محصولات فشار

1. اندازه گیری فشار با مانومتر: مانومتر لوله U شکلی است که حاوی مایع است و برای اندازه گیری فشار گاز به کار می رود. مایع درون مانومتر و طول آن بستگی به مقدار فشاری دارد که می خواهید اندازه گیری کنید. اگر هدف اندازه گیری فشارهای پایین باشد، از مایعات سبک مثل آب و اگر هدف اندازه گیری فشارهای بالاتر باشد از مایعات سنگین مثل جیوه استفاده کنید. در سیستم های اندازه گیری فشار، معمولاً فشار به شکل های متفاوتی مد نظر است از جمله:

• فشار مطلق (Absolute): در این روش فشار نسبت به خلاء مطلق اندازه گیری می شود.
• فشار نسبی(Gage): در این روش فشار اتمسفر صفر در نظر گرفته می شود و کلیه فشارها نسبت به فشار محیط اندازه گیری می شود.
• فشار دیفرانسیلی تفاضلی (Differential): در این روش اختلاف فشار بین دو محیط P1 و P2 اندازه گیری می شود. مخزن گاز از طریق لوله رابط به لوله U شکل وصل است. فشار گاز در یک شاخه لوله U موجب پایین رفتن مایع و در شاخه دیگر موجب بالا رفتن آن می شود تا آنکه فشار مایع با فشار گاز به حالت تعادل برسد. فشار گاز را با اندازه گیری اختلاف ارتفاع مایع در دو ستون (بر حسب سانتیمتر یا متر) تعیین می کنند.

2. اندازه گیری فشار با بارومتر (جوسنج): بارومتر وسیله ای است که فشار جو را اندازه می گیرد. در یک جوسنج فلزی، از یک قوطی فلزی نازک و در بسته که هوای داخل آن خارج شده است، استفاده می شود. اگر فشار هوا بالا برود، قسمت بالا و پایین قوطی اندکی به طرف داخل فرو می رود و اهرمی که متصل به زنجیر است موجب حرکت عقربه می شود. هنگام کم شدن فشار هوا، قوطی توسط فنر محکمی به حالت اولیه خود بر می گردد.

3. اندازه گیری فشار با خاصیت ارتجاعی: از خاصیت تغییر شکل مواد در اثر فشار در ساخت فشارسنج های ارتجاعی استفاده می شود. اندازه گیرهای دیافراگمی، کپسول ها، لوله بوردن و دمپرها چهار نمونه اصلی اندازه گیرهای ارتجاعی فشار هستند و مزیت عمده آنها سادگی، استحکام و دوام آنها است. نکته مهم در این اندازه گیری ها، کیفیت آلیاژی است که در ساخت آن مورد استفاده قرار می گیرد. اندازه گیرهای فوق به طور گسترده در صنایع نفت و گاز، کشتی ها و هواپیماها و سایر صنایع مورد استفاده قرار می گیرند.

4. اندازه گیری پتانسیومتری فشار: در این روش از بیلوز جهت تبدیل فشار پروسه به جابه جایی استفاده می شود. بیلوز وسیله ای شبیه آکاردئون است که در بوق دوچرخه یا هواکش حمام خانگی و هواکش صنعتی توان بالا استفاده می شود. با افزایش فشار، طول بیلوز تغییر کرده و باعث جابه جا شدن اهرم تنظیم مقاومت متغییر می گردد و در نتیجه می توان فشار را اندازه گیری کرد.

5. اندازه گیری فشار با استرین گیج: استرین گیج ها معروف ترین اندازه گیرهای الکتریکی فشار انواع گیج فشار صنعتی هستند و بیشتر برای اندازه گیری فشارهای بالا استفاده می شوند. شمای کلی این اندازه گیرها در شکل نشان داده شده است. هرگاه بر جسمی نیرو وارد شود(کشش یا فشار) جسم در جهت نیرو تغییر طول می دهد. نسبت این تغییر طول به طول اولیه جسم، تنش گفته می شود. فاکتور گیج در استرین گیج های صنعتی حدود ۲ است، به این معنی که اگر طول جسم به اندازه ۱% تغییر کند، مقاومت آن به اندازه ۲% تغییر خواهد کرد. برای تبدیل تغییرات مقاومت الکتریکی به سینگال الکتریکی (ولتاژ یا جریان) معمولاً از مدار پل وتسون استفاده می شود.

