گیج فشار دیافراگمی

گیج فشار دیافراگمی (Diaphragm Pressure Gauge) یکی از انواع رایج گیج های فشار است که از یک دیافراگم انعطاف پذیر و الاستیک جهت اندازه گیری غیر مستقیم و نمایش فشار سیالات مختلف استفاده می کند. در این گیج های فشار دیافراگم به عنوان یک جداکننده بین سیال فرآیندی و اجزای داخلی گیج عمل می‌ کند و این طراحی باعث می‌ شود گیج در برابر سیالات خورنده، ویسکوز یا  دما بالا مقاومت بالایی داشته باشد.

گیج فشار دیافراگمی به‌ویژه در صنایعی که نیاز به دقت بالا و دوام طولانی‌ مدت در برابر شرایط سخت دارند، از جمله صنایع شیمیایی، نفت و گاز، تصفیه آب و مواد غذایی، کاربرد گسترده‌ای دارد. طراحی دیافراگم به گونه‌ای است که تغییرات فشار سیال را به صورت مکانیکی به حرکت یا انحراف تبدیل کرده و از این طریق فشار را به دقت اندازه‌گیری می‌ کند.

غشای انعطاف‌ پذیر در گیج فشار دیافراگمی که به‌عنوان یکی از تجهیزات تخصصی صنعتی شناخته می‌ شود چندین مزیت مهم نسبت به گیج‌ های دیگر مانندبوردن تیوب و کپسولی ارائه می‌ دهد. این طراحی پیشرفته، دقت بالا، سازگاری با محیط‌های سخت و عملکرد بهینه را در شرایط مختلف تضمین می‌ کند.

یکی از ویژگی‌ های برجسته گیج فشار دیافراگمی این است که برای انتقال جابجایی فشار به حرکت چرخشی عقربه، نیازی به استفاده از مایع انتقال‌دهنده (مانند روغن پرکننده سیستم) ندارد. این امر نه تنها باعث کاهش هزینه‌های نگهداری و خطر نشت مایع می‌ شود ایده‌آل می‌ سازد. در این گیج های فشار، یک میله فشار به‌ طور مستقیم دیافراگم را به مکانیزم حرکتی متصل می‌ کند. 

علاوه براین گیج فشار دیافراگمی برای کاربرد در فشارهای پایین (Low Pressure) و شرایط سخت فرآیندی مناسب می باشد و با توجه به دیافراگم دارای محافظت و ایمنی در برابر اضافه بار (Overload protection) بالایی است. هدف از این مقاله آشنایی با اجزا، مزایا و قیمت گیج فشار دیافراگمی جهت راهنمایی خرید آنها است.

اجزای اصلی گیج فشار دیافراگمی

گیج فشار دیافراگمی از چندین بخش کلیدی تشکیل شده است که هر کدام نقش خاصی در عملکرد صحیح آن دارند. در ادامه اجزای اصلی گیج فشار دیافراگمی معرفی می شوند:

•  دیافراگم (Diaphragm):  سیال فرآیندی مستقیماً به دیافراگم فشار وارد می‌ کند و آن را به میزان متناسبی منحرف می‌ سازد که این انحراف پایه‌ای برای اندازه‌گیری فشار است. دیافراگم یک دیسک نازک، دایره‌ای، و انعطاف‌پذیر است. معمولاً از استنلس استیل 316 ساخته می‌ شود که مقاومت بالایی در برابر خوردگی و دماهای بالا دارد. در برخی کاربردها، بسته به نوع سیال یا شرایط فرآیند، ممکن است از مواد مقاوم دیگری مانند اینکونل، هستلوی یا تفلون استفاده شود. دیافراگم‌ های دارای شیارهای متحدالمرکز، دقت و حساسیت بیشتری را فراهم کرده و طول عمر دیافراگم را افزایش می‌ دهند.
• اشاره گر (pointer): در نهایت، حرکت دیافراگم به حرکت اشاره‌ گر تبدیل می‌ شود و این امکان را برای کاربر فراهم می‌ کند تا فشار سیال فرآیندی را از روی گیج فشار بخواند. در گیج‌ های فشار دیجیتال، مقدار فشار به صورت دیجیتال و عددی نمایش داده می‌ شود.
• لینک (Link): قسمتی از گیج فشار است حرکت دیافراگم را به حرکت اشاره گر تبدیل می کند به عبارت بهتر با انحراف دیافراگم میله نازک لینک به بالا و پایین حرکت می کند.
• اتصال فرآیندی(connection): از طریق این قسمت گیج فشار به فرآیند متصل می شود و سیال فرآیندی توسط آن وارد گیج فشار می شود. انواع اتصال فرآیندی گیج فشار دیافراگمی شامل رزوه ای، فلنجی، کلمپی و ... می باشد.

