کاربرد و مزایای گیج اختلاف فشار

گیج اختلاف فشار یکی از انواع سنسور های فشار است که توانایی اندازه گیری اختلاف فشار بین دو نقطه را داراست. به عنوان مثال، فرض کنید که در یک مخزن فشاری مقداری برابر با 100 psi و در مخزن دیگری مقداری برابر با 95psi وجود دارد. با اتصال یک گیج اختلاف فشار به دو مخزن، این گیج می تواند تفاوت فشار بین این دو نقطه را به مقدار 5psi اندازه گیری کند. این اطلاعات به شما امکان می دهند تا تفاوت فشار بین دو مخزن را به سادگی و با دقت مشخص کنید. در ادامه این مقاله با کاربرد و مزایای گیج اختلاف فشار آشنا خواهید شد.

کاربردهای گیج اختلاف فشار در صنعت

گیج های اختلاف فشار به طور خاص برای تشخیص تفاوت فشار بین دو نقطه مختلف طراحی شده اند. این تجهیزات در طراحی انواع سیستم های فرآیندی کاربرد دارند و دارای مزایا و کاربرد های مهمی هستند که به شرح زیر است:
اندازه گیری جریان سیال در داخل لوله ها: در طراحی سیستم های فرآیندی مختلف از تعداد زیادی لوله برای جریان انواع مختلف سیالات استفاده می شود. این لوله ها در مسیر های خمیده، زاویه دار و یا با اختلاف ارتقاع طراحی می شوند. همچنین در طول مسیر جابه جایی سیال دارای انواع شیر و تجهیزات اندازه گیری می باشند. از گیج اختلاف فشار می توان برای بررسی نحوه جا به جایی کامل سیالات در داخل لوله ها استفاده کرد. همچنین می توان حضور انواع شیر ها و تجهیزات دیگر و تاثیر آن ها در ایجاد اختلاف فشار را بررسی کرد.
اندازه گیری سطح مایعات در مخازن صنعتی: در مخازن تحت فشار، سیالات به شکل دو فازی با حالت های مایع و بخار حضور دارند. از گیج های اختلاف فشار می توان برای کنترل سطح مایع در این مخازن استفاده کرد. این تجهیزات امکان تنظیم مقدار فشار گاز را فراهم می کنند تا شرایط دو فاز در مخازن تحت فشار را بررسی و مدیریت نمایید.
نظارت بر فیلترهای صنعتی: در طراحی فرآیندهای صنعتی برای پاک سازی و جداسازی سیالات از انواع فیلتر استفاده می شود. این فیلتر ها اگرچه سیال را پاک می کنند، اما در مسیر حذف ناخالصی ها باعث افت فشار می شوند. از گیج اختلاف فشار برای پایش فشار در دو سمت فیلتر ها استفاده می شود تا مسدودیت فیلتر و کاهش کارایی آن را تشخیص داده و اقدامات لازم را انجام دهیم.
طراحی هیدروموتورها: هیدروموتورها از محرک های معمول در سیستم های هیدرولیکی استفاده می شوند و با استفاده از فشار هیدرولیک کار می کنند. دقت و بهینه تر شدن عملکرد هر هیدروموتور به میزان اختلاف فشار در سمت ورودی و خروجی آن بستگی دارد. از گیج اختلاف فشار برای بررسی همزمان فشار در دو طرف هر هیدروموتور استفاده می شود تا شرایط بهینه کار موتور و سیستم را مدیریت کنیم.

