گيج فشار نسبي و گيج فشار مطلق

گيج فشار نسبي و گيج فشار مطلق

به طور کلي از دو فشارسنج (گيج) براي خواندن فشار خلأ استفاده مي­شود، گيج فشار نسبي و گيج فشار مطلق. مقايسه اين دو نوع گيج را مي­توان در جدول زير مشاهده نمود:

گيج فشار نسبي

گيج فشار مطلق

مقدار خوانده شده فشار توسط گيج فشار نسبي به مقدار فشار اتمسفر (فشار هوا در محل اندازه گيري) بستگي دارد.

کافي است فشار اتمسفر کمي تغيير کند تا فشار در حال اندازه­گيري توسط گيج فشار نسبي نيز دستخوش تغيير قرار گيرد. مقدار خوانده شده فشار توسط گيج فشار مطلق مستقل از فشار اتمسفر (فشار هوا در محل اندازه­گيري) مي­باشد.

تغيير ميزان فشار اتمسفر اثري بر روي فشار خوانده شده توسط اين گيج ندارد.
براي انجام کارهايي که تنها اندازه­گيري مقدار تقريبي فشار کافي است، مي­توان از اين گيج استفاده کرد.
براي انجام کارهاي دقيق­تر بايد از اين گيج استفاده کرد.
اين گيج فشار اتمسفر را مبدأ و نقطه صفر در نظر مي­گيرد و با کاهش فشار سيستم، مقادير منفي را نشان مي­دهد. اين گيج فشار اتمسفر را مقدار واقعي آن در نظر مي­گيرد. با کاهش فشار، به سمت صفر مي­رود و هرگز از صفر پايين­تر نمي­رود.
اعداد نشان داده شده توسط اين گيج منفي است.
اعداد نشان داده شده توسط اين گيج مثبت است.

پارامترهاي زيادي از جمله دما، رطوبت، شرايط آب و هوايي، وزش باد، ارتفاع از سطح دريا و … فشار اتمسفر را تغيير مي­دهند، که اين عوامل اندازه­گيري دقيق فشار اتمسفر را با دشواري روبرو مي­کند. اين دليل دقيق نبودن اندازه­گيري فشار توسط گيج فشار نسبي مي­باشد. زيرا با تغيير هر يک از پارامترهاي بالا فشار اتمسفر يعني نقطه صفر گيج جابجا مي­شود و اين يعني فشار خوانده شده مقدار واقعي نخواهد بود. دليل آن­که معمولاً گيج فشار نسبي در فشار اتمسفر عدد صفر را نشان نمي­دهد، اين است. از گيج­هاي فشار نسبي تنها براي فرآيندهايي استفاده مي­شود که اختلاف فشار با اتمسفر اهميت دارد.

حال فرض مي­کنيم تمامي پارامترهاي بالا ثابت بوده، و تنها ارتفاع از سطح دريا تعيين کننده ميزان فشار اتمسفر است. فشار اتمسفر در سطح دريا 1 اتمسفر يا 1013 ميلي­بار است، با افزايش ارتفاع از سطح دريا اين مقدار کاهش مي­يابد. براي مثال فشار اتمسفر در تهران بين 850 تا 900 ميلي­بار مي­باشد. فرض کنيم در نقطه­اي که ما قرار گرفته­ايم، در شرايط خاص انجام فرايند اين فشار ثابت و برابر 900 ميلي­بار است و ما دو گيج فشار نسبي و فشار مطلق بر روي يک پمپ خلأ بسته­ايم. مقادير نشان داده شده توسط اين دو گيج را مقايسه مي­نماييم:

براي خواندن فشار توسط گيج فشار نسبي بايد به نکات زير توجه کرد: الف) حالتي که وقتي گيج در معرض هوا (فشار اتمسفر) است، عدد صفر را نشان مي­دهد.

بايد مقدار دقيق فشار اتمسفر را در محل اندازه­گيري فشار و در همان لحظه بدانيم. (فشار اتمسفر با تغيير زمان و مکان تغيير مي ­کند، به اين معنا که عددي که براي فشار هوا در يک زمان و يک مکان يافته­ايم، قابل تعميم به زمان­ها و مکان­هاي ديگر نيست).