مقایسه گیج فشار دیافراگمی و گیج فشار بوردن تیوب

گیج‌های فشار دیافراگمی و گیج‌های لوله بوردون هر دو تجهیزات اندازه گیری فشار می باشند، اما طراحی و کاربرد آن‌ ها تفاوت‌ های قابل‌توجهی دارد که این تفاوت‌ها به راحتی در ساختار و عملکرد هر یک قابل مشاهده است.

طراحی و ساختار:

گیج‌ های لوله بوردون از یک لوله خمیده در داخل کیس استفاده می‌ کنند که به تغییر فشار حساس است. این لوله که به شکل نیم‌ دایره یا حلزونی طراحی شده، در اثر تغییر فشار تغییر شکل داده و از طریق مکانیزم داخلی به حرکت عقربه منتقل می‌ شود.

در مقابل، گیج‌ های دیافراگمی از یک دیافراگم انعطاف‌پذیر استفاده می‌ کنند که به‌ صورت افقی بین محفظه‌های بالا و پایین (فلنج‌ ها) در خارج از کیس قرار دارد. این دیافراگم در پاسخ به تغییر فشار منحرف می‌ شود و این انحراف از طریق میله فشار به حرکت عقربه تبدیل می‌ شود.

محدوده فشار:

یکی از عوامل کلیدی در طراحی گیج‌ های دیافراگمی، اندازه دیافراگم است که با محدوده فشار اندازه‌گیری ارتباط مستقیم دارد. برای محدوده‌های فشار کم (کمتر از 100 اینچ WC یا 250 میلی‌بار)، از دیافراگم‌های بزرگ‌تر با اندازه اسمی 160 میلی‌متر (6 اینچ) استفاده می‌ شود.

این اندازه بزرگ‌ تر حساسیت و دقت بالاتری را در اندازه‌گیری فشارهای کوچک فراهم می‌ کند. برای محدوده‌های فشار بالاتر (بیش از 100 اینچ WC یا 250 میلی‌بار)، دیافراگم‌ های کوچک‌تر با اندازه اسمی 100 میلی‌متر (4 اینچ) مناسب‌ تر هستند. این دیافراگم‌ ها به دلیل مقاومت بالا، در برابر فشارهای زیاد عملکرد بهتری دارند.

کاربردها:

گیج دیافراگمی به دلیل استفاده از دیافراگم انعطاف‌ پذیر، برای سیالات خورنده یا چسبناک ایده‌آل است همچنین برای فشارهای پایین که نیاز به حساسیت بالایی دارند، بسیار مناسب می باشد. اما گیج فشار بوردن تیوب معمولاً برای فشارهای متوسط تا بالا و سیالات غیرخورنده استفاده می‌ شود.

این گیج‌ ها ساختاری ساده‌ تری دارند و برای کاربردهای عمومی‌ تر مناسب هستند. به طور کلی انتخاب بین گیج فشار دیافراگمی و بوردن تیوب به نیازهای خاص کاربرد، نوع سیال و محدوده فشار بستگی دارد.