تشخیص نشتی: تشخیص نشتی در یک سیستم از کاربرد های گیج های فشار تفاضلی است که گاها به نادرستی از آن صرف نظر می شود. به سادگی، اندازه گیری فشار تفاضلی بین یک محفظه که احتمالا نشتی دارد و یک محفظه مرجع (رفرنس) می تواند نشان دهد که آیا نشتی در سیستم وجود دارد یا خیر. این کاربرد باعث صرفه جویی در زمان می شود و اطلاعات دقیق تری نسبت به انتظار یک افت در فشار روی گیج فشار استاندارد را ارائه می دهد.
نظارت بر سطح مایع در مخازن: در مخازن باز، پورت فشار بالای گیج DP در انتهای مخزن قرار دارد و سمت فشار پایین به سمت اتمسفر (هوا) باز است. گیج DP در این حالت یک خوانش ارائه می دهد که ارتفاع مایع در مخزن را نشان می دهد، معمولا به شکل اینچ یا فوت یا درصد پر بودن. در مخازن مهر و موم شده، فشار اتمسفر یک گاز در بالای مخزن بالای مایع محبوس، به فشار هیدرواستاتیک مایع افزوده می شود. گیج استاندارد نصب شده در پایین مخزن، سطح فشار گاز و مخزن را اندازه گیری می کند، نه فقط فشار ستون آب را اندازه می گیرد. استفاده از گیج فشار تفاضلی در این کاربرد، بهره وری بیشتری دارد. با اتصال بخش فشار بالا پایین مخزن و بخش فشار پایین در بالای آن، گیج اختلاف فشار گاز را از فشار کل اندازه گیری می کند تا خوانش دقیق تری از سطح مایع ارائه دهد. این می تواند راه حلی مقرون به صرفه برای اندازه گیری اکسیژن مایع، نیتروژن، آرگون و دیگر سیالات مشابه باشد و همچنین برای اندازه گیری تفاوت بین فشار مخزن و فشار در حفره ی پایینی در چاه های تزریق و تولید باشد.
نظارت بر دبی: استفاده از فلومتر های بزرگ، سنگین و پر هزینه برای اندازه گیری دبی سیالات در داخل یک لوله معمولی است. اما گیج های فشار تفاضلی، به عنوان یک گزینه ساده تر و اقتصادی تر برای اندازه گیری دبی مورد استفاده قرار می گیررند. اصول برنولی توضیح می دهند که برای جریان های غیر ویسکوز، افزایش سرعت سیال به همراه کاهش فشار یا انرژِی پتانسیل سیال را نتیجه می دهد.
یک اریفیس، ونتور یا نازل دبی معمولا برای کاهش قطر داخل لوله استفاده می شود. با نصب یک گیج فشار تفاضلی که سمت فشار بالا را به قطر بزرگ تر و سمت فشار پایین را به قطر کوچکتر متصل می کند، تفاوت فشار قبل و بعد از اریفیس اندازه گیری شده و نرخ دبی تعیین می شود. به این ترتیب، یک راه حل با دقت بالا و هزینه کمتر برای اندازه گیری دبی به دست می آید.
نگهداری و تعمیر فیلتراسیون بهینه سیستم و شناسایی شکل گیری لایه های آلاینده (scale): یکی از کاربرد های رایج گیج های فشار تفاضلی، نظارت بر فیلتراسیون است. هنگامی که کارتریج فیلتر با آلاینده ها پر می شود و مسدود می شود، فشار بین ورودی و خروجی افزایش می یابد و بهره وری کاهش می یابد. هنگامی که فشار تفاضلی به مقدار مشخصی می رسد، اپراتور می تواند متوجه شود که زمان تعویض فیلتر فرا رسیده و با تعویض فیلتر، فرآیند با بهره وری و کارکرد نرمال ادامه پیدا می کند و از آسیب به سیستم جلوگیری می شود. همچنین با استفاده از گیج فشار تفاضلی می توان شکل گیری لایه های آلاینده روی دیواره های لوله ها و پمپ ها را در طی زمان نظارت کرد.

ویژگی های طراحی انواع گیج اختلاف فشار

استفاده گسترده از گیج اختلاف فشار در صنایع پیچیده و فرآیندی به تحلیل دقیق و دقیق تر اطلاعات فشاری احتیاج دارد. این گیج ها در صنایعی مانند استخراج و پالایش نفت، پتروشیمی، صنایع گاز و فولاد و بسیاری دیگر استفاده می شوند. این تجهیزات برای کار با سیالات خاص و گاها خطرناک صنعتی طراحی و تولید می شوند.
طراحی ضد انفجار: برای انجام محاسبات اختلاف فشار در سیستم های انتقال گاز یا سیالات قابل اشتعال، استفاده از گیج اختلاف فشار با پنجره ضد انفجار ضروری است. این ویژگی امنیتی مهمی برای کاربرد هایی که با خطر انفجار رو به رو هستند، ارائه می دهد.
مواد مقاوم در برابر خوردگی و فرسایش: در طراحی این گیج ها، معمولا از متریال هایی استفاده می شود که در برابر خوردگی و فرسایش مقاوم هستند. بدنه های استنلس استیل از مواد شایسته برای مقابله با این عوامل استفاده می کنند تا عمر مفید و دقت گیج ها را بالا ببرند.
حفاظت در برابر آب و گرد و غبار: گیج های اختلاف فشار معمولا دارای درجه حفاظت IP67 و بالاتر هستند. این ویژگی ها به این تجهیزات امکان می دهند که در شرایط محیطی گرد و غباری و حتی در محیط های مرطوب عمل کنند و از دقت آن ها کاسته نشود.

مزایای گیج اختلاف فشار

یکی از اهم مواردی که برای بهره برداری گسترده از این تجهیزات لازم است به آن توجه کنیم، مزایای خاص گیج اختلاف فشار می باشد. برخی از این مزایا شامل موارد زیر می شوند:

• مقاومت بسیار بالا در برابر عواملی مانند شکستگی و زنگ زدگی
• نصب بسیار آسان و ساده که با توجه به نیاز کاربر انجام می شود
• طراحی ساده و متناسب با نیاز های مصرف کنندگان
• توانایی استفاده گسترده در صنایع مختلف
• ارتفاع سطح ایمنی بسیار بالا
• دقت بالا در ارائه نتایج و داده های دقیق