مانومتر

مانومتر

مانومتر چیست؟ در این مقاله ، ما می خواهیم مانومتر را که یکی از قدیمی ترین دستگاه های اندازه گیری فشار است و هنوز هم استفاده می شود ، به شما معرفی کنیم.

مانومتر یکی از دقیق ترین دستگاه ها برای اندازه گیری فشار در دامنه های پایین است. از آنجا که مانومتر بسیار دقیق است ، اغلب از آنها به عنوان استاندارد کالیبراسیون استفاده می شود.

برنامه های مانومتر برخی از کاربردهای معمول فشار سنج صنعتی عبارتند از:

اندازه گیری جریان مایعات

تعمیر و نگهداری سیستم های تهویه مطبوع

اندازه گیری فشار شیر گاز کوره مسکونی یا تجاری

مبانی مانومتر

همه مانومترها بر اساس این اصل کار می کنند که تغییرات فشار باعث بالا آمدن یا پایین آمدن مایع در لوله می شود.

انواع مختلفی از مانومترها وجود دارد که در این مقاله به بسیاری از آنها می پردازیم.

همانطور که قبلاً ذکر شد ، تمام مانومتر ها بر این اساس کار می کنند که تغییر فشار باعث بالا رفتن یا افتادن مایعات در یک لوله می شود.

انواع مانومتر

1) مانومتر  U شکل

بیایید یک مانومتر U شکل را بررسی کنیم زیرا احتمالاً متداول ترین مانومتر مورد استفاده امروز است. ما در مورد چگونگی استفاده از آن برای اندازه گیری فشار بحث خواهیم کرد.

انواع مایعات

همانطور که قبلا گفتیم ، یک مانومتر با یک مایع پر می شود. مایعات مانومتر معمولاً جیوه ، آب و روغنهای سبک هستند.

در اینجا شایان ذکر است که جیوه در گذشته مایع مانومتر متداول بود ، اما به دلیل خطرات زیست محیطی و سلامتی تا حد زیادی جایگزین شده است.

اغلب اوقات مایع رنگی است تا به شما در شناسایی حرکت مایع کمک کند.

اندازه گیری فشار

لوله پر می شود تا زمانی که هر دو طرف تقریباً نیمه پر شوند. وقتی فشارها برابر باشد ، ستون مایع در هر طرف در همان ارتفاع قرار خواهد گرفت. این معمولاً در مقیاس به عنوان صفر مشخص می شود.

با باز شدن هر دو طرف مانومتر به اتمسفر ، سطح سیال در یک طرف همان سطح در طرف دیگر خواهد بود زیرا P1 برابر P2 است.

حال فرض کنید یک انتهای مانومتر  لوله U به فشار ناشناخته P1 متصل باشد که مقدار آن باید تعیین شود. انتهای دیگر در معرض فشار اتمسفر قرار دارد ، P2.

تفاوت ارتفاع مایع در دو طرف لوله در فشار دیفرانسیل است.

در این حالت ، مانومتر اندازه گیری فشار گیج را ارائه می دهد زیرا به جو ارجاع می شود.

خوب… بنابراین اختلاف کل در ارتفاع مایع 4 واحد است. و اینجاست که اندازه گیری فشار جالب می شود! تفاوت 4 واحد نشان دهنده چیست؟

فرض کنیم مانومتر لوله U ما پر از آب است. این بدان معناست که دیفرانسیل فشار ما 4 اینچ ستون آب است.

از مقاله قبلی ما ، آزمایش و کالیبراسیون فلوترانسمیتر اختلاف فشاری  DP ، می دانید که اینچ ستون آب یک واحد اندازه گیری فشار است. با استفاده از نمودارهای تبدیل ، ما به راحتی می توانیم 4 اینچ ستون آب را به 0.144 psi (g) تبدیل کنیم.

همانطور که می دانید ، یک مانومتر لوله U پر از آب فقط قادر به اندازه گیری فشارهای بسیار کوچک است. برای توضیح ، بیایید فشار 5 psi را به سمت P1 مانومتر لوله U وارد کنیم. اوه … ما نمی خواهیم این اتفاق بیفتد!

افزایش دقت اندازه گیری

اگر بخواهیم مقادیر فشار بسیار پایین را به طور دقیق اندازه گیری کنیم ، چطور؟

اگر آب را با مایع روغن قرمز مریم جایگزین کنیم ، تفاوت بیشتری در سطح مایع به دست می آید. چرا اینطور است؟

آب دارای وزن مخصوص یا چگالی نسبی 1.0 است در حالی که مایع مریم یک روغن است و دارای وزن مخصوص 0.83 است.

ما تفاوت بسیار بیشتری در سطح مایع با مایع مریم خواهیم داشت که منجر به اندازه گیری دقیقتر فشار می شود.

در برخی موارد ، فروشندگان یک مانومتر لوله U را که مستقیماً در واحدهای فشار مانند کیلوپاسکال (kPa) مقیاس بندی می شود ، ارائه می دهند.

خطای مینیسک

کاربران مانومتر باید از خطای منیسک آگاه باشند.

منیسک زمانی ایجاد می شود که ذرات مایع به کناره های لوله شیشه ای بچسبند. بسته به جهت فشار وارد شده ، مینیسک می تواند مقعر یا محدب باشد. در هر صورت ممکن است خطای خواندن رخ دهد.

بیایید نگاهی به چند نوع مانومتر دیگر بیندازیم. یکی از انواع رایج مانومتر ، بارومتر است که برای پیش بینی شرایط آب و هوا با اندازه گیری فشار اتمسفر استفاده می شود.

2) بارومتر

بارومتر متشکل از یک لوله شیشه ای است که یک انتهای آن مهر و موم شده است. انتهای باز لوله تخلیه شده در یک ظرف باز جیوه غوطه ور است. فشار وارد شده توسط ستون جیوه با فشار جو متعادل می شود. لوله شیشه ای در واحدهای فشار کالیبره می شود. از هر مایعی می توان دربارومتر استفاده کرد ، اما از جیوه به دلیل وزن مخصوص بالا استفاده می شود. بارومتر جیوه ای باید حداقل 30 اینچ طول داشته باشد. یک بارومتر پر از آب باید بیش از 33 فوت ارتفاع داشته باشد!

3) مانومتر شیب دار

مانومتری که حتی دقت بهتری نسبت به مانومتر لوله U فراهم می کند ، مانومتر مورب است. این مانومتر دارای یک چاه است که حاوی مایع و یک ستون شفاف است. ستون در یک زاویه نصب می شود. فشار با مقدار عمودی مایع بالا می رود یا می افتد در ستون نشان داده می شود. به دلیل شیب ، تغییر اندک فشار باعث حرکت بیشتر مایع در ستون می شود.

خلاصه

– مانومتر  یکی از دقیق ترین دستگاه ها برای اندازه گیری فشار در دامنه های پایین است.

– کاربردهای معمول مانومتر شامل اندازه گیری جریان سیال لوله ، فشار سیستم HVAC و فشار گاز است.

– همه مانومترها بر این اصل کار می کنند که تغییر فشار باعث بالا رفتن یا افتادن مایعات در لوله می شود

– مایعات معمول منومتر ، جیوه ، آب و روغنهای سبک هستند.

– یک انتهای فشار سنج لوله U به فشار ناشناخته متصل است در حالی که انتهای دیگر آن در معرض فشار جوی قرار دارد. تفاوت در ارتفاع مایع در دو طرف لوله فشار دیفرانسیل است.

– انواع دیگر مانومتر ها  مانومتر های u شکل و مانومتر مایل است.