Deprecated: Automatic conversion of false to array is deprecated in /home/h243146/domains/co-asa.com/public_html/wp-content/plugins/elementor/includes/api.php on line 176
Deprecated: Automatic conversion of false to array is deprecated in /home/h243146/domains/co-asa.com/public_html/wp-content/plugins/elementor/includes/api.php on line 176
گیج چیست؟
گیج (Gauge) در مفهوم عمومی به هر وسیلهای گفته میشود که برای اندازهگیری، کنترل یا نمایش یک کمیت فیزیکی مورد استفاده قرار میگیرد. این وسیله توانایی دارد پارامتر های فشار، دما، سطح مایعات، ابعاد قطعات، جریان سیال و یا حتی سرعت را اندازه گیری نماید. گیجها نقش مهمی در صنایع مختلف دارند زیرا امکان پایش لحظهای شرایط کاری را برای اپراتور یا سیستمهای کنترلی فراهم میسازند.
واژه گیج بیشتر در صنعت برای ابزارهای نشاندهنده و اندازهگیر استفاده میشود. در سادهترین حالت، گیج یک صفحه مدرج و یک عقربه دارد که مقدار اندازهگیریشده را نشان میدهد. با این حال امروزه انواع دیجیتال و هوشمند آنها نیز تولید میشوند که علاوه بر نمایش مقدار، امکان ارسال داده به سیستمهای مانیتورینگ را دارند.
به طور کلی، گیجها به دو دسته اصلی تقسیم میشوند: گیجهای مستقیم و گیجهای غیرمستقیم. در برخی منابع، از اصطلاحات دیگری چون گیجهای فشار، گیجهای سطح، گیجهای دما و … نیز استفاده میشود که بسته به کاربرد، طراحی و مکانیزم عملکرد تفاوتهای محسوسی دارند.
انواع گیج بر اساس کاربرد:
گیج فشار (Pressure Gauge): برای اندازهگیری فشار سیالات (مایع یا گاز) استفاده میشود. متداولترین نوع گیج در صنایع است. این دسته به دو صورت مکانیکی و الکترونیکی موجود است.
گیج دما (Temperature Gauge): وظیفه این گیج ها نمایش دمای محیط، مایعات یا تجهیزات صنعتی است و ممکن است به صورت مکانیکی (مثلاً با bulbs و bimetal) یا الکترونیکی باشند.
گیج سطح (Level Gauge): برای اندازهگیری سطح مایعات در مخازن به کار میروند و میتوانند به دو صورت مقایسهای یا مداوم نمایش داده شوند.
انواع گیج بر اساس تکنولوژی ساخت:
آنالوگ: صفحه مدرج و عقربه مکانیکی از اجزای اصلی گیج های آنالوگ هستند.
دیجیتال: این گیج ها داده را روی نمایشگر دیجیتال نشان میدهند و معمولاً دقت بالاتری دارند.
هوشمند: گیج های هوشمند علاوه بر نمایش، امکان اتصال به سیستمهای کنترلی PLC یا SCADA و انتقال داده دارند.
اجزای اصلی تشکیل دهنده گیج فشار چیست؟
اجزای اصلی تشکیلدهنده یک گیج فشار (Pressure Gauge) معمولاً شامل بخشهای مکانیکی و حفاظتی زیر است:
1. بدنه (Case / Housing)
شامل محفظه خارجی است، که تمام اجزا درون آن قرار میگیرند.
این قسمت با فولاد ضدزنگ، آلومینیوم یا پلاستیک مقاوم ساخته میشود.
وظیفه ی بدنه، حفاظت در برابر گرد و غبار، رطوبت و ضربه میباشد.
2. صفحه مدرج (Dial)
صفحهای مدور با تقسیمات درجهبندی شده که مقدار فشار را نشان میدهد.
معمولاً دارای واحدهای psi، bar یا kg/cm² است.
3. عقربه (Pointer / Needle)
نشانگر متحرک که مقدار فشار را روی صفحه نمایش میدهد.
حرکت آن وابسته به مکانیزم داخلی (مثل بوردون تیوب) میباشد.
