معرفی کلی
گیج فشار دیافراگمی که به عنوان فشارسنج غشایی نیز شناخته می شود ، دستگاهی است که از انحراف یک غشای نازک انعطاف پذیر به نام «دیافراگم» برای اندازه گیری فشار سیال(گاز یا مایع) در یک سیستم استفاده می کند. این دیافراگم اجزای داخلی diaphragm gaugeرا از فرآیند جدا می کند و از هر گونه آلودگی جلوگیری می کند. این خاصیت diaphragm pressure gauge را برای استفاده در محیط های مایع یا گاز خورنده یا آلوده مناسب می کند.
این گیج فشار برای اندازه گیری فشارهای کم نیز استفاده می شود و در کاربردهایی مانند اندازه گیری فشار اتمسفر یا نظارت بر فشار در کپسول گاز استفاده می شود.
شکل 1 : این شکل یک diaphragm gauge را نمایش می دهد.
اصول عملکرد گیج فشار دیافراگمی
شکل 2 : اصل عملکرد گیج فشار دیافراگمی : اتصال(Link) (A) ، دیافراگم(Diaphragm) (B) ،
نشانگر یا عقربه(Pointer) (C) و ورودی فشار(Pressure Inlet) (D)
گیج های فشار دیافراگمی دارای مکانیزم تقریبا ساده ای نیز هستند که در شکل 2 مشاهده می شود. مطابق شکل 2 قسمت (B) در شکل 2 نمایانگر یک غشاء دایره ای شکل نازک می باشد. که در اصل از یک ورقه فلزی ساخته شده است که به آن دیافراگم گفته می شود. هنگام اعمال فشار ، انحراف در دیافراگم باید خطی باشد. یک دیافراگم تخت می تواند خطی بودن را فقط برای انحرافات کوچک تضمین کند. بنابراین ، برای کاربردهای صنعتی، دیافراگم موجدار ارجح می‌باشد. دیافراگم می تواند جوش داده شود یا بین جفت فلنج بسته شود. diaphragm جوش داده شده معمولاً در کاربردهای بهداشتی برای جلوگیری از هرگونه احتمال نشتی ترجیح داده می شود.
دیافراگم محیط را در داخل گیج جدا می کند که در آن یک طرف می تواند در معرض جو قرار گیرد و طرف دیگر می تواند محصور شود. این جداسازی فرآیند تضمین می کند که اجزای داخلی diaphragm pressur gauge هنگام کار با سیالات خورنده یا چسبناک محافظت می شوند و نسبت به آن ها نیز ایزوله نیز می باشد.
از آنجایی که فشار از طریق ورودی فشار (D) به سیستم وارد می شود ، باعث انحراف دیافراگم می شود. این انحراف از طریق اتصال (A) و چرخ دنده ها به حرکت عقربه (C) نیز تبدیل می شود و در نهایت اندازه گیری دقیق تغییرات فشار را نشان می دهد. فشار معمولاً بر حسب bar یا psi مشخص می شود. همچنین کلاس های دقت مختلفی برای نمایش حداکثر انحراف دیافراگم نیز وجود دارد.
معیارهای انتخاب گیج فشار دیافراگمی
مواد سازنده گیج فشار دیافراگمی
مواد سازنده محفظه(Housing) گیج فشار و به خصوص قطعاتی که با محیط در تماس هستند باید از نظر شیمیایی سازگار باشند. از آنجایی که گیج فشار دیافراگمی بیشترجهت استفاده در محیط های خورنده و همچنین بسیار چسبناک استفاده می شود ، فولاد ضد زنگ انتخاب ترجیحی مواد است. دیگر مواد متداول در ساخت محفظه گیج فشار شامل آلومینیوم و مس می باشند.
محدوده فشار
diaphragm pressure gauge یک انتخاب ایده آل برای کاربردهای اندازه گیری فشار پایین است. برای کاربردهای عمومی ، گیج فشار باید بتواند محدوده فشار حداکثر و حداقل را تحمل کند. حداکثر فشار نباید بیشتر از 75% محدوده مقیاس کامل و 65% برای محدوده ضربان دار(Pulsating) باشد.
