مفاهیم پایه فشار
برای انتخاب درست تجهیزات، باید با انواع فشار آشنا باشیم:
- فشار مطلق (Absolute Pressure): فشار نسبت به خلاء کامل (صفر مطلق). در علم و آزمایشگاهها کاربرد دارد.
- فشار نسبی (Gauge Pressure): فشار نسبت به فشار اتمسفر (هوای محیط). رایجترین نوع اندازهگیری در صنعت است (مثلاً فشار باد لاستیک ماشین).
- فشار تفاضلی (Differential Pressure): اختلاف فشار بین دو نقطه. کاربرد فراوانی در اندازهگیری دبی (فلو متر)، سطح و فیلترها دارد.
تجهیزات اصلی اندازهگیری فشار
۱. مانومتر یا گیج فشار (Pressure Gauge)
سادهترین و رایجترین ابزار برای نمایش بصری فشار.
- گیج بوردون: رایجترین نوع که با انحنای لوله بوردون فشار را نشان میدهد.
- گیج دیافراگمی: برای سیالات چسبناک و خورنده.
- گیج پر شده با گلیسیرین: برای جذب لرزش و افزایش عمر گیج در سیستمهای ضربهزن.
- کاربرد: نمایش فشار در کمپرسورها، پمپها، مخازن و خطوط لوله.
۲. ترانسمیتر فشار (Pressure Transmitter)
این تجهیز فشار را اندازهگیری کرده و آن را به یک سیگنال الکتریکی استاندارد (معمولاً ۴-۲۰ میلیآمپر) تبدیل میکند تا بتواند به سیستمهای کنترل (PLC/DCS) ارسال شود.
- مزایا: امکان مانیتورینگ از راه دور، دقت بالا، قابلیت تنظیم رنج (Rangeability).
- کاربرد: اتوماسیون صنعتی، کنترل فرآیند دقیق، صنایع نفت و گاز و پتروشیمی.
۳. سوئیچ فشار (Pressure Switch)
وظیفه این تجهیز نظارت بر فشار و ارسال دستور قطع و وصل (On/Off) است.
- مکانیزم: وقتی فشار به حد نصاب (Set Point) برسد، یک رله داخلی فعال میشود.
- کاربرد: روشن و خاموش کردن پمپها، کنترل کمپرسورها، فعال کردن آلارمهای ایمنی (Safety Relief).
۴. سنسور فشار (Pressure Sensor)
مشابه ترانسمیتر است اما معمولاً خروجی آن میلیولت است و برای اتصال مستقیم به نمایشگرهای خاص یا مدارهای الکترونیکی استفاده میشود.
انواع ترانسمیتر فشار بر اساس تکنولوژی
- ترانسمیتر استرین گیج (Strain Gauge): رایجترین نوع که بر اساس تغییر مقاومت الکتریکی نوارهای应变 تحت فشار کار میکند. مناسب برای اکثر مصارف عمومی.
- ترانسمیتر خازنی (Capacitive): دقت بسیار بالا و پایداری طولانی. مناسب برای کاربردهای دقیق و فضاهای کوچک.
- ترانسمیتر پیزوالکتریک (Piezoelectric): برای اندازهگیری فشارهای دینامیکی و ضربهای (مانند فشار سیلندر موتور).
پارامترهای کلیدی در خرید تجهیزات فشار
برای اینکه محصولی خریداری کنید که نیاز شما را برطرف کند، به ۵ فاکتور زیر توجه کنید:
۱. رنج فشار (Pressure Range)
محدوده فشاری که باید اندازهگیری شود. حتماً باید فشار کاری شما در ۲۵ تا ۷۵ درصد وسط رنج گیج یا ترانسمیتر باشد.
- مثال: اگر فشار کاری شما ۱۰ بار است، گیجی با رنج ۰ تا ۱۶ بار مناسب است.
۲. نوع اتصال (Process Connection)
نوع رزو یا فلنج باید با محل نصب شما سازگار باشد.
- رزوهای: رایجترین نوع (مانند ۱/۴ اینچ NPT یا G 1/2).
- فلنجی: برای لولههای بزرگ و سیالات با فشار بالا.
۳. جنس مواد مرطوب (Wetted Parts)
بخشی از سنسور که با سیال تماس دارد باید مقاوم باشد.
- استیل ۳۱۶: برای اکثر سیالات صنعتی و غذایی.
- هاستلوی (Hastelloy): برای اسیدها و مواد بسیار خورنده.
- Monel: برای دریا و آب شور.
۴. خروجی سیگنال (Output Signal)
- برای گیج: نمایش عقربهای.
- برای ترانسمیتر: ۴-۲۰ میلیآمپر (آنالوگ)، ۰-۱۰ ولت، یا پروتکلهای دیجیتال (HART, Modbus, Profibus).
۵. دقت (Accuracy)
در گیجها معمولاً به صورت درصد از اسکیل (مثلاً ±۱.۵٪) و در ترانسمیترها به صورت درصد از رنج (مثلاً ±۰.۰۷۵٪) بیان میشود.
کاربردهای اندازهگیری فشار در صنایع
- صنعت نفت، گاز و پتروشیمی: کنترل فشار خطوط لوله، جداسازی مواد و راکتورها.
- صنعت نیروگاهی: پایش فشار بخار در توربینها و بویلرها.
- صنعت خودرو: کنترل فشار روغن هیدرولیک و سوخت.
- صنایع غذایی و دارویی: کنترل فشار در مخازن استریل و سیستمهای CIP.
- تصفیه آب و فاضلاب: کنترل فشار پمپها و فیلترها.