قياس الضغط من أجل الضغط المطلق والمقياس والضغط التفاضلي

قياس الضغط هل قياس القوة التي يمارسها السائل (السائل أو الغاز) على سطح يسمى ميكانيكيا مانومترات ، مقاييس الفراغ أو المقاييس المشتركة (الفراغ والضغط). مقياس بوردون المستخدم على نطاق واسع هو جهاز ميكانيكي يشير إلى كلا المقياس ويشير إليه وربما يكون أفضل نوع من المقياس.تُستخدم مقاييس الفراغ لقياس الضغوط تحت الضغط الجوي المحيط ، والتي يتم ضبطها على الصفر ، والقيم السلبية (على سبيل المثال ، -1 شريط أو -760 مم زئبق يساوي إجمالي الفراغ). يسمى هذا الشكل من القراءة ببساطة "ضغط المقياس ". ومع ذلك ، فإن أي شيء أكبر من الفراغ المثالي هو من الناحية الفنية شكل من أشكال الضغط. بالنسبة لضغوط منخفضة للغاية ، يجب استخدام مقياس يستخدم الفراغ الكلي مع مرجع نقطة صفرية ، مع إعطاء ، إعطاء قراءة الضغط كضغط مطلق.تتضمن طرق قياس الضغط الأخرى أجهزة استشعار يمكنها نقل قراءات الضغط إلى المؤشرات البعيدة أو أنظمة التحكم (القياس عن بعد).

المطلق ، المقياس والضغط التفاضلي - مرجع الصفر

عادة ما يتم إجراء قياسات الضغط اليومية ، مثل ضغط إطارات السيارة ، نسبة إلى ضغط الهواء المحيط. في حالات أخرى ، يتم إجراء قياسات نسبة إلى الفراغ أو مرجع محدد آخر. عند التمييز بين هذه المراجع صفر ، يتم استخدام المصطلحات التالية:

• يتم الإشارة إلى الضغط المطلق إلى الفراغ المطلق ويستخدم مقياسًا مطلقًا بحيث يكون مساويًا لضغط المقياس بالإضافة إلى الضغط الجوي.

• يتم الإشارة إلى ضغط المقياس إلى ضغط الهواء المحيط وبالتالي يساوي الضغط المطلق ناقص الضغط الجوي.

• الضغط التفاضلي هو فرق الضغط بين نقطتين.

عادة ما تكون المراجع الصفرية قيد الاستخدام ضمنية عن طريق السياق ، ولا تتم إضافة الكلمات إلا عند الحاجة إلى التوضيح. يجب أن يكون الضغط على الضغط وضغط الدم ضغوطًا عن طريق الاتفاقية ، في حين أن الضغط الجوي ، وضغط الفراغ العميق ، وضغط مقياس الارتفاع يجب أن يكون ضغوطًا مطلقة.بالنسبة لمعظم سوائل العمل حيث يوجد السائل في نظام مغلق ، يهيمن قياس الضغط على المقياس. سيشير مقياس الضغط المتصل بالنظام إلى الضغط بالنسبة للضغط البارومتري الحالي. يتغير كل شيء عند قياس ضغط الفراغ الشديد ، ثم الضغط المطلق هو غالبًا ما تستخدم بدلاً من ذلك ، وتختلف أدوات القياس المستخدمة.يتم استخدام الضغط التفاضلي بشكل شائع في أنظمة العمليات الصناعية. يحتوي مقياس الضغط التفاضلي على منفذي مدخلان ، كل منهما متصل بأحد المجلدات التي يتم مراقبة ضغطها. المشغل أو نظام التحكم للنظر في مقاييس منفصلة وتحديد الفرق في القراءات.يمكن أن تكون قراءات ضغط الفراغ المتوسطة غامضة بدون السياق الصحيح ، حيث قد تمثل ضغطًا مطلقًا أو قياسًا دون علامة سلبية. لذلك ، فإن فراغًا يبلغ 26 بوصة من مقياس الزئبق يعادل الضغط المطلق 4 بوصات من الزئبق ، محسوبًا على أنه 30 بوصة من الزئبق (الضغط الجوي النموذجي) - 26 بوصة من الزئبق (ضغط المقياس).عادة ما يكون الضغط الجوي حوالي 100 كيلو باسكال عند مستوى سطح البحر ، ولكنه يختلف مع الارتفاع والطقس. إذا ظل الضغط المطلق للسائل ثابتًا ، فإن ضغط المقياس لنفس السائل سيتغير مع تغير الضغط الجوي. على سبيل المثال ، عندما يتم تشغيل السيارة أعلى التل ، يرتفع ضغط الإطارات (المقياس) بسبب انخفاض الضغط في الغلاف الجوي. الضغط المطلق داخل الإطار ثابت بشكل أساسي.عادة ما يشار إلى استخدام الضغط الجوي كمرجع بواسطة "g " بعد وحدة الضغط ، مثل 70 رطل / بوصة مربعة ، مما يعني أن الضغط المقاس هو الضغط الكلي ناقص الضغط الجوي. هناك نوعان من الضغط المرجعي للمقياس: تنفيس مقياس (VG) ومقياس مختومة (SG).