4. مکانیزم اندازهگیری
این بخش اصلی تعیین مقدار فشار است و بسته به نوع گیج فرق میکند:
بوردون تیوب (Bourdon Tube): رایجترین مکانیزم، یک لوله خمیده C-شکل که با فشار باز شده و حرکت آن به عقربه منتقل میشود.
دیافراگم (Diaphragm): غشای نازکی که با تغییر فشار خم میشود.
کپسول (Capsule): برای فشارهای پایین استفاده میشود.
5. مکانیزم انتقال حرکت (Movement)
شامل دندهها، اهرمها و فنر برگشتی است.
حرکت بوردون یا دیافراگم را به چرخش دقیق عقربه روی صفحه منتقل میکند.
6. شیشه یا پوشش محافظ (Window / Lens)
سطح شفاف جلوی صفحه که عقربه از پشت آن دیده میشود.
از شیشه معدنی، پلیکربنات یا آکریلیک ساخته میشود.
7. اتصال فرآیندی (Process Connection)
بخش رزوهای یا فلنجی که گیج را به سیستم لولهکشی یا تجهیز متصل میکند.
معمولاً در پایین یا پشت بدنه قرار دارد (Bottom / Back Connection).
8. پرکننده (Fill Fluid) – در برخی گیجها
بعضی گیجها با گلیسیرین یا سیلیکون پر میشوند تا لرزش عقربه کاهش یابد و در برابر خوردگی مقاومتر باشند.
مزایا و اهمیت استفاده از گیج
پایش مستمر شرایط فرایند: با استفاده از گیج اپراتور بدون نیاز به ابزار اضافی میتواند وضعیت متغیر را در لحظه ببیند.
ایمنی: برای کنترل فشار و دما حهت جلوگیری از انفجار یا آسیب تجهیزات که ضروری است، گیج ها استفاده گسترده ای دارند.
کیفیت تولید: در صنایع تولیدی، با کنترل ابعاد یا شرایط فرایند باعث حفظ کیفیت محصول نهایی میشوند.
کنترل هزینه: با پایش شرایط میتوان از اتلاف انرژی یا مواد جلوگیری کرد.
به طور کلی، گیج ابزاری حیاتی برای هر فرایند صنعتی است و بسته به نوع فرآیند، انتخاب نوع صحیح آن اهمیت ویژهای دارد.
گیج فشار چیست و چه کاربردهایی دارد؟
گیج فشار (Pressure Gauge) یکی از مهمترین و پرکاربردترین ابزارهای اندازهگیری در صنایع است. این وسیله فشار گاز یا مایع را نسبت به فشار مرجع (معمولاً فشار اتمسفر یا خلا) اندازهگیری کرده و نمایش میدهد.
کاربردهای گیج فشار
صنایع نفت، گاز و پتروشیمی: گیج فشار در این صنایع برای کنترل فشار در خطوط انتقال، مخازن ذخیره، و تجهیزات فرایندی به کار میرود.
صنایع آب و فاضلاب: در ایستگاههای پمپاژ و تصفیهخانهها برای کنترل فشار پمپها از گیج ها استفاده میکنند.
صنایع غذایی و دارویی: برای پایش فشار در خطوط تولید و اطمینان از رعایت شرایط بهداشتی استفاده از گیج ها امری ضروری میباشد.
سیستمهای هیدرولیک و پنوماتیک: گیج فشار در سیستم های هیدرولیک برای تنظیم فشار کاری سیلندرها و تجهیزات مکانیکی کارایی دارد.
انواع گیج فشار بر اساس مرجع فشار:
گیج فشار نسبی (Gauge Pressure):
متداول ترین گیج فشار، گیج فشار نسبی(Gauge Pressure) است که فشار سیال را نسبت به فشار اتمسفر میسنجد.
گیج فشار مطلق (Absolute Pressure):
گیج فشار مطلق(Absolute Pressure)، فشار را نسبت به خلا کامل اندازه میگیرد.
گیج فشار تفاضلی (Differential Pressure):
گیج فشار تفاضلی (Differential Pressure)، اختلاف فشار بین دو نقطه را نشان میدهد.
