انواع فشارسنج

وسایل اندازه‌گیری خلأ

دستگاه‌هایی که جهت اندازه‌گیری خلأ بکار می‌رود را خلأسنج یا فشارسنج (Gauge) می‌نامند. بر اساس روش‌های اندازه‌گیری خلأ، می‌توان فشارسنج‌ها را به دو دسته کلی قرائت مستقیم یا قرائت غیرمستقیم تقسیم‌بندی کرد.

در نوع اول قرائت فشار مستقل از نوع گاز است و فشار را با میانگین‌گیری نیروی وارده بر سطح اندازه‌گیری می‌کنند. درحالی‌که در نوع دوم از وابستگی فشاری پارامترهای بعضی از فرآیندهای فیزیکی که در خلأ اتفاق می‌دهد، استفاده می‌شود، بعلاوه جهت کالیبراسیون آن‌ها به فشارسنج‌های مرجع نیاز است.

فشارسنج‌های قرائت مستقیم

فشارسنج‌های قرائت مستقیم با توجه به نوع به‌کارگیری دیواره، به دو دسته‌ی دیواره جامد و دیواره مایع تقسیم‌بندی می‌شوند. این نوع فشارسنج‌ها، فشار را با خواندن نیروی اعمالی بر سطح، به‌صورت گرمای تولیدی از مولکول‌ها و اتم‌های تحریک شده، اندازه‌گیری می‌کنند.

دو نوع فشارسنج خلأ که دیواره مایع استفاده می‌کند: مانومترهای ستون مایع و مک‌لئود است و چهار شکل فشارسنج دیواره جامد کپسولی ، دیافراگمی، کرنشی و دیافراگم خازنی متداول هستند.

فشارسنج کپسولی در فشارسنج‌های نوع کپسولی یا بوردن ، با تغییرات فشار، شکل کپسول نیز تغییر می‌کند. این نوع فشارسنج‌های فشار، معمولاً در کمپرسور و سیلندرهای گاز برای اندازه‌گیری فشار بالای اتمسفر (۹۹۹٫۹۱ میلی بار) تا چند هزار تور استفاده می‌شود.در  فشارسنج‌ دیافراگمی از دیافراگم انعطاف پذیر که معمولاً از جنس فولاد زنگ نزن است، استفاده می‌شود. در یک سمت دیافراگم حداقل ۰٫۰۰۱ میلی بار خلأ ایجاد می‌شود که برای حفظ خلأ مهر و موم شده است. فشار سیال موجب تغییر شکل دیافراگم می‌شود و این حرکت توسط یک سیستم چرخ دنده‌ای به عقربه نشانگر انتقال می‌یابد تا عقربه روی یک صفحه مقیاس شده حرکت کند و فشار را نشان دهد.

کرنش‌سنج‌ها در اندازه‌گیری فشار، وزن در لودسل، گشتاور در ترک‌متر و همچنین سنسورهای موقعیت به وفور مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای اندازه‌گیری تغییرات مقاومتی کرنش سنج از پل وتسون استفاده می‌گردد. در این فشارسنج‌های یک دیافراگم انعطاف پذیر که معمولاً از فولاد زنگ نزن ساخته شده بین قسمت خلأ و محیط اتمسفر یک قسمت بدون نشتی را شکل داده است. