เกจวัดแรงดันต่าง: เครื่องวัดแรงดันของอุตสาหกรรม
1. หลักการทำงาน: เชื่อมโยงอย่างสมบูรณ์ตั้งแต่การตอบสนองของการตรวจจับไปจนถึงการนำเสนอสัญญาณ
หัวใจสำคัญของมาตรวัดความดันแตกต่างคือการแปลงความแตกต่างของความดันให้เป็นสัญญาณที่สังเกตได้ เครื่องมือแต่ละประเภทสามารถแปลงค่านี้ผ่านโครงสร้างการตรวจจับที่แตกต่างกัน ซึ่งสามารถแบ่งได้เป็นสองประเภททางเทคนิค ได้แก่ แบบกลไกและแบบอิเล็กทรอนิกส์
(2) เครื่องวัดความดันต่างแบบอิเล็กทรอนิกส์: การแปลงสัญญาณทางกลแบบไฟฟ้า
มาตรวัดความดันต่างแบบอิเล็กทรอนิกส์จะกระตุ้นการเปลี่ยนแปลงในลักษณะทางไฟฟ้าผ่านการเปลี่ยนรูปขององค์ประกอบการตรวจจับ และส่งสัญญาณดิจิทัลหลังจากการประมวลผลวงจร ซึ่งมีความแม่นยำสูงกว่าและมีความสามารถอัจฉริยะ:
เพียโซรีซิสทีฟ: แกนกลางเป็นชิปเซมิคอนดักเตอร์ที่ไวต่อแรงดัน ไดอะแฟรมซิลิคอนจะเกิดการเสียรูปแบบยืดหยุ่นภายใต้อิทธิพลของแรงดัน ซึ่งทำให้ค่าสัมประสิทธิ์เพียโซรีซิสทีฟของโครงตาข่ายซิลิคอนเปลี่ยนแปลงไป ส่งผลให้ค่าความต้านทานของสะพานวีทสโตนไม่สมดุล หลังจากชดเชยการดริฟท์ของอุณหภูมิผ่านกระบวนการตัดแต่งด้วยเลเซอร์แล้ว จะสามารถส่งสัญญาณไฟฟ้าที่สัมพันธ์กับแรงดันเป็นเส้นตรง โดยมีความแม่นยำ ±0.1% ~ ±0.5% เวลาตอบสนองน้อยกว่า 5 มิลลิวินาที และรองรับการส่งสัญญาณ 4-20mA และโปรโตคอล HART
ชนิดคาปาซิทีฟ: เมื่อใช้แผ่นขนานเป็นแกนกลางในการตรวจจับ ความต่างของแรงดันจะทำให้ระยะห่างระหว่างแผ่นเคลื่อนที่และแผ่นคงที่เปลี่ยนแปลงไป ส่งผลให้ค่าความจุเปลี่ยนแปลงไป ชนิดนี้มีความไวสูงมากและสามารถวัดความต่างของแรงดันเพียงเล็กน้อยที่ระดับ μPa ได้ มีเสถียรภาพที่ดีและมีความคลาดเคลื่อนของอุณหภูมิต่ำ จึงเหมาะสำหรับการใช้งานในสถานการณ์พิเศษที่ต้องการความแม่นยำที่เข้มงวด
(1) เกจวัดความดันต่างเชิงกล: การขยายและการนำความเสียรูปเชิงกล
เกจวัดความดันต่างเชิงกลไม่จำเป็นต้องใช้แหล่งจ่ายไฟ และอาศัยการเปลี่ยนรูปเชิงกลของชิ้นส่วนตรวจจับและการขยายสัญญาณของกลไกส่งสัญญาณเพื่อให้เกิดการวัดค่า ประเภททั่วไปและรายละเอียดหลักมีดังนี้:
ประเภทคอลัมน์ของเหลว: ใช้หลักการทางกายภาพ "ΔP = ρgh" (ρ คือความหนาแน่นของของเหลว, g คือความเร่งโน้มถ่วง, h คือความแตกต่างของความสูงของคอลัมน์ของเหลว) ความแตกต่างของความดันจะถูกแปลงเป็นความแตกต่างของความสูงของของเหลวในหลอดแก้ว โดยทั่วไปจะใช้น้ำ แอลกอฮอล์ หรือปรอทเป็นตัวกลาง โครงสร้างเรียบง่ายและมีความแม่นยำถึง ±0.5% แต่การตอบสนองค่อนข้างช้าและได้รับผลกระทบจากมุมการติดตั้งและอุณหภูมิได้ง่าย ตัวอย่างเช่น เมื่อปรับเทียบความดันก๊าซความดันต่ำในห้องปฏิบัติการ สามารถอ่านความแตกต่างของความดันได้โดยตรงโดยการสังเกตความแตกต่างของระดับของเหลวทั้งสองด้านของหลอดรูปตัว U
ประเภทไดอะแฟรม: ไดอะแฟรมแบบยืดหยุ่นที่ทำจากโลหะหรือยางใช้เป็นส่วนประกอบหลักของเซ็นเซอร์ ความแตกต่างของแรงดันจะดันไดอะแฟรมให้เสียรูป หลังจากแรงเสียรูปเพิ่มขึ้นโดยกลไกส่งกำลังของคันโยกหรือเฟือง มันจะขับเคลื่อนเข็มชี้ให้เบี่ยงเบนบนหน้าปัด ช่วงการวัดครอบคลุมตั้งแต่หลายปาสกาลถึงหลายสิบกิโลปาสกาล ไดอะแฟรมมีความทนทานต่อแรงกระแทกที่ดีและมีความแม่นยำประมาณ ±1%~±2.5% อย่างไรก็ตาม ไดอะแฟรมชนิดนี้มีปัญหาการสึกหรอทางกล และเหมาะสำหรับการตรวจสอบการไหลและการแจ้งเตือนการอุดตันในโรงงานอุตสาหกรรม
ประเภทท่อสปริง: ท่อสปริงแบบสมมาตรสองท่อเชื่อมต่อกับปลายแรงดันสูงและแรงดันต่ำตามลำดับ ความแตกต่างของแรงดันทำให้ท่อสปริงเสียรูปในทิศทางตรงกันข้าม หลังจากการเปลี่ยนรูปถูกส่งผ่านตัวยึดรูปตัว "I" แล้ว จะถูกแปลงเป็นค่าที่อ่านได้จากกลไกเฟือง โครงสร้างนี้มีความต้านทานแรงดันสูงสูง สามารถวัดความแตกต่างของแรงดันระดับ MPa และทนต่อแรงกระแทกได้ดีเยี่ยม นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในการตรวจสอบท่อส่งแรงดันสูงในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี