گیج دما،گیج فشار

مانونومتر چیست؟ انواع و کابرد Manometer

مانونومتر چیست؟ انواع و کابرد Manometer

مانومتر یا گیج فشار یا فشار سنج ابزاری است که برای اندازه گیری فشار به کار می رود. این دستگاه ....

 

شما در حال مطالعۀ یک مقالۀ علمی می باشید برای ورود به بخش گیج فشار | مانـومتــــر می تـوانیـــد از این لینـــک استفاده کنـیــــد

یکی از چندین ابزاری که برای اندازه گیری فشار استفاده می شود، مانومتر است، در حقیقت مانومتر، فشار سنجی است که با آن فشار سیال در یک محیط بسته را اندازه گیری می کنند. مهمترین قسمت در اندازه گیری فشار توسط مانومتر لوله بروردون می باشد، لوله برودون که قسمت اصلی و پل ارتباطی منبع تحت فشار با قسمت نمایشگر مانومتر است از یک لولۀ توخالی تشکیل شده که یک سر آن بسته و سر دیگر آن با محیط تحت فشار در ارتباط است. معمولا این لوله را به صورت C شکل می سازند. فشار سنجهای بوردونی قادرند از 30 تا 50000 پوند بر اینچ مربع را اندازه بگیرند. نحوۀ عملکرد مانومتر به این صورت است که فشار وارده باعث می شود نوک آزاد لوله بوردون حرکت کند و این حرکت بوسیله سیستم شفت و اهرم به چرخ دنده و عقربه منتقل می شود و عقربه که خود با محور متصل به بردون در یک راستا و متصل به هم هستند می چرخد و روی صفحه فشار را نشان می دهد.

از انواع دیگر مانومترها می توان به مانومتر U شکل اشاره کرد که یک لوله U شکل است که یک سر آن باز است و سر دیگر آن به ظرف دارای گاز متصل است. در این لوله جیوه یا مایع های دیگر را می توان ریخت. ارتفاع جیوه در دو شاخه لوله برابر است ولی با باز شدن شیر ظرف و ورود گاز به درون آن، ارتفاع جیوه در لوله تغییر می کند و با توجه به آن فشار گاز اندازه گیری می شود.  مانومتر ها  می توانند به طور غیر مستقیم برای اندازه گیری سایر متغیرها نظیر دبی سیال/ گاز، سرعت، سطح مایع و ارتفاع بکار روند. واحد استاندارد فشار در دستگاه SI پاسکال می باشد که برابر 1Pa=1N/m2 می باشد یک پاسکال برابر مقدار یک نیوتن نیروست که بر یک متر مربع سطح جسمی وارد میگردد.

 

 

مانومترهای  لوله بوردون (Bourdon-manometer) برای اندازه گیری طیف وسیعی از اختلاف فشارها به کار می رود (حدود 700 مگا پاسکال). به دلیل بلند بودن طول لوله مانومتر و سایر ملاحظات عملی، برای اندازه گیری فشار های زیاد در تبرید به کار برده می شوند.مکانیسم این فشار سنج را در شکل زیر ملاحظه می کنید.

لوله بوردون از یک لوله فلزی خمیده بیضوی تشکیل شده است که با افزایش فشار سیال تمایل به باز شدن داشته و با کاهش فشار انحنای بیشتری می یابد. تغییرات انحنا از طریق یک سیستم چرخ دنده ای به عقربه منتقل می شود. جهت و مقدار حرکت عقربه به جهت و مقدار تغییر انحنای لوله بستگی دارد. فشار سنج های بوردون برای اندازه گیری فشارهای بیشتر و کمتر از اتمسفر به کار می روند.

از مانومتر U شکل می توان برای اندازه گیری فشار، خلاء یا اختلاف فشار بین دو نقطه استفاده کرد. این روش از جمله ساده‌ترین و در عین حال دقیق ترین روش های اندازه‌گیری فشار است. معمولا از این روش در مواردی که نیاز به مشاهده فشار توسط اپراتور به صورت محلی باشد استفاده می شود.

انواع (مانومتر) فشارسنج ها با توجه به نوع فشار

سنسورهای فشار می‌توانند براساس بازه اندازه‌گیری، بازه دمای عملکرد و از همه مهمتر نوع فشار اندازه‌گیری طبقه‌بندی شوند. با توجه به نوع فشار، فشارسنج‌ها، به ۵دسته طبقه‌بندی می‌شوند:

سنسور فشار مطلق

این سنسور فشار یک نقطه نسبت به خلأ کامل (۰ psi) را اندازه می‌گیرد. فشار اتمسفریک ۱۰۱٫۳۲۵ KPa (یا ۱۴٫۷psi) در سطح دریا نسبت به خلأ است. در حقیقت فشار اندازه گیری شده توسط این سنسور همان فشاری است که در محاسبات استفاده می گردد و به عنوان فشار آزمایشگاهی در نظر گرفته می شود.

