کالیبراسیون فشارسنج چیست؟

کالیبراسیون فشارسنج از آن دسته مواردی است که می‌توان درباره آن و تجهیزات دقیق اندازه‌گیری، ساعت‌ها حرف زد. گیج‌های فشار، از جمله ادوات ابزار دقیق در پروسه‌های صنعتی به شمار می‌رود. همانطور که می‌دانید، همه ادوات اندازه‌گیری به منظور اطمینان از نحوه کاربرد دقیق فشارسنج ها، احتیاج است در دوره‌های منظم کالیبراسیون شوند. از همین رو، به منظور سهولت کاربران گرامی، مهمترین موارد کالیبراسیون گیج فشار در ازمایشگاه کالیبراسیون فشارسنچ را در این نوشتار آماده کرده‌ایم که با هم آن را مرور می‌کنیم.

چند نکته مهم در حوزه کالیبراسیون فشارسنج

کالیبراسیون فشارسنج می‌بایست در مواردی،  قابلیت‌هایی از خود نشان بدهد که بتوان از آن به عنوان یک استاندارد جامع یاد کرد. این موارد عبارتند از:

• میزان دقت،
• فشار مدیا،
• آلودگی،
• تفاوت ارتفاع،
• تست نشت لوله،
• اثر Adiabatic،
• گشتاوری،
• شرایط کالیبراسیون و نصب،
• فشار تولیدی،
• فشار نصب و تاسیس گیج،
• قرائت میزان فشار یا رزولوشن،
• تعداد دفعات نقاط کالیبره کردن،
• هیسترزیس،
• ضربه های وارد شده به گیج،
• میزان دوره های کالیبره کردن یا تکرار پذیری،
• بازنشانی و تصحیح،
• مستندات یا گواهی کالیبره کردن،
• وضعیت محیط،
• پیگیری و ردیابی متالوژی،
• عدم اطمینان از کالیبراسیون.

اصول مهم کالیبراسیون فشارسنج

در کالیبراسیون فشارسنج، زمانی که فشارسنج را مورد پایش قرار می‌دهیم، یک مدخل دقیق در فشارسنج در نظر می‌گیریم. با مقایسه میزان خوانده شده با واحد اصلی، مقدار خطای فشارسنج معین می‌شود. با روشن شدن میزان اشتباه، فشارسنج را بازنشانی یا تنظیم می‌کنیم تا مقدار درست را نشان دهد. از جمله اصول مهمی که در این زمینه باید به آن اشاره داشت، خطای فشارسنج است که باید کمتر از دقت آن باشد. به دلیل محدودیت این متن، تنها به چند مورد از اصول کالیبراسیون فشارسنج می‌پردازیم.

میزان دقت

کالیبراسیون فشارسنج را در کلاس دقت‌های متنوعی می‌توان سفارش داد. این کلاس‌ها در معیار ASME B40.100 دقت، در بازه یک تا نیم درصد و در استاندارد EN 837 دقت، در رنج یک تا چهار درصد می‌باشد. از میزان دقتی که گیج فشار در آن پایش می‌شود، مطمئن شوید. چرا که این امر به شکل طبیعی بر سطح دقت ‌پذیری گیج اثر می‌گذارد اما دقت نتایج دیگری که در این زمینه به دست آمده،  بر مسیر کالیبراسیون نیز لحاظ می‌شود.

فشار مدیا

در کالیبراسیون فشارسنج، در اکثر موارد از این موضوع به منظور سنجش فشار مایعات و گازها بهره می‌بریم. اغلب سیال گازی که به فشارسنج  وارد کرده‌ایم، هوا می‌باشد و در دیگر موارد، گازهایی نظیر نیتروژن. مرسوم‌ترین سیالی که فشار آن را مورد سنجش قرار می‌دهیم، آب یا روغن است. فشار مدیا در راستای کالیبراسیون به سیال فرآیندی که گیج به آن وصل شده است، ارتباط دارد. شایان ذکر است، مدیا به بازه فشارسنج نیز مرتبط است. اغلب، فشارسنج  با محدوده‌های پایین را با سیالاتی مانند آب یا گاز پایش می‌کنند پ. اما چنانچه بازه فشارسنج افزایش یابد، از نظر ایمنی بهتر است که از مایع به جای سیال کمک بگیریم.

آلودگی

در کالیبراسیون فشار سنج، از نوع فشار ویژه‌ای استفاده می‌شود. از همین رو، می‌بایست این مورد را در زمان انتخاب سیال برای کالیبره کردن مورد نظر قرار بدهیم. در کالیبراسیون، هرگز نباید از سیالی کمک بگیریم که بعد از ارتباط گیج به فرآیند در مدیا، اشکالی بوجود آورد. علاوه براین باید توجه داشت، در برخی از موارد، در مدیا این امکان وجود دارد که استفاده آن در برخی از تجهیزات کالیبره کردن زیان داشته باشد. به عنوان مثال، ممکن است درون گیج فشار، خاک باشد که در این صورت، همین مساله می‌تواند باعث خسران و زیان شود.

چنانچه در گیج فشار به منظور سنجش نیرو، از  گاز کمک گرفته شود، اغلب نیاز به پاک کردن گیج نخواهد بود. در غیر این صورت لازم است، پیش از متصل کردن فشارسنج به تجهیزات کالیبراسیون، آن را از هرگونه گرد و غباری پاکیزه کرد.

