مقدمة في أجهزة قياس الضغط

يُعد فهم أجهزة قياس الضغط أمرًا أساسيًا في مختلف التطبيقات الصناعية، من التحكم في العمليات إلى أنظمة السلامة. يقدم هذا الدليل نظرة عامة واضحة على أجهزة قياس الضغط الشائعة، ومبادئ عملها، وتطبيقاتها النموذجية. صُمم كل قسم لتبسيط المفاهيم المعقدة، مما يجعل التعلم فعالًا وجذابًا.

1. مقياس ضغط أنبوب بوردون

تُستخدم مقاييس ضغط أنبوب بورودن بشكل شائع في الأنظمة الصناعية، مثل الغلايات، وتعمل على مبدأ الأنبوب المنحني المجوف الذي يتشوه تحت الضغط الداخلي.

مبدأ العمل:

• يدخل السائل المضغوط إلى أنبوب بوردون المنحني.
• يصبح الأنبوب مستقيمًا قليلاً، وينقل هذه الحركة من خلال نظام:
  • قضيب التوصيل
  • تروس القطعة والترس
  • المؤشر والقرص
• ثم يعرض المؤشر قيمة الضغط بدقة على قرص معاير.

درجة الدقة:

يتم تعريف الدقة كنسبة مئوية من النطاق الكامل للخطأ المسموح به.

• تشمل الدرجات الشائعة: 0.5، 1.0، 1.5، 2.0، و2.5.
• يشير رقم الدرجة الأقل إلى دقة أعلى.
• نادرًا ما يتم استخدام الدرجتين 3 و4 في التطبيقات الحرجة مثل أنظمة الغلايات بسبب دقتها المنخفضة.

2. مقياس ضغط التلامس الكهربائي

هذه الأداة هي نسخة محسنة من مقياس ضغط Bourdon، حيث تدمج جهات اتصال كهربائية لتوفير وظائف التحكم والإنذار الأساسية.

سمات:

• مجهزة بجهات اتصال الحد العلوي والسفلي.
• يتم تشغيل إنذار أو استجابة تلقائية عند تجاوز حدود الضغط.
• يمكن دمجها بسلاسة مع المرحلات والمقاولات للتحكم التلقائي الشامل.
• قابلة للتطبيق بشكل خاص في البيئات الصعبة مثل أنظمة الغلايات النفطية والغازية.

3. مستشعر الضغط السعوي

تكتشف هذه المستشعرات المتطورة الضغط عن طريق قياس التغير في السعة الناتج عن تشوه الحجاب الحاجز المرن بدقة.

مبدأ العمل:

• يؤدي الضغط المطبق إلى إزاحة الحجاب الحاجز المرن.
• يؤدي هذا الإزاحة إلى تغيير السعة بين اللوحين بشكل مباشر.
• ويتم بعد ذلك تحويل الإشارة الناتجة بدقة إلى خرج كهربائي قابل للقياس.

الأنواع:

• متوفر بتصميمين أحادي النهاية وتفاضلي.
• تظهر أجهزة استشعار الضغط التفاضلي عادةً حساسية أعلى بنحو مرتين من الأنواع ذات النهاية الواحدة.

المزايا:

• حساسية عالية، تمكن من إجراء قياسات دقيقة.
• سرعة استجابة سريعة للتطبيقات الديناميكية.
• مقاومة ممتازة للصدمات والاهتزازات.
• تصميم هيكلي بسيط وقوي.

4. مقياس ضغط المنفاخ

يعد هذا المقياس خيارًا مثاليًا لقياس التغيرات الدقيقة في الضغط، وهو مناسب بشكل خاص لأنظمة تهوية الغلايات وأنابيب الغاز.

مبدأ العمل:

• يدخل الضغط إلى تجويف المنفاخ المتخصص.
• يتمدد المنفاخ، مما يؤدي إلى توليد إزاحة ميكانيكية دقيقة.
• ويتم بعد ذلك نقل هذه الحركة بدقة إلى المؤشر عبر آلية التروس.
• يتم عرض قراءة الضغط المباشر مباشرة على قرص الجهاز.

5. مقاييس حرارة الضغط

تستخدم هذه الأجهزة المتكاملة نظامًا مغلقًا مملوءًا بسائل محدد لتحويل التغيرات في درجات الحرارة بدقة إلى قراءات ضغط مقابلة.

عناصر:

• كرة (مسبار) موضوعة بشكل استراتيجي ضمن منطقة درجة الحرارة التي يجب مراقبتها.
• أنبوب شعري مصمم لحمل تغيرات الضغط.
• أنبوب بوردون، والذي يتفاعل مع التغيرات في الضغط المنقول.
• مؤشر يشير بدقة إلى درجة الحرارة على قرص معاير.

السوائل المستخدمة:

• يتم ملؤها عادة بالسوائل أو البخار أو الغازات مثل النيتروجين (يتم اختيارها لاستقرارها).
• يتراوح نطاق التشغيل عادة من -100 درجة مئوية إلى +500 درجة مئوية.

التطبيقات:

• ضروري لمراقبة درجة الحرارة المستمرة ووظائف التبديل التلقائي.
• تستخدم على نطاق واسع لدوائر التحكم ضمن الأنظمة الصناعية المتنوعة.

6. مستشعرات ضغط مقياس الانفعال

تعمل هذه المستشعرات عالية الدقة على الاستفادة من مقاييس الضغط لتحويل الضغط الميكانيكي مباشرة إلى تغييرات قابلة للقياس في المقاومة الكهربائية.

العناصر الرئيسية:

• مقياس الانفعال مرتبط بدقة بركيزة حساسة للضغط.
• يتشوه الركيزة تحت الضغط المطبق، مما يؤدي إلى تغيير مقاومة مقياس الانفعال.
• يستخدم عادة دائرة جسر ويتستون لقياس التغيرات في المقاومة بشكل دقيق.
• يتم بعد ذلك تضخيم الإشارة الناتجة ورقمنتها للحصول على إخراج دقيق.

الاختلافات:

• متوفر في كل من رقائق معدنية وأنواع أشباه الموصلات.
• تشتمل أنواع الرقائق المعدنية أيضًا على أنواع فرعية من الأسلاك والرقائق.

حالات الاستخدام:

• ممتاز للتكامل السلس في أنظمة التحكم الرقمية الحديثة.
• يوفر دقة عالية ومتكيف بشكل جيد لتطبيقات القياس الديناميكية.

الاستنتاج: التعلم البصري والمهارات العملية

سواء كنت جديدًا في مجال الأجهزة أو تقوم فقط بتحديث معلوماتك، فإن أدلة الأجهزة ذات الضغط المتحركة هذه مصممة لمساعدتك على استيعاب المفاهيم الأساسية بسرعة وبناء فهم عملي.

ترقب المزيد من الأدلة المبسطة حول المستوى والتدفق والأجهزة التحليلية - كلها مصممة لجعل أتمتة التعلم ليس فقط مفيدة ولكن أيضًا ممتعة حقًا.