مانومتر با کاربرد در اندازه گیری فشار شناخته گردیده است ولی دارای کاربرد های دیگری به جز اندازه گیری فشار نیز میباشد. به عنوان مثال کاربرد های مانومتر یا فشارسنج می توان به نکات زیر اشاره کرد
اندازه گیری فشار
اندازه گیری ارتفاع از سطح دریا
اندازه گیری عمق
اندازه گیری جریان
اندازه گیری نشتی
گونه های طرز اندازه گیری فشار
فشارسنج صنعتی لوله بردون یا گیج فشار لوله بردون
فشارسنج صنعتی بیلوز یا گیج فشار بیلوز
اندازه گیری فشار با استرین گیج
اندازه گیری فشار با سنسور خازنی
فشارسنج صنعتی مغناطیسی (LVDT)
اندازه گیری فشار با سنسورهای پیزوالکتریک
فشارسنج صنعتی لوله بردون یا گیج فشار لوله بردون
فشارسنج لوله بردون در سال 1852 میلادی نوآوری شد و فشارسنج های صنعتی لوله بردون به فشارسنج عقربه ای شناخته شده اند و به گیج های فشار یا گیج فشار آنالوگ معروف هستند. گیج های فشار لوله بردون پر کاربرد ترین گیج های فشار در صنایع هستند و دارای توجه بالا و حساسیت خیر میباشند و معمولا برای اندازه گیری فشار در مشقت های بالا کاربرد داراهستند و مهم ترین مزیت استعمال از گیج های لوله بردون محسوب می شود. گیج فشار لوله بردون محدوده اندازه کیری بیشتری نسبت به گیج فشار دیافراگمی یا گیج فشار کپسولی داراهستند.
گیج فشار لوله بردون از یک لوله خمیده به نام بردون تشکیلشده میباشد، زمانیکه این لوله در معرض فشار داخلی یا خارجی قرار میگیرد، تغییر تحول شکل می دهد. وقتی که فشار بصورت داخلی اعمال می شود، لوله از وضعیت خمیدگی به کشیدگی تغییر شکل پیدا می کند و هنگامی فشار برداشته می شود به وضعیت اولیه بر میشود. نوک لوله با تغییرو تحول فشار داخلی جنبش می کند و به راحتی می قدرت آن را توسط یک نشانگر یا عقربه به نمایشگر تبدیل کرد.
گیج های فشار بردون، کاربرد های زیادی دارا هستند و از مشقت 0 تا 0.6 بار الی 0 تا 1600 بار و در کلاس های دقت 1 الی 4 ساخته میشوند.
اشکال گیج فشارلوله بردون
گیج فشار لوله بردون C (C-Tube)
گیج فشار لوله بردون حلقوی (Helical Tube)
گیج فشار لوله بردون حلزونی (Spiral Tube)
گیج فشار لوله بردون C یا (C-Tube)
لوله C شکل معمولا در بیشتر گیج های فشار صنعتی کاربرد دارند. در گیج فشار لوله بردون C با وارد سشدن فشار به یک سر لوله C شکل، سر دیگه لوله به سمت بیرون حرکت میکند که این حرکت به یک فنر انتقال می یابد. به نوک متحرک لوله C شکل یک میله رابط و رمز دیگر لوله بردون C شکل چرخ دنده متصل است؛ به گونه ای که این چرخ دنده با چرخ دنده های کوچکی که به عقربه متصل میباشد سرگرم میباشد
طرز عملکرد گیج فشار لوله بوردون C شکل در زیر آرم داده شدهاست.
در نتیحه با اعمال فشار به لوله بوردون، شروع میله آنگاه چرخ دنده قطاعی و بعد چرخ دنده کوچک و عقربه روی ورقه به جنبش در میاید.
گیج فشار لوله بردون حلقوی (Helical Tube)
گیج فشار لوله بردون حلقوی دارای استحکاک کمتر و حساسیت بالاتری نسبت به گیج فشار لوله بردون C شکل هست و مشتمل بر یک نوار تو خالی طویل هست که با جاری ساختن فشار تغییر شکل میدهد.
گیج فشار لوله بردون حلقوی برای اندازه گیری فشار های بالای 600 بار مورد استفاده قرار میگیرند.
گیج فشار لوله بردون حلزونی (Spiral Tube)
گیج فشار لوله بردون حلزونی از لوله بردونی که به دور خود به طور فنری، حلزونی چرخیده میباشد درست شده می باشد. گیج فشار لوله بردون حلزونی دارای استحکاک کمتر و حساسیت بالاتری نسبت به گیج فشار لوله بردون C شکل میباشد. و برای اندازه گیری فشار در رنچ های بالا مورد به کار گیری قرار میگیرد.
گیج های فشار بردون، کاربرد های زیادی دارا هستند و از رنج 0 تا 0.6 بار الی 0 تا 1600 بار و در کلاس های توجه 1 الی 4 ساخته می گردند.
مزایای گیج فشار بردون
پاسخ سریع (معمولا 0.1 ثانیه برای تمام سختی ها)
حساسیت بالا
محدوده یا سختی کاری عظیم
ارزش مناسب
اندازه گیری بی واسطه فشار
فشارسنج صنعتی بیلوز یا گیج فشار بیلوز
گیج فشار بیلوز سیلندر های فلزی با دیواره نازک میباشند که دارای پیچش های عمیق میباشند که یک انتهای آن محکم بسته گردیده است و انتهای دیگر آن باز می باشد.نصیب بسته قادر است آزادانه تکان کند اما سر باز سیلندر امکان جنبش آزادانه ندارد و ثابت میباشد. گیج فشار بیلوز معمولا برای اندازه گیری رنج های میلی بار فشار کاربرد دارند.