یکی از دشوارترین پروسه‌ها به منظور کالیبراسیون، خطری است که برای سنجش فشار اکسیژن، اتفاق می‌افتد. چنانچه در زمان کالیبراسیون فشارسنج های اکسیژنی، با محدود فشار بالا، روغن به دستگاه ورود پیدا کند، بسیار خطرآفرین خواهد بود و این امکان دارد که در دستگاه و محیط آزمایشگاه کالیبراسیون، انفجار رخ بدهد.

گشتاوری

در کالیبراسیون فشارسنج، همین نکته بس که از نیروی فشار،  بیش از مقدار مجاز نباید استفاده کرد. زیرا برای متصل کردن فرآیند فشار به گیج، به خصوص در حسگرهای حساس به گشتاور، این عمل خطراتی به همراه خواهد داشت. لازم است راهنمای تولید‌کننده در نیروی گشتاور مجاز را مورد توجه قرار دهیم. برای آماده کردن وسایل و ادوات مناسب، آداپتور و ضد عایق کردن از شروط این کار است.

شرایط کالیبراسیون فشارسنج

با نظر به این که کالیبراسیون فشارسنج، یک وسیله مکانیکی است، مکان نصب آن در اندازه‌های قرائت شده اثر می‌گذارد. لذا پیشنهاد می‌شود، فشارسنج را در شرایطی که در فرآیند نصب می‌کنید، آزمایش کنید. راهنمای سازنده برای مکان نصب باید مورد توجه قرار گیرد. همچنین، تغییر پنج درجه در شرایط نصب نباید نشانگر فشارسنج را بیشتر از نصف میزان دقت تغییر داد.

فشار در کالیبره کردن فشارسنج‌ها

در ادامه بحث کالیبراسیون فشارسنج،  خوب است، به مفاهیم اولیه و مهم در حوزه فشار اشاره کنیم.  فشار، مقدار انرژی است که بر سطح عمود می‌شود و تقسیم بر مساحت سطحی است که انرژی بر آن وارد شده است. لذا فشار، نیرویی است که بر مساحت سطح تقسیم می‌شود.  p = F / A . مقدار فشار مهندسی،  برابر سیستم SI پاسکال می‌باشد. هر یک پاسکال نیز، مساوی با نیروی یک نیوتن، وارد بر سطحی با مساحت یک متر مربع است. به بیانی دیگر، ۱ Pa = 1 N / m2. لذا پاسکال، یک واحد بسیار خرد است که معمولا با ضرایبی نظیر هتکو، کیلو یا مگا به کار می‌رود.

انواع فشار را بشناسیم

همانطور که گفته شد، مبحث فشار از موضوعات لاینفک کالیبراسیون فشارسنج است. لذا باید دید، فشار دارای چه انواعی است:

• فشار گیج،
• فشار مطلق،
• فشار خلاء،
• فشار تفاضلی
• و در نهایت بارومتریک.

تمایز عمده این گونه ادوات در کالیبراسیون فشارسنج، نقطه تکیه گاهی است که در برابر آن، فشار پایش می‌شود. فشارسنج‌ها به منظور سنجش همه گونه‌های فشار که نام‌شان در متن فوق آمد،  طراحی و ساخته شده‌اند. علاوه براین در حوزه صنعت، فشارسنج های ترکیبی ساخته شده اند که هر دو فشار مثبت و فشار منفی را مورد پایش قرار می‌دهند.

گیج فشار

هنگامی که صحبت از گیج فشار به میان می‌آید، روشن است که بررسی فشارسنج‌های آنالوگی که دارای شاخص عقربه‌ای و مقیاس فشار هستند، امری ضروری خواهد بود. گیج فشار آنالوگ، غالبا برابر معیارهای EN 837، ASME B40.100 ساخته می‌شوند. معمولا این گیج‌های فشار عقربه‌ای از یک لوله بوردون، دیافراگم یا کپسول تشکیل شده‌اند؛ ساختاری مکانیکی که نشانگر را با بالا بردن فشار در راستای مقیاس، به تحرک وا می‌دارد. فشارسنج‌ها از نقطه نظر دقت، اقسام مختلفی دارند که هر کدام دقت و ویژگی‌های دیگری از فشارسنج را می‌تواند معین کند. بازه فشار مطلوب با  ۱، ۱٫۶، ۲٫۵، ۴، قابل تقسیم هستند.

در گیج فشار، قطر فشارسنج‌ها اغلب در سایزهای ۴۰، ۵۰، ۶۳، ۸۰، ۱۰۰، ۱۱۵، ۱۶۰ و ۲۵۰  میلی‌متر ، تولید می‌شوند. در حقیقت، هر چه میزان دقت یک فشارسنج افزایش یابد، قطر صفحه نیز بیشتر می‌شود. علاوه براین، گیج فشار دیجیتال نیز در این حوزه کاربرد دارد که به جای صفحه آنالوگ، اندازه‌ها را به شکل عددی نشان می‌دهد. فشارسنج‌ها معمولا در همه صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد و یک وسیله مرسوم در کالیبراسیون می‌باشد. هر ماشین اندازه‌گیری فشار فرآیندی، می‌بایست در دوره‌های منظم برای حصول اطمینان از کارایی ماشین تست شود. حسگرهای فشار از وسایل مکانیکی به شمار می‌رود که به خاطر وارد شدن نتایج مکانیکی بر روی آن‌ها، ریسک استفاده از آنها را بالا می‌برد.