انواع گیج فشار بر اساس تکنولوژی:
گیج بوردون تیوب (Bourdon Tube Gauge):
متداولترین نوع گیج، گیج بوردون تیوب (Bourdon Tube Gauge) است که از یک لوله منحنی تشکیل شده و با تغییر فشار، تغییر شکل میدهد.
گیج دیافراگمی (Diaphragm Gauge):
گیج دیافراگمی (Diaphragm Gauge)، دارای دیافراگم انعطافپذیر است و برای استفاده در فشارهای پایین مناسب است.
گیج کپسولی (Capsule Gauge):
گیج کپسولی (Capsule Gauge)، از دو دیافراگم جوش خورده تشکیل شده و برای فشار های خیلی پایین استفاده میشود.
گیج دیجیتال(Digital gauge):
گیج دیجیتال(Digital gauge)، فشار را با سنسورهای الکترونیکی اندازه گرفته و روی نمایشگر دیجیتال نشان میدهد.
گیج خلأ (Vacuum Gauge):
برای اندازهگیری فشارهای پایینتر از فشار اتمسفر، از گیج خلأ (Vacuum Gauge) استفاده میشود.
اهمیت انتخاب درست گیج فشار:
در انتخاب نوع گیج باید موارد ذیل را در نظر گرفت:
- محدوده فشار کاری سیستم
- نوع سیال (خورنده، ویسکوز، گاز یا مایع)
- شرایط محیطی (دما، رطوبت، لرزش)
انتخاب نادرست میتواند منجر به خطا، آسیب یا حتی حوادث خطرناک شود.
نحوه عملکرد گیج فشار:
نحوه عملکرد گیج فشار بسته به نوع آن متفاوت است، عملکرد گیج فشار به طور کلی از تبدیل نیروی فشاری وارد بر سیستم به حرکتی مکانیکی یا سیگنال الکتریکی و سپس نمایش مقدار فشار به کاربر یا سیستم کنترل تشکیل میشود. این فرایند شامل چند بخش کلیدی است که در ادامه به بررسی تک تک مدل ها می پردازیم:
مکانیزم گیج بوردون
مورد استفاده ترین گیج در صنایع، مکانیزم گیج بوردون است که از یک لوله منحنی و توخالی تشکیل شده که یک سر آن بسته و سر دیگر به منبع فشار وصل میشود. وقتی فشار وارد میشود، لوله تمایل به صاف شدن دارد. این تغییر شکل مکانیکی توسط اهرمها به حرکت عقربه منتقل میشود. این حرکت عقربه روی صفحه مدرج، مقدار فشار را نشان میدهد.
مکانیزم گیج دیافراگمی
یک دیافراگم انعطافپذیر فشار سیال را دریافت میکند. افزایش با کاهش فشار، باعث جا به جا شدن دیافراگم میشود. حرکت دیافراگم توسط سیستم مکانیکی یا سنسور الکترونیکی به عقربه یا نمایشگر منتقل شده و نشان داده میشود.
مکانیزم گیج کپسولی
دو دیافراگم نازک به هم جوش داده شده. فشار وارد شده موجب تغییر حجم کپسول میشود و این تغییر حجم به عقربه منتقل شده و فشار نمایش داده میشود.
مکانیزم گیجهای دیجیتال
به جای تغییر شکل مکانیکی، از سنسورهای الکترونیکی مانند پیزورزیستیو، خازنی یا فشارسنج کریستالی استفاده میکنند. فشار سیال، ولتاژ یا مقاومت را تغییر میدهد. سیگنال الکتریکی به مدار الکترونیکی منتقل شده و روی صفحه دیجیتال نمایش داده میشود. مزیت این گیج ها توانایی این گیجها میتوانند علاوه بر نمایش، دادهها را ذخیره یا به سیستم کنترلی ارسال کنند.
عوامل موثر بر عملکرد دقیق گیج فشار:
کالیبراسیون: لازم است گیج ها به طور منظم با دستگاههای مرجع کالیبره شوند.