على سبيل المثال ، تتيح أجهزة إرسال الضغط المتنافسة تعريض ضغط الهواء الخارجي على الجانب السلبي من الحجاب الحاجز الذي يستشعر الضغط من خلال كابل تنفيس أو ثقب في جانب الجهاز بحيث يشير الضغط دائمًا إلى ضغط الهواء المحيط. يجب أن يقرأ مستشعر الضغط المرجعي المتنفيس دائمًا ضغطًا صفرًا عند ترك اتصال ضغط العملية مفتوحًا أمام الهواء.تتشابه مراجع المقياس المختومة إلى حد كبير باستثناء أن الضغط الجوي مغلق على الجانب السلبي من الحجاب الحاجز. هذا عادة ما يتم استخدامه في نطاقات الضغط العالي ، مثل الأنظمة الهيدروليكية ، حيث يكون للتغيرات في الضغط الجوي تأثير ضئيل على دقة القراءة ، وبالتالي فإن التنفيس ليس مطلوب. يتيح ذلك أيضًا بعض الشركات المصنعة لتوفير أوعية الضغط الثانوية كإجراء احتياطي إضافي لسلامة معدات الضغط إذا تم تجاوز ضغط الانفجار في الحجاب الحاجز الذي يستشعر الضغط الأساسي.هناك طريقة أخرى لإنشاء مرجع مقياس مغلق ، وهو إغلاق الفراغ العالي على ظهر الحجاب الحاجز الاستشعار. ثم يتم تحويل إشارة الخرج بحيث يقرأ مستشعر الضغط بالقرب من الصفر عند قياس الضغط البارومتري.لن يقرأ مستشعر الضغط المرجعي للمقياس المختوم صفرًا تمامًا لأن الضغط البارومتري يتغير دائمًا ، وفي هذه الحالة يتم إصلاح المرجع في شريط واحد.لإنتاج أجهزة استشعار الضغط المطلقة ، يقوم المصنعون بإغلاق فراغ عالي وراء الحجاب الحاجز المستشعر. إذا كان اتصال ضغط العملية لجهاز إرسال الضغط المطلق مفتوحًا للهواء ، فسوف يقرأ ضغط الهواء الفعلي.

ضغط ثابت وديناميكي

الضغط الثابت موحد في جميع الاتجاهات ، لذلك تكون قياسات الضغط مستقلة عن الاتجاه في سائل ثابت (ثابت) يسمى هذا المكون الاتجاهي للضغط في السائل المتحرك (الديناميكي) الضغط الديناميكي. يسمى هذا القياس الضغط الكلي أو ضغط الركود. نظرًا لأن الضغط الديناميكي يشار إليه بالضغط الثابت ، فهو ليس مقياسًا ولا مطلقًا ؛ إنه ضغط تفاضلي.في حين أن ضغط المقياس الثابت أمر بالغ الأهمية لتحديد الحمل الصافي على جدار الأنابيب ، يتم استخدام الضغط الديناميكي لقياس التدفق وسرعة الفضاء. يمكن قياس الضغط الديناميكي عن طريق أخذ فرق الضغط بين الأدوات الموازية وعمودية على التدفق. على سبيل المثال ، تؤدي أنابيب Pitot هذا القياس في الطائرات لتحديد السرعة الجوية. إن وجود أدوات القياس يحث حتماً على القطع ويخلق الاضطراب ، وبالتالي فإن شكلها أمر بالغ الأهمية للدقة وغالبًا ما يكون منحنيات المعايرة غير خطية.

