مقياس الضغط التفاضلي: حارس الضغط في الصناعة

(1) مقياس الضغط التفاضلي الميكانيكي: تضخيم وتوصيل التشوه الميكانيكي

لا تتطلب مقاييس الضغط التفاضلي الميكانيكية مصدر طاقة، وتعتمد على التشوه الميكانيكي لعنصر الاستشعار وتضخيم إشارة آلية النقل لتحقيق القياس. فيما يلي الأنواع الشائعة وتفاصيل مبدأ عملها:

نوع عمود السائل: باستخدام المبدأ الفيزيائي "ΔP = ρgh" (ρ كثافة السائل، g تسارع الجاذبية، h فرق ارتفاع عمود السائل)، يُحوَّل فرق الضغط إلى فرق ارتفاع السائل في الأنبوب الزجاجي. يُستخدم الماء أو الكحول أو الزئبق عادةً كوسيط. يتميز هذا النظام ببنية بسيطة ودقة تصل إلى ±0.5%، إلا أن الاستجابة بطيئة وتتأثر بسهولة بزاوية التركيب ودرجة الحرارة. على سبيل المثال، عند معايرة ضغط غاز منخفض الضغط في المختبر، يمكن قراءة فرق الضغط مباشرةً من خلال ملاحظة فرق مستوى السائل على جانبي الأنبوب على شكل حرف U.

نوع الغشاء: يُستخدم غشاء مرن مصنوع من المعدن أو المطاط كعنصر استشعار أساسي. يدفع فرق الضغط الغشاء إلى التشوه. بعد تضخيم التشوه بواسطة ذراع أو آلية نقل تروس، يُحرك المؤشر للانحراف على القرص. يغطي نطاق قياسه عدة باسكال إلى عشرات الكيلو باسكال. يتميز بمقاومة جيدة للصدمات ودقة تتراوح بين ±1% و±2.5% تقريبًا. ومع ذلك، فإنه يُعاني من مشاكل التآكل الميكانيكي، وهو مناسب لمراقبة التدفق وإنذار الانسداد في المواقع الصناعية.

نوع الأنبوب الزنبركي: أنبوبان زنبركيان متماثلان متصلان بنهايتي الضغط العالي والمنخفض على التوالي. يتسبب فرق الضغط في تشوه الأنبوبين الزنبركيين في اتجاهين متعاكسين. بعد انتقال التشوه عبر الدعامة على شكل حرف "I"، يُحوَّل إلى قراءات مؤشرية من خلال آلية الترس. يتميز هذا الهيكل بمقاومة عالية للضغط العالي، ويمكنه قياس فروق الضغط بمستوى ميجا باسكال، كما يتميز بمقاومة ممتازة للصدمات. ويُستخدم على نطاق واسع في مراقبة خطوط أنابيب البتروكيماويات عالية الضغط.