مزایای گیج فشار دیافراگمی

گیج‌های فشار دیافراگمی تجهیزات چندمنظوره‌ای هستند که در فرآیندهایی با سیالات حساس، امکان اندازه‌گیری دقیق و پایدار فشار را در طولانی ‌مدت فراهم می ‌کنند. برخی از رایج ترین مزایای گیج فشار دیافراگمی به شرح زیر است:

مقاومت در برابر سیالات خورنده

در فرآیندهایی با سیالات خورنده ، ابزارهای اندازه‌گیری باید دارای قطعات در تماس با سیال (wetted part) از مواد مقاوم در برابر خوردگی باشند. در گیج‌های فشار دیافراگمی، این نیاز بیشتر به المنت دیافراگمی مربوط می ‌شود. برای افزایش مقاومت دیافراگم، می‌ توان از طیف گسترده‌ای از متریال ویژه مانند PTFE، استنلس استیل ، هستلوی، تیتانیوم و حتی طلا استفاده کرد. در مقایسه، برای لوله بوردون معمولاً تنها فولاد ضدزنگ و مونل به کار می‌ رود.

علاوه بر مقاومت در برابر خوردگی، متریال باید ویژگی‌های ارتجاعی و توانایی آب‌بندی مورد نیاز برای عملکرد دقیق در فرآیند اندازه‌گیری را داشته باشد. در گیج‌های فشار دیافراگمی، دیافراگم معمولاً با فویلی از جنس مواد منتخب پوشش داده می‌شود یا در مواردی مانند طلا و پلاتین، به روش گالوانیزه روکش می‌شود. در برخی کاربردها، دیافراگم به طور کامل از مواد خاص ساخته می‌شود تا مقاومت بیشتری فراهم کند.

برای سیالات بسیار خورنده، فلنج پایینی دیافراگم نیز می‌تواند با متریال ویژه‌ای پوشش داده شود که این طراحی باعث می‌شود که تمام نواحی در تماس با سیال به طور کامل محافظت شوند.

کاربرد با سیالات ویسکوز و مشابه

گیج‌ های فشار دیافراگمی برای اندازه‌ گیری فشار با سیالات چسبناک، متبلور، یا آلوده بسیار مناسب هستند. این نوع سیالات ممکن است درگاه‌های باریک فشار در اتصالات رزوه‌ای یا حتی داخل لوله‌ های گیج فشار لوله بوردون را مسدود کنند.

برای رفع این مشکلات، گیج‌ های فشار دیافراگمی با فلنج اتصال طراحی شده‌اند که مطابق با استانداردهای EN 1092-1 یا ASME B 16.5 (عرض اسمی DN 25 و 50 یا DN 1 و 2 اینچ) ساخته می‌ شوند. این نوع اتصال فرآیند، یک محفظه فشار بزرگ ایجاد می‌ کند که مانع از ته‌ نشینی سیال در داخل آن می‌ شود.

سیالات حساس

گیج‌ های فشار دیافراگمی برای استفاده با سیالات حساس مانند صنایع غذایی و دارویی گزینه‌ای ایده‌آل هستند. این تجهیزات در طراحی با دیافراگم هم‌ سطح ارائه می‌ شوند که امکان اتصال بدون فضای مرده (dead-space-free) را فراهم می‌ کند. در این طراحی، المنت فشار مستقیماً به اتصال فرآیند بهداشتی جوش داده می‌ شود.

یکی دیگر از مزایای این تجهیزات، اصل عملکرد آن است که از یک سلول اندازه‌گیری خشک استفاده می‌ کند در این روش، فشار بدون نیاز به سیال انتقال اندازه‌گیری می‌ شود. این ویژگی خطر آلودگی محیط در صورت بروز خطا را از بین می‌ برد.

تنوع خاص گیج‌های فشار دیافراگمی

گیج‌ های فشار دیافراگمی در فشارهای کمتر از 16 میلی‌بار به محدودیت‌های عملکردی خود می‌رسند. در چنین شرایطی، دیافراگم باید به‌طور استثنایی نازک باشد تا خاصیت ارتجاعی مورد نیاز را تأمین کند. اما این نازکی می‌ تواند پایداری و دقت ابزار را تحت تأثیر قرار دهد.

