در گیج دیافراگمی، دیافراگم بهعنوان یک قطعه مهم و حیاتی محسوب میشود. وظیفه دیافراگم در گیجهای فشار، تبدیل فشار واردشده به دیافراگم به حرکت مکانیکی قابل اندازهگیری توسط سنسورها است. معمولا دیافراگمها از جنسهای فلزی یا سیلیکونی تولید میشوند. در گیجهای فشار صنعتی، استفاده از فلزهایی مانند استنلس استیل بسیار رایج خواهد بود. این فلزها بهدلیل خصوصیات مکانیکی و مقاومت در برابر فشار، انتخاب مناسبی برای ساخت دیافراگم هستند.
ویژگی دیافراگم
همانطور که گفته شد، دیافراگم بهصورت یک لایه نازک شکلپذیر فلزی یا سیلیکونی است. ضخامت دیافراگم به ویژگیهای موردنیاز برای اندازهگیری فشار بستگی دارد. انعطافپذیری دیافراگم گیج دیافراگمی سبب میشود که با واردشدن، فشار به سمت دیگر انحنا پیدا کند.
این حرکت، توسط سنسورها به سیگنال الکتریکی تبدیل خواهد شد و بهصورت عدد فشار به نمایش درمیآید. در کل، دیافراگم گیج فشار نقش اصلی را در تبدیل فشار به حرکت مکانیکی بازی میکند و از جنس فلز یا سیلیکون ساخته میشود.
گیج فشار دیافراگمی چیست؟
گیج فشار دیافراگمی (Diaphragm Pressure Gauge) یک نوع سنجشگر فشار است که در ساختار آن، یک صفحه نازک و منعطف موسوم به دیافراگم استفاده خواهد شد. تغییر وضعیت دیافراگم بهصورت تغییر فشار انعکاس داده خواهد شد. عموما این تغییر فشار، تغییر مکانیکی را بهوجود میآورد.
در گیجهای دیافراگمی، تغییر فشار محیط منجر به جابجایی و تغییر وضعیت دیافراگم میشود. دیافراگم این دستگاهها به یک عقربه یا ابزار حرکتی خاص متصل است و جابجایی آن منجر به حرکت عقربه خواهد شد. در نتیجه فشار بهصورت دادههای مکانیکی و آنالوگ به صورت گزارش در میآید.
در مدلهای پیشرفته و دیجیتالی، این دادههای آنالوگ با استفاده از یک ترانسدیوسر بهصورت ولتاژ یا شدت جریان خروجی تفسیر خواهد شد و در نهایت بهصورت دادههای دیجیتال به اپراتور ارسال میشود. از پرشر گیج دیافراگمی، بهعنوان یکی از انواع گیجهای فشار رایج برای اندازهگیری فشار در صنعت بهره میگیرند.
کاربردهای گیج فشار دیافراگمی
از گیج فشار دیافراگمی در صنایع مختلف برای اندازهگیری و کنترل فشار استفاده میشود. برخی از کاربردهای رایج گیج فشار دیافراگمی عبارتند از:
صنعت نفت و گاز
در صنعت نفتوگاز، از گیج دیافراگمی برای اندازهگیری فشار در لولهها، مخازن، تجهیزات حفاری و سیستمهای انتقال بهره میبرند.
صنایع شیمیایی
کاربرد گیجهای دیافراگمی در صنایع شیمیایی، برای کنترل فشار تجهیزات و راکتورها، سیستمهای تولید و پمپاژ موادشیمیایی است. البته گیج فشار استیل، بیشتر در مواردی کاربرد دارد که با مواد خورنده سروکار داشته باشیم. ضمن آنکه از این گیج در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، صنایع دارویی و غذایی، دیگهای بخار استفاده میشود. از این نوع گیجها، در صنایعی که با دما و فشار بالا سروکار دارند نیز بهره میبرند.
صنعت فرآوری غذا
در صنعت فرآوری غذا نیز گیج دیافراگمی جهت اندازهگیری فشار در تجهیزات پخت، بستهبندی و فرآوری موادغذایی کاربرد دارد.
صنعت خودروسازی
در صنعت خودروسازی، از این فشار سنجها برای اندازهگیری فشار در سیستمهای ترمز و سیستمهای تزریق سوخت استفاده میشود.
صنعت آب و فاضلاب
در صنعت آبوفاضلاب نیز از این نوع گیج برای کنترل فشار در شبکههای آبیاری، تصفیهخانهها و تأمین آب بهره گرفته خواهد شد.
صنعت برق
در صنعت برق نیز گیجهای فشار از نوع دیافراگمی، جهت اندازهگیری فشار در تجهیزات تولید برق، ترانسفورماتورها و سیستمهای خنککننده کاربرد دارند.
صنعت داروسازی
در صنعت داروسازی میتوان از گیج دیافراگمی برای کنترل فشار در تجهیزات تولید داروها، سیستمهای تنظیم دارو و سیستمهای تزریق دارو استفاده کرد.