مقدار فشار اتمسفر را براي نقاط مختلف ايران مي­توان از آدرس زير مشاهده نمود:
http://www.meteoprog.pl/en/catalog/IranIslamicRepublic/
فشار هواي اعلام شده بر حسب ميلي­متر جيوه يا تور مي­باشد که براي تبديل به ميلي­بار بايد آن را در 1.33 ضرب کرد، و براي تبديل به پاسکال آن را در 133.33 ضرب مي­کنيم.

در اين صورت خلأ نهايي زماني حاصل مي­شود که گيج فشاري برابر با فشار هوا در همان زمان و مکان را نشان دهد، البته با يک علامت منفي. براي مثال در صورتي که فشار اتمسفر را 871 ميلي­بار بدانيم، هنگامي­که گيج فشار 871- ميلي­بار را نمايش دهد، يعني به حداقل فشاري رسيده­ايم که گيج توانايي خواندن آن را دارد.

ب) حالتي که وقتي گيج در معرض هوا (فشار اتمسفر) است،عدد صفر را نشان نمي­دهد:

در اين حالت مي­توان گيج را به گونه­اي تنظيم کرد که عدد صفر را براي اتمسفر نشان دهد.
راه ديگر اين است که عددي را که فشارسنج وقتي در فشار اتمسفر است، ثبت مي­کنيم، براي مثال عدد 5-. خلأ نهايي زماني به دست مي­آيد که گيج به اندازه فشار واقعي اتمسفر از عدد اوليه کمتر شود. مثلاً در فشار هواي 871 ميلي­بار، فشار 876- ميلي­بار نمايش دهنده خلأ نهايي است. 876- = 871 – 5 –

دقت اندازه ­گيري گيج فشار نسبي

گيج­هاي فشار نسبي به غير از مشکل وابسته بودن به فشار اتمسفر، مشکل ديگري نيز دارند و آن اينکه توانايي خواندن فشارهاي کمتر از ميلي­ بار را ندارند. بنابراين براي خواندن فشار پمپ خلأاي که گفته مي­شود تا 1-10 2-10 و کمتر فشار را پايين مي­ آورد نمي­ توان از چنين فشارسنجي استفاده کرد و به جاي آن بسته به نوع و محدوده فشار کاري پمپ، بايد از گيج­هاي دقيق­تر مانند پيراني، خازني، پنينگ و … استفاده کرد.

اگر کاربر حرفه اي نصب و تعمير تجهيزات صنعتي هستيد، ابزار هاي ماژولار براي اندازه گيري و ثبت دما، سرعت هوا، فشار وکيوم، تجهيزات اندازه گيري سابکولينگ و سوپرهيت گازهاي تبريد، ترازوي ديجيتالي وايرلس شارژ گاز، ثبت کننده اطلاعات (Data Logger) و … از محصولات شرکت Fieldpiece را امتحان نماييد. ماژولار بودن و انعطاف پذيري اين ابزارهاي اندازه گيري آنها را محصولات مشابه متمايز مي نمايد. براي اطلاعات بيشتر به اين لينک مراجعه نماييد. براي تهيه اين قطعات با ما تماس بگيريد.