برای حل این مشکل، نوع خاصی از گیج فشار دیافراگمی به نام گیج فشار کپسولی طراحی شده است. در این مدل، عنصر اندازه‌گیری از دو دیافراگم تشکیل شده که به هم جوش داده شده‌اند و معمولاً از داخل تحت فشار قرار می‌ گیرند. این طراحی باعث ایجاد حرکت دوگانه دیافراگم می‌ شود.

با این روش، حتی فشارهای بسیار پایین نیز بدون نیاز به کاهش ضخامت دیافراگم قابل اندازه‌گیری است. با این حال، به دلیل اینکه محفظه فشار در این طراحی خود تخلیه نمی‌ شود، گیج های فشار کپسولی برای کاربردهایی با سیال مایع مناسب نیستند.

مقاومت بالا در برابر اضافه بار 

اضافه بار می‌ تواند به سرعت محدودیت هر ابزار اندازه‌گیری فشار را نشان دهد. در مقایسه با ابزارهای مجهز به لوله بوردون، گیج‌ های فشار دیافراگمی قادر به تحمل فشارهای بسیار بالاتری هستند. این مقاومت بالا به دلیل طراحی فیزیکی منحصربه‌فرد آنها است.

ایمنی در برابر اضافه بار در گیج های دیافراگمی می‌ تواند تا هزار برابر بهبود یابد حتی در محدوده اندازه‌گیری 0 تا 16 میلی‌ بار، تحمل فشار تا 400 بار امکان‌پذیر است. این ویژگی با استفاده از یک فلنج بالایی خاص، که دارای بستر فلزی و ماشین‌ کاری شده دیافراگم است، محقق می‌ شود.

زمانی که فشار از محدوده مقیاس فراتر رود، المنت دیافراگم به‌طور کامل روی این بستر قرار می‌ گیرد و این تماس کامل از تغییر شکل پلاستیکی جلوگیری کرده و موجب افزایش پایداری طولانی‌ مدت تجهیز می‌ شود. برای محدوده‌های اندازه‌گیری mbar، همان رویکرد مقاوم در برابر تغییر شکل می‌ تواند ایمنی در برابر فشارهای پایین را نیز فراهم کند.

دیافراگم معمولاً به صورت صاف طراحی نمی‌ شوند بلکه تنها یک کانتور با امواج متحدالمرکز وجود دارد که امکان حرکت دیافراگم را فراهم می‌ کند. این حرکت که برای اندازه‌ گیری مکانیکی ضروری است، می‌ تواند بین یک تا سه میلی‌ متر باشد و در عین حال خطی بودن خوبی را حفظ می‌ کند.

ایمنی بالای اضافه بار به دلیل پشتیبانی دیافراگم (1) روی فلنج بالایی و کانتور آن از امواج مسطح است. در محدوده‌های اندازه‌گیری mbar، حفاظت از طریق بستر دیافراگم ماشین‌ کاری شده به طور ویژه‌ای تقویت می‌ شود و دیافراگم دیگری به‌طور کامل بر روی آن قرار می‌ گیرد (2).

تفاوت گیج فشار دیافراگمی و دیافراگم سیل

توجه نمایید که گیج فشار دیافراگمی (Diaphragm Gauge) را با دیافراگم سیل (Diaphragm Seal) اشتباه نگیرید زیرا این دو ابزار اهداف و کاربردهای متفاوتی دارند، هرچند که ممکن است ظاهر و برخی از اجزای آن‌ ها مشابه به نظر برسند. درک این تفاوت‌ها برای انتخاب صحیح ابزار مناسب در کاربردهای صنعتی ضروری است.

گیج فشار دیافراگمی یک تجهیز کامل و مستقل برای اندازه‌گیری فشار است در این ابزار، دیافراگم به‌ عنوان المنت اصلی عمل می‌ کند و وظیفه آن تشخیص تغییرات فشار و انتقال آن به یک مکانیزم حرکتی برای نمایش مقادیر فشار بر روی نشانگر است.