اندازه گیری فشار با استرین گیج
استرین گیج ها نوار های بسیار نازکی می باشند که در مقابل کشیدگی یا فشار مقاومتشان تغییر می کند. هنگامی سنسور استرین گیج در موقعیت فشردگی قرار میگیرد. طول استرین گیج کاهش می یابد در فایده قطر سیم های استرین گیج ارتقاء مییابد و بالعکس. در استرین گیج تغییرات تنش با تغییرات اهم میباشد.
سترین گیج ها از متداول ترین و پر کاربرد ترین سنسور های اندازه گیری فشار میباشند و برای اندازه گیری فشار های بالا در صنعت گزینه استعمال قرار میگیرند.
اندازه گیری فشار با سنسور خازنی
فشارسنج صنعتی با سنسور خازنی از یك سنسور فشار و یك ترنسدیوسر خازنی تشكیل شدهاست و سنسور فشار میتواند یك دیافراگم باشد، دیافراگم تغییرات فشار سیالات را دریافت می کند و آن را به صورت جابجایی به یكی از صفحه ها خازن ترنسدیوسر منتقل می نماید و در فایده ظرفیت خازن تغییر و تحول می یابد. با اندازه گیری تغییرات ظرفیت الكتریكی خازن، تغییرات فشار احتساب میگردد.
ظرفیت الكتریكی خازن با مساحت و ضریب دی الكتریك ماده دی الكتریك رابطه مستقیم داراست و با فاصله صفحه های رابطه عكس دارااست.
فشارسنج صنعتی با سنسور خازنی کاربرد والا ای داراهستند و در وضعیت نبود میتوانند تا فشار 10000 Psi را اندازه گیری کنند.
فشارسنج صنعتی با سنسور خازنی بسیار دقیق و حساس میباشند و به تغییرات دمایی بسیار وابسته میباشند و سیستمی برای تصحیح خطای تغییرات دمایی در كنار این ترنسدیوسر ها وجود دارد.
فشارسنج صنعتی مغناطیسی (LVDT)
فشارسنج های مغناطیس یا linear Variable Differential Transformer یکیاز طریق های اندازه گیری فشار میباشد. دراین راه دو سیم پیچ در حیث گرفته میگردد. یک سیم پیچ به یک منبع پتانسیل متصل میباشد و در صورت تغییر جریان عبوری از سیم پیچ و یا جابجایی سیم پیچ، با تغییر و تحول میدان الکترومغناطیسی، شار عبوری از سیم پیچ دوم تغیییر می کند و منجر تشکیل داد جریان القایی در سیم پیچ دوم میشود. این تغییر میدان را میاقتدار با تغییر تحول مكان یك هسته آهنی كه دربین این دو سیم پیچ جای دارد، نیز بوجود آورد. یعنی با جابجایی هسته، میدان الكترومغناطیسی تغییرو تحول كرده و در سود شار عبوری از سیم پیچ دوم نیز تغییر می یابد
در صورت اتصال هسته به یک سنسوور فشار مانند دیافراگم، جابجایی تشکیل داد شده توسط سنسور، سبب ساز جنبش هسته درون سیم پیچ ها میشود. با اندازه گیری واحد سنجش جریان القایی در سیم پیچ ثانویه، ترازو جابجایی هسته و در سود تغییرات فشار محاسبه میگردد. معیار تغییر در جریان القایی با میزان جابجایی هسته به صورت خطی متناسب نیست. برای رفع این مشكل از دو سیم پیچ ثانویه استعمال می گردد.
طرز LDVT دارای حساسیت بالا و دقت بالایی میباشد، اما با محدودیت هایی همچون فرسایش مکانیکی، حساسیت به ارتعاشات و تداخل مغناطیسی روبه رو هستیم.
اندازه گیری فشار با سنسور های پیزوالکتریک
در سال 1892 پیزوالکتریسیته به وسیله پیروژاک کوری کشف شد. با ایفا فشار به برخی کریستال ها مانند کوارتز یا برخی سرامیک ها، الکتریسیته ایجاد کرد می شود. فشار یا تنش مکانیکی وارد شده به برخی کریستال ها سبب ساز جابه جایی دو قطبی های تشکیل داد شده و پدید داخل شدن میدان الکتریکی میگردد. آرایش یون های مثبت و منفی، تعیین کننده ساخت یا عدم ایجاد کرد اثر پیزوالکتریسیته میباشد. به این گونه که در حالتی که یک ماده پیزوالکتریک زیر تاثیر فشار قرار گیرد در سطح آن بار الکتریکی تشکیل داد میخواهد شد یا وقتی در میدان الکتریکی قرار میگیرد دچار تغییر شکل مکانیکی میشود. میزان بار الکتریکی یا تغییر و تحول شکل مکانیکی به ترکیب ماده بستگی دارد.
سنسورهای پیزو الکتریک در صنعت خودروسازی، پزشکی کاربرد بسیار والا ای دارا هستند.
ویژگی سنسور های پیزوالکتریک
مشقت
بعدها کوچک
سرعت بالا
عدم نیاز به منبع تغذیه
قابلیت اندازه گیری سرعت و تغییرات شتاب