محدوده دما
دمای مورد نیاز فرآیند باید در محدوده دمایی باشد که گیج فشار می تواند تحمل کند. گیج های فشار دیافراگمی معمولی می توانند در محدوده دمایی 20- تا 100 درجه سانتی گراد (4- درجه فارنهایت تا 212 درجه فارنهایت) مقاومت کنند ، اما می بایست به مشخصات آن نگاه کرد.
اندازه دیافراگم
در انتخاب سایز دیافراگم ، قاعده کلی این است که فشار را کم کنید ، اندازه دیافراگم بزرگتر باشد و بالعکس. در طول اندازه‌گیری فشار ، دیافراگم باید به اندازه‌ای بزرگ باشد که مقدار کافی از حجم مایع را جابجا کند. برای اندازه گیری فشار کم ، جابجایی حجم بیشتری مورد نیاز است که برای ایجاد جابجایی کافی به دیافراگم بزرگتر نیاز دارد. به طور مشابه ، برای اندازه گیری فشار بالا ، جابجایی حجم کم معمولاً کافی است که می تواند توسط یک دیافراگم کوچکتر برآورده شود.
محیط سیال
برخلاف سایر فرآیندهای مضر ، محیط های متبلور و آلوده ممکن است نقطه ورودی فشار باریک یا حتی در محفظه فشار را مسدود کنند. برای جلوگیری از چنین خطری ، می توان از گیج فشار دیافراگمی با فلنج اتصال باز برای رفع مشکلات گرفتگی استفاده کرد.
واحد فشار
واحد اندازه گیری فشار برای گیج فشار دیافراگمی ، bar یا psi است. فشار معمولاً ممکن است بین 1- تا 400 bar باشد.
کاربردها و موارد استفاده گیج های فشار دیافراگمی
گیج های فشار دیافراگمی با موفقیت توسط صنایع متعدد برای اندازه گیری فشار مطلق و تفاضلی(دیفرانسیلی) استفاده می‌شوند. قابلیت جداسازی فرآیندها و جلوگیری از آلودگی ، استفاده از آن را در کاربردهایی که خلوص مورد نظر است مناسب می کند. همچنین برای صنایعی که نیاز به برخورد با سیالات خورنده دارند مناسب است. برخی از صنایع که در آن ها از گیج های فشار دیافراگمی به طور نسبتا متداولی نیز استفاده می شود عبارتند از :
- غذایی و آشامیدنی
- دارویی
- پتروشیمی و پالایسگاه
- معدن
گیج های فشار علاوه بر موارد فوق در کاربردهای بسیار متنوعی استفاده می شوند. گیج های فشار برای استفاده در جاروبرقی ، کمپرسورهای هوا ، کاربردهای هیدرولیک و حتی فیلترهای استخرهای شنا مناسب می‌باشند.
خلاصه
گیج فشار دیافراگمی یکی از انواع مختلف گیج های فشار می باشد. که در آن از عنصر یا المان دیافراگم جهت اندازه گیری فشار نیز استفاده شده‌است. دیافراگم یک عنصر الاستیکی می باشد که معمولا فلزی یا لاستیکی می باشد. دیافراگم حد فاصل فرآیند و گیج فشار نیز قرار می گیرد و در اثر اعمال فشار دچار تورم و انحراف در سطح خود نیز می شود که این امر بوسیله اتصالی به سیستم چرخ دنده و عقربهpressure gauge نیز منتقل شده و میزان فشار اعمالی نیز اندازه گیری می شود.
مهم ترین شاخصdiaphragm pressure gauge نیز این می باشد که می توان از این گیج ها جهت اندازه گیری فشار در خلال محیط ها و فرآیندهای خورنده نیز استفاده کرد مانند محیط های اسیدی. این خصوصیت ویژه به این دلیل است که گیج های فشار دیافراگمی به طور مستقیم با فرآیندهای پر خطر در تماس نیستند به واسطه وجود دیافراگم و این برتری ویژه ای به این گیج ها نسبت به دیگر گیج های اندازه گیری فشار نیز می دهد.
در نوشتن مقاله بالا از منبع زیر استفاده گردیده است.