صنعت الکترونیک
یکی از کاربردهای گیجهای فشار دیافراگمی در صنعت الکترونیک، کنترل و نظارت بر فشار در تجهیزات الکترونیکی حساس، سیستمهای خنککننده و غیره محسوب خواهد شد.
اجزای اصلی گیج دیافراگمی
اجزای اصلی یک گیج دیافراگمی عبارتند از:
- دیافراگم : دیافراگم یک ساختار نازک و منعطف است که تحتتأثیر فشار محیط تغییر شکل میدهد. معمولا این دیافراگم از جنس فلزی یا سیلیکونی تهیه میشود و وظیفه اصلی آن تبدیل فشار به حرکت مکانیکی خواهد بود.
- حسگر : حسگر در تماس مستقیم با دیافراگم قرار دارد و حرکت دیافراگم را تشخیص میدهد. احتمال دارد حسگر، یک عقربه مکانیکی یا یک ترانسدیوسر یا سنسور الکترونیکی باشد.
- سیستم انتقالدهنده : وظیفه سیستم انتقال، منتقلکردن حرکت مکانیکی دیافراگم به حسگر است. معمولا این مکانیزم عقربه، سنسور و غیره را شامل خواهد شد.
- قاب و بدنه : قاب و بدنه گیج دیافراگمی وظیفه محافظت از اجزای فشارسنج و اتصال آنها به سیستم اندازهگیری را بر عهده دارند. معمولا قاب پرشر گیج از جنس فلزی یا پلاستیکی ساخته میشود.
- اتصالات : اتصالات مورداستفاده در گیجهای دیافراگمی، وظیفه اتصال دیافراگم به سیستم فشار و حسگر را برعهده دارند. معمولا در فشارسنجها از اتصالات پیچی، جوشی یا قطعات مکانیکی دیگر استفاده میکنند.
- سیستم الکترونیکی (در گیجهای دیجیتالی) : در برخی از گیجهای دیافراگمی دیجیتالی، بخش الکترونیکی نیز وجود دارد. سیستم الکترونیکی، سیگنالهای حسگر را به سیگنال دیجیتال تبدیل میکند و آنها را برای پردازش و نمایش به سیستمهای کنترل یا نمایش میفرستد.
مزایای استفاده از گیج دیافراگمی
فشارسنجهای دیافراگمی دارای مزایای زیادی هستند. این مزایا عبارتند از:
دقت بالا
این تجهیزات، دارای دقت بالایی هستند. فشار اندازهگیریشده با استفاده از این گیجها بسیار دقیق است. بنابراین، آنها امکان تشخیص تغییرات فشار کوچک را فراهم میکنند.
حساسیت بالا و پاسخگویی سریع
این فشارسنجها، قابلیت پاسخگویی سریع به تغییرات فشار را دارند. این ویژگی بهطور خاص برای کاربردهایی که نیاز به اندازهگیری فشار پویا دارند، مانند سیستمهای کنترل و راهاندازی، اهمیت زیادی خواهد داشت.
پایداری عالی
معمولا گیج دیافراگمی پایداری بالایی دارند و در طول زمان، تغییرات کمی در عملکرد آنها رخ میدهد. این قابلیت برای کاربردهایی مهم است که باید در آنها، اندازهگیری دقیق و پایدار فشار برای مدت طولانی صورت پذیرد.
مقاومت در برابر شرایط محیطی
این فشارسنجها، مقاومت بالایی در برابر شرایط محیطی مانند دما، رطوبت و تغییرات مکانیکی دارند. این مشخصه آنها را برای استفاده در شرایط صنعتی و صنایع مختلف ایدهآل میکند.
گستردگی رنج اندازهگیری
فشارسنجهای دیافراگمی قادر به اندازهگیری محدوده گستردهای از فشار در واحدهای مختلف هستند. این قابلیت موجب افزایش انعطافپذیری آنها برای کاربردهای متفاوت با محدودههای فشار مختلف میشود.
قابلیت سازگاری
از این گیجها میتوان برای اندازهگیری فشار انواع سیالات و گازها استفاده کرد که موجب فراهمشدن امکان استفاده از آنها در کاربردهای مختلف صنعتی و علمی خواهد شد.
قابلیت اطمینان
پرشرگیجها، دارای عمر طولانی و قابلیت اطمینان بالا هستند. با رعایت شرایط نصب و استفاده مناسب، این امکان وجود دارد که بهطور مداوم و بدون نیاز به تعمیر و نگهداری مکرر از آنها استفاده کرد.
جمعبندی
گیج دیافراگمی یک نوع گیج صنعتی است که برای اندازهگیری فشار استفاده میشود. این گیج یک دیافراگم حساس دارد که با تغییر فشار، دچار تغییر شکل میپذیرد. این انحنا و تغییر شکل، سبب تغییر مقاومت الکتریکی سنسورها خواهد شد. اطلاعات فشار از طریق سیمهای متصل به گیج به سیستم کنترل انتقال مییابد. این ابزار در مواردی نظیر کنترل فرآیند، تست و نظارت بر فشار کاربرد دارد.
