزرگتر ، دیافراگم مسطح حالت خطی خود را از دست می دهد زیرا فشار بیشتری در دیافراگم رخ می دهد. دیافراگم به دلیل فشار در حال افزایش ، به طور فزاینده ای سفت تر می شود و در نتیجه باعث افزایش افت فشار در دیافراگم می شود.
یک ماده انعطاف پذیر ، مانند یک صفحه نازک از نایلون ، می تواند به عنوان یک دیافراگم صاف عمل کند. دیافراگم سپس با فنر کالیبره شده ای که حالت خطی را تضمین می کند و دیافراگم را به موقعیت شروع خود سوق می دهد ، مقابله می کند.
برای کاربردهای صنعتی معمولاً از دیافراگمهای فلزی موج دار استفاده می شود. در دیافراگم های موج دار اطمینان حاصل می کنند که دیافراگم الاستیک تر خواهد بود و به گونه ای هستند که انحراف دیافراگم خطی باشد. انواع مختلفی از پروفایل های موج دار وجود دارد که می توانید در شکل زیر مشاهده کنید.
دیافراگم سیل چگونه کار می کند؟
دیافراگم سیل ، همچنین به عنوان کمیکال سیل یا ریموت سیل شناخته می شوند ، برای اندازه گیری فشار میکا حفاری هنگامی که محیط فرآیند نباید با اجزای تحت فشار اندازه گیری در تماس باشد ، استفاده می شود.
فشار توسط دیافراگم الاستیسیته به مایع از محیط اندازه گیری شده و از آنجا به مؤلفه اندازه گیری ، یعنی ابزار اندازه گیری یا فرستنده منتقل می شود.
در بین دیافراگم سیل و ابزار اندازه گیری فشار ، لوله کاپیلاری برای از بین بردن یا به حداقل رساندن اثرات دما از سیال داغ به ابزار اندازه گیری وصل شده است،قرار دارد.
از محاسن مهم دیافراگم ها، قابلیت محافظت از دیگر تجهیزات اندازه گیری فشار در برابر شرایط نامناسب، مثل دماهای بالا و سیالات خورنده و نیز توانایی بالای آنها در آب بندی می باشد.
به عبارت دیگر این نوع سنسورها، احتیاج بسیار کمتری به تجهیزات آب بندی دیگر، دارند.
به همین دلیل در بسیاری از دستگاه های اندازه گیری فشار، از یک دیافراگم به عنوان سنسور فشار استفاده می شود. این دستگاه ها یا از خاصییت جابجایی دیافراگم و یا از خاصیت کشیدگی سطح آن برای اندازه گیری استفاده می کنند.