دیافراگم در این نوع گیج معمولاً دارای دایره‌های متحدالمرکز با شیارهایی روی سطح خود است. این طراحی به افزایش سطح موثر برای اندازه‌گیری فشار کمک می‌کند و حساسیت بالایی را به همراه دارد. همچنین این شیارها موجب افزایش طول عمر دیافراگم در برابر تنش‌های ناشی از فشار می‌ شوند.

محفظه بالایی دیافراگم به‌ طور مستقیم به کیس گیج متصل است. برخلاف سیستم‌ های دیگر، در اینجا هیچ اتصال رزوه‌ای یا جوشی بین محفظه دیافراگم و کیس وجود ندارد، که احتمال نشت و خرابی را کاهش داده و طول عمر دستگاه را افزایش می‌ دهد. گیج فشار دیافراگمی برای اندازه‌گیری فشار مستقیم در سیالات خورنده، آلوده، یا چسبناک بسیار مناسب است و به دلیل دقت بالا و مقاومت در برابر شرایط سخت، در بسیاری از صنایع کاربرد دارد.

دیافراگم سیل یک تجهیز جانبی و مکمل برای محافظت از گیج فشار در برابر شرایط سخت فرآیندی است. این ابزار به تنهایی قادر به نمایش فشار نیست و برای عملکرد کامل خود به یک گیج فشار (مانند گیج بوردن تیوب) نیاز دارد. دیافراگم سیل به‌ عنوان یک مانع بین سیال فرآیند و ابزار اندازه‌گیری عمل می‌ کند. فشار سیال از طریق دیافراگم و سیال پرکننده‌ای که درون محفظه دیافراگم سیل قرار دارد، به گیج فشار منتقل می‌ شود. این طراحی از گیج فشار در برابر سیالات خورنده یا دماهای بالا محافظت می‌ کند.

دیافراگم سیل معمولاً به صورت رزوه‌ای یا فلنجی به سیستم فرآیند متصل می‌ شود و انتخاب نوع اتصال به کاربرد و شرایط فرآیند بستگی دارد. این تجهیز در صنایعی مانند پتروشیمی، داروسازی، و غذایی که ابزار اندازه‌گیری فشار در معرض سیالات خورنده یا آلوده قرار دارد، بسیار پرکاربرد است.

نکات مهم انتخاب فشار دیافراگمی

هنگام انتخاب و خرید گیج فشار دیافراگمی نکات مهم زیر را در نظر بگیرید:

• برند سازنده مانند ویکا
• سایز صفحه گیج فشار
• متریال بدنه، دیافراگم و اتصال
• قابلیت تزریق روغن
• تاییدیه ضدانفجار (Ex)
• محدوده اندازه گیری فشار
• واحد اندازه گیری
• نوع و سایز اتصال فرآیندی

 پیکاتک، مرکز تخصصی فروش گیج فشار در تهران، یکی از معتبرترین فروشگاه‌ها در زمینه تجهیزات ابزار دقیق و شیرآلات صنعتی است. این فروشگاه بزرگ و پیشرفته، مجموعه‌ای گسترده از تجهیزات اندازه‌گیری شامل فشار، دما، سطح، جریان و انواع شیرآلات صنعتی مانند شیرهای توپی، پروانه‌ای، گلوب، دروازه‌ای و بسیاری دیگر را به مشتریان ارائه  می‌دهد.

فروشگاه ابزار دقیق پیکاتک با تخصص ویژه در زمینه گیج‌ های فشار، انواع مختلفی از گیج‌ های فشار دیافراگمی را از برندهای معتبر جهانی همچون WIKA و بسیاری برندهای دیگر عرضه می‌ کند. این فروشگاه به دلیل ارائه محصولات با کیفیت عالی، قیمت‌های رقابتی و ارسال سریع به سراسر کشور، یکی از انتخاب‌های نخست مشتریان در صنعت ابزار دقیق است. جهت کسب اطلاعات بیشتر در زمینه خرید، فروش و استعلام قیمت بروز گیج فشار دیافراگمی با کارشناسان فروش ما تماس بگیرید.