التطبيقات

1. مقياس الارتفاع

2. Barometer

3. مقياس العمق

4. مستشعر الخريطة

5. أنبوب Pitot

6. مقياس sphygmomanome

الادوات

تم اختراع العديد من الأدوات لقياس ضغط ، ولكل منها مزاياها وعيوبها. نطاق الضغط ، والحساسية ، والاستجابة الديناميكية ، وتكلفة تختلف جميعها حسب أوامر الحجم من تصميم أداة إلى أخرى. أقدم نوع هو العمود السائل (أنبوب رأسي مملوء بالزئبق) الذي اخترعه Evangelista Torricelli في عام 1643. اخترع Christian Huygens في عام 1661.

الضغط الهيدروليكي

يقارن مقياس الهيدروستاتيكي ، مثل مقياس عمود الزئبق ، الضغط بالقوة الهيدروستاتيكية لكل وحدة وحدة في قاعدة عمود السائل. تكون قياسات المانومتر الثابتة مستقلة عن نوع الغاز الذي يتم قياسه ويمكن تصميمه للحصول على معايرة خطية للغاية. استجابة ديناميكية سيئة.

مكبس

تستخدم مقاييس المكبس 0.1 الينابيع (مثل مقاييس الإطارات غير الدقيقة نسبيًا) أو الأوزان الصلبة لتحقيق التوازن بين ضغط السائل ، وفي هذه الحالة يطلق عليه اختبار الوزن المميت ويمكن استخدامه لمعايرة المقاييس الأخرى.

0.2 تنظيم McLeod

0.3 يفصل Macleod Manometer عينة غاز ويضغطها في مقياس الزئبق المعدل لضغط بضعة ملليمترات من الزئبق. هذه التقنية بطيئة للغاية وليست مناسبة للمراقبة المستمرة ، ولكن لها دقة جيدة. على عكس أجهزة قياس المانوم الأخرى ، تعتمد قراءات McLeod Manometer على تكوين الغاز ، نظرًا لأن التفسير يعتمد على ضغط العينة إلى غاز مثالي. نظرًا لعملية الضغط ، تتجاهل مقاييس McLeod الضغوط الجزئية تمامًا من تكثيف الأبخرة غير المثالية ، مثل زيت المضخة أو الزئبق أو حتى الماء إذا كان الضغط كافياً.

0.4 نطاق مفيد: الفراغات من حوالي 10−4 Torr [10] (حوالي 10 - 2 Pa) حتى 10−6 Torr (0.1 ميجا باسكال) ، 0.5 0.1 ميجا باسكال هو أدنى ضغط يمكن قياسه مباشرة مع التكنولوجيا الحالية. يجب معايرة هذه القياسات غير المباشرة إلى وحدات SI عن طريق القياس المباشر ، وعادة ما يكون مقياس McLeod.

aneroid

تعتمد أجهزة قياس الجهاز العصبي على عنصر استشعار الضغط المعدني الذي يثني بشكل مرن تحت عمل الفرق في الضغط. ومع ذلك ، يمكن استخدام مقاييس ضغط البيرويد لقياس ضغط السوائل والغازات ، وهي ليست النوع الوحيد من مقياس الضغط الذي يمكن أن يعمل في غياب السائل. على عكس المقاييس الحرارية والتأين ، لا تعتمد مقاييس aneroid على نوع الغاز الذي يتم قياسه وأقل عرضة لتلوث النظام من مقاييس الضغط الثابتة. يمكن أن يكون عنصر استشعار الضغط هو أنبوب بوردون ، أو حجاب الحاجز ، أو كبسولة ، أو مجموعة من الخوار التي تغير الشكل اعتمادًا على الضغط في مجال الاهتمام. يمكن قراءة انحراف عنصر استشعار الضغط بواسطة رابط متصل ب الإبرة ، أو يمكن قراءتها بواسطة مستشعر إضافي. يقيس المستشعر الثانوي الأكثر شيوعًا في مقاييس الفراغ الحديثة التغير في السعة بسبب الانحراف الميكانيكي. غالبًا ما تسمى الحوادث التي تعتمد على تغييرات السعة.