دمای محیط: تغییرات شدید دما میتواند روی مواد الاستیک گیج اثر بگذارد.
لرزش و ضربه: ممکن است باعث خطا یا آسیب مکانیکی شود.
نوع سیال: سیالات خورنده یا دارای ذرات میتوانند به اجزای داخلی آسیب بزنند.
گیج فشار در چه صنایعی کاربرد دارد؟
گیج فشار تقریباً در تمامی صنایع که با سیالات سروکار دارند کاربرد دارد. برخی از مهمترین صنایع عبارتاند از:
نفت و گاز:
گیج های فشار در خطوط لوله، مخازن و واحدهای فرآیندی برای پایش فشار، جلوگیری از انفجار یا نشت، و بهبود ایمنی سیستمها بسیار حیاتی هستند. گیجهای فشار در پالایشگاهها، ایستگاههای تقویت فشار و واحدهای فرآیندی برای نگهداشت فشار مناسب استفاده میشوند.
پتروشیمی و صنایع شیمیایی:
فرایندهای واکنشهای شیمیایی غالباً تحت فشارهای مشخصی انجام میشوند؛ گیجهای فشار به عنوان ابزار کلیدی برای کنترل فشار واکنشدهندهها، مخازن و سیستمهای خنککننده به کار میروند.
نیروگاهها:
در دیگهای بخار، سیستمهای سوخت و زنجیرههای بخار، اندازهگیری فشار برای ایمنی و کارایی ضروری است. گیجهای فشار از نوع دیجیتال و آنالوگ برای نمایش فشار ورودی و خروجی استفاده میشود.
صنایع هوافضا و خودروسازی:
در سیستمهای هیدرولیک و پنوماتیک برای کنترل فشار سیال و آیزهای ایمنی و کارایی به کار میروند. همچنین در آزمایشگاهها برای اندازهگیری فشارهای مختلف در فرآیندهای پژوهشی استفاده میشوند.
صنایع داروسازی و بیوتکنولوژی:
استانداردهای شدت فشار و کنترل دقیق آن در تولید داروها، اتاقهای تمیز و واحدهای تولیدی وجود دارد. گیجهای فشار به همراه ترانسمیترها برای ثبت دادههای دقیق استفاده میشوند.
صنایع آب و فاضلاب:
برای کنترل فشار در خطوط انتقال، ایستگاههای پمپاژ و تجهیزات تصفیه آب از گیجهای فشار استفاده میشود تا فشار مناسب در شبکه حفظ شود و نشت یا تخریب تجهیزات کاهش یابد.
صنایع ساختمانی و مهندسی عمران:
در پروژههای زیربنایی و ساختمانی برای کنترل فشار در سیستمهای ایمنی، تهویه و سایر سیستمهای تخصصی از گیجهای فشار استفاده میشود.
صنایع تولید انرژیهای نو:
در سیستمهای ذخیره انرژی و تجهیزات مرتبط با نیروگاههای خورشیدی یا باد، گیجهای فشار در کنترل و نگهداری سیستمها نقش دارند.
این تنوع کاربرد نشان میدهد که گیج فشار یکی از ابزارهای پایه و حیاتی در صنعت است.
چه استانداردها و الزاماتی دارد؟
استانداردها و الزامات مربوط به گیجهای فشار و تجهیزات فشارسنج به منظور اطمینان از ایمنی، دقت، قابلیت اعتماد و تطبیق با سیستمهای کنترل و ایمنی صنعتی اهمیت زیادی دارند. برخی از شاخصهای کلیدی و دستهبندی استانداردها به شرح زیر هستند:
برخی از مهمترین استانداردها عبارتاند از:
استاندارد ANSI/ASME B40.100: مربوط به طراحی و ساخت گیجهای فشار مکانیکی در ایالات متحده.
استاندارد EN 837 (اروپا): شامل بخشهای مختلف برای گیجهای بوردون، دیافراگمی و کپسولی.
استاندارد ISO 5171: برای گیجهای فشار در جوشکاری و برش با گاز.
استاندارد API (American Petroleum Institute): برای کاربردهای خاص در صنایع نفت و گاز.