6. اندازه گیرهای ظرفیتی فشار: در اندازه گیرهای خازنی، اغلب فشار مورد اندازه گیری، به جابه جایی و تغییر فاصله جوشن ها تبدیل می شود و تغییر فاصله جوشن ها نیز منجر به تغییر ظرفیت خازن می گردد.  تغییر ظرفیت نیز معمولاً توسط یک پل AC و یا یک مدار اسیلاتور، تبدیل به ولتاژ یا فرکانسی متناسب با فشار می گردد. شکل زیر یک اندازه گیر فشار خازنی را نشان می دهد. در این اندازه گیری فشار موجب جابه جایی دیافراگم می شود و جابه جایی دیافراگم نیز فاصله بین دو جوشن و نهایتاً ظرفیت خازن را تغییر می دهد.

7. اندازه گیری فشار با فشارسنج پیرانی: امروزه در کاربردهای صنعتی اندازه گیری فشارهای خیلی بالا توسط استرین گیج ها و مدارهای مربوطه امکان پذیر گردیده است و از این نظر مشکلی وجود ندارد. مشکل اصلی، اندازه گیری فشارهای خیلی پایین با فرکانس نسبتاً زیاد است  یکی از ترانسدیوسرهای فشار پایین فشارسنج پیرانی است. این فشارسنج برای اندازه گیری فشار بسیار پایین در گازها استفاده می شود. در این ترانسدیوسر از این اصل که جریان گاز در اطراف یک جسم گرم موجب خنک شدن آن می شود و هر چه فشار و در نتیجه جریان گاز بیشتر باشد خنک کنندگی جسم گرم بهتر انجام می گیرد استفاده شده است.

برای اجتناب از کالیبراسیون های مکرر، کمپانی سازنده معمولاً یک نمودار تصحیح کالیبراسیون ارائه می دهد. محدوده کار فشارسنج های پیرانی، به کمتر از ۱ میلیمتر جیوه محدود می گردد. از ترمیستورها و ترموکوپل ها نیز برای ساخت فشارسنج هایی با استفاده از اثر خنک کنندگی استفاده می شود.

8. اندازه گیری فشار با روش نوری: در این روش یک دیود نورانی و یک فتو دیود برای اندازه گیری فشار مورد استفاده قرار می گیرند. در حالتی که فشار صفر است پره کدر در پایین قرار داشته و کل نور به فتو دیود برخورد می کند. با وارد شدن فشار، صفحه کدر به سمت بالا حرکت کرده و مانع رسیدن نور به فتو دیود می شود و اگر فشار از حد معینی بیشتر شود پره کدر به طور کامل جلوی دیود مبنا قرار گرفته و مشخص می کند که فشار به حداکثر مقدار رسیده است.

9. اندازه گیری فشار با پیزو الکتریک: عناصر پیزو الکتریک عناصری با قابلیت تبدیل انرژی مکانیکی به الکتریکی و برعکس هستند. هرگاه یک عنصر پیزو الکتریک مانند کوارتز تحت فشار قرار گیرد، میلی ولت متر، ولتاژی متناسب با فشار را نشان خواهد داد. از این خاصیت می توانید برای اندازه گیری فشار استفاده نمایید.  سنسورهای پیزو الکتریک بخاطر دقت و حساسیت، کاربردهای فراوانی دارند. هنگامی که فشار به کریستال کوارتز اعمال می شود، در صفحات هادی ایجاد شارژ می کند و زمانی که به صفحات هادی ولتاژ متغییر اعمال می شود، کریستال کوارتز وادار به نوسان شده و تولید سیگنال مکانیکی می نماید.

میزان شارژ و نیروی مکانیکی متناسب با یکدیگر هستند. تفاوت سنسورهای پیزو الکتریک با استرین گیج در این است که سیگنال تولید شده توسط پیزو الکتریک سریع تر است. سنسورهای پیزو برای اندازه گیری فشارهای دینامیک و استرین گیج ها برای اندازه گیری فشارهای استاتیک مناسب هستند. سنسورهای پیزو الکتریک برای اندازه گیری فشار داخل سیلندر مورد استفاده قرار می گیرند، به این ترتیب که به جای شمع قرار می گیرند. ویژگی های عمده این نوع سنسورها سختی، سایز کوچک، سرعت بالا و عدم نیاز به منبع تغذیه است. با استفاده از خاصیت پیزو الکتریک می توان سرعت و در نتیجه تغییرات شتاب را اندازه گیری کرد.