فشارP

نمودار مقايسه فشار مطلق و فشار نسبي
فشار به نيروي عمود بر واحد سطح سيال اطلاق مي شود. اصطلاح فشار براي مايعات و گازها استفاده مي شود و معادل آن در جامدات تنش عمودي مي باشد. از آنجا که فشار به عنوان نيرو بر واحد سطح تعريف مي شود، از واحد نيوتن بر متر مربع،N/m2، که پاسکال،Pa، نام دارد، استفاده مي شود. براي قرائت فشار گازها با توجه به مرجع صفر اندازه گيري از دو روش مختلف استفاده مي شود. اگر مبناي اندازه گيري فشار اتمسفر، Patm، باشد فشار قرائت شده را فشار نسبي[1] مي نامند. اين فشار را فشار گيج[2] نيز مي نامند. در اين حالت مقدار قرائت شده کاملا وابسته به ميزان فشار اتمسفر مي باشد. حال چنانچه مبناي اندازه گيري خلاء مطلق[3] باشد، فشار قرائت شده را فشار مطلق[4] مي گويند. گاهي اوقات حرف ‘a’ برگرفته شده از absolute و ‘g’ بر گرفته شده از gage به واحد ها اضافه مي شود تا مشخص شود نوع قرائت فشار چگونه مي باشد. همانند Psig و Psia که دو بيان psi مي باشند. همانطور که از نمودار بر مي آيد خط تيره، فشار صفر مطلق که گوياي خلاء ايده آل مي باشد را نشان مي دهد. خط چين فشار اتمسفر را نشان مي دهد. همانطور که گفته شد گيج هاي فشار نسبي کاملا به فشار اتمسفر وابسته هستند و در دو نقطه جغرافيايي مانند بندر بوشهر و تهران، فشار حاصل از يک فرآيند را به صورت متفاوت گزارش مي دهند. زيرا فشار اتمسفر در اين دو شهر متفاوت مي باشد. فشار اتمسفر به ارتفاع از سطح دريا، دما و شرايط آب و هوايي ارتباط دارد. جدول زير خواص ترموديناميکي اتمسفر در ارتفاعات مختلف را نشان مي دهد که توسط اداره هواشناسي آمريکا در عرض جغرافيايي 45 درجه تهيه شده است. از گيج هاي فشار نسبي براي فرآيندهايي که تنها اختلاف فشار با اتمسفر اهميت دارد استفاده مي شود و نسبت به گيج هاي فشار مطلق ارزانتر مي باشند. گيج هاي فشار نسبي، فشار اتمسفر را صفر نشان مي دهند و با عميق تر شدن خلاء به سمت 1- حرکت مي کند. بايد توجه داشت که هميشه فشار نسبي در خلاء به صورت منفي مي باشد. مثال: در شهر تهران فشار يک محفظه با يک گيج نسبي مقدار0.600bar – اندازه گيري شده است. فشار اتمسفر در آن لحظه 870mbar مطلق گزارش شده است. فشار مطلق محفظه چقدر مي باشد؟ جواب: از آنجا که فشار نسبي محفظه و فشار مطلق اتمسفر مشخص مي باشد پس خواهيم داشت، Pabs=Patm-Pvac=0.870 – 0.600 => Pabs=0.270 bar
بعضي از متقاضيان خلاء در درخواست خود عنوان مي کنند که به فشار 1- بار نياز دارند ولي هيچ وقت به اين فشار نمي رسند. فشار 1- در تهران برابر خواهد بود با فشار مطلق:
Pabs=Patm-Pvac=0.870-1=-0.13 bar
در صورتي که فشار مطلق نمي تواند منفي باشد. در حقيقت عدد 1- بار را تنها در سطح دريا مي توان از روي گيج هاي نسبي قرائت نمود. مثال: فرض کنيد در آزمايش بالا به خلاء ايده آل يعني صفر مطلق دست پيدا کرده ايم. گيج فشار نسبي در مثال بالا چه فشار نسبي را نشان خوهد داد؟
جواب:
Pvac=Patm-Pabs=0.870-0=0.870 bar
به اين ترتيب گيج فشار نسبي در شهر تهران خلاء ايده آل را 0.870- بار اعلام مي کند. در مجموع در تجهيزاتي که دانستن ميزان دقيق فشار خلاء مهم مي باشد، استفاده از گيج فشار نسبي توصيه نمي شود.

محاسبه فشار مطلق
فشار خلا چیست
تبدیل فشار نسبی به فشار مطلق
فشار ابسولوت

فشار ابسولوت چیست
آموزش انواع فشار هوا و آب با دستگاهای دیجیتال و یا آنالوگ
انواع فشار مطلق
فشارمطلق و نسبی