سنسور فشار گیج Gauge

این سنسور در کاربردهای متفاوتی استفاده می‌شود زیرا می‌تواند برای اندازه‌گیری فشار یک نقطه نسبت به فشار اتمسفریک در نقطه دیگر کالیبره شود. بهترین مثال برای این گونه مانومتر (گیج فشار) همان گیج اندازه گیری فشار باد لاستیک ماشین و موتور است.  این گیج طوری تنظیم می شود که هنگامی که گیج فشار تایر مقدار 0 psi را می‌خواند فشار داخل تایر ۱۴٫۷ psi است. یعنی برابر با فشار اتمسفر باشد.

سنسور فشار خلأ

این سنسور برای اندازه‌گیری فشار کمتر از فشار اتمسفر در نقطه‌ای مشخص استفاده می‌شود. مرجع سنسور خلأ در صنعت متفاوت است که ممکن است موجب اشتباه شود؛ فشار نسبت به فشار اتمسفر (مانند اندازه‌گیری فشار گیج منفی) و یا فشار نسبت به فشار خلأ . هر کدام تعریف مجزایی از فشار خلا می باشند

سنسور فشار تفاضلی Differential pressure gauge

این سنسور تفاضل بین فشار ۲یا چند نقطه را که به عنوان ورودی معرفی می شوند اندازه می گیرد. برای مثال اندازه گیری افت فشار در فیلتر روغن. فشار تفاضلی هم چنین برای اندازه گیری دبی یا سطح در مخازن به کار می رود.

سنسور فشار مهرشده ( sealed )

این سنسور همانند سنسور فشار گیج است، با این تفاوت که از قبل توسط سازنده برای اندازه گیری فشار نسبت به فشار سطح دریا کالیبره و سپس مهر و موم شده است.

کاربرد مانومترها

اندازه‌گیری فشار

این کاربرد، کاربرد اصلی سنسورهای فشار است که در مواردی از جمله تجهیزات هواشناسی، هواپیما، اتومبیل، خطوط لوله، مخازن، دیگ ها و مخازن تحت فشار و سایر وسایلی که در آن‌ها فشار کارایی دارد به کار می‌رود.

اندازه‌گیری ارتفاع از سطح دریا

کاربرد آن در هواپیما، موشک، ماهواره، بالن‌های هواشناسی و غیره می‌باشد. در تمامی این کاربردها از رابطه بین تغییرات فشار با ارتفاع نسبت به سطح دریا استفاده می‌شود. به این صورت که هرچه از زمین بالاتر می رویم فشار کاهش پیدا می کند و این افت فشار با افزایش ارتفاع یک رابطۀ ساده و مستقیم دارند و به راحتی می توان از میزان فشار، ارتفاع را محاسبه نمود.

اندازه‌گیری جریان

اگرچه به طور عمومی و معمول نمی باشد ولی می‌توان با کمک اثر ونتوری و رابطه اش با فشار، جریان را اندازه گرفت. اختلاف فشار بین دو بخش یک تیوب نتوری (با قطرهای دهانه مختلف) اندازه‌گیری می‌شود. این اختلاف فشار، با سرعت جریان گذرنده از تیوب رابطه مستقیم دارد. از آنجا که این اختلاف فشار نسبتاً کوچک است از سنسور فشار با بازه کم استفاده می‌شود.

اندازه‌گیری ارتفاع / عمق

می‌توان از سنسور فشار برای اندازه گیری ارتفاع سطح مایع استفاده کرد. معمولاً از این تکنیک برای اندازه‌گیری مکان جسم غوطه ور در آب (مانند غواص‌ها، زیر دریایی‌ها) و یا ارتفاع سطح مایع درون یک مخزن (مانند مایع داخل برج آب) استفاده می‌شود.

آزمایش نشتی

می‌توان با اندازه‌گیری افت فشار، نشتی سیستم را به دست آورد. روش‌های متداول برای این منظور، دو روش هستند:

1) مقایسه فشار سیستم با فشار سیستمی با نشتی معلوم و استفاده از این اختلاف فشار.

2) اندازه‌گیری فشار و بررسی تغییرات آن در طول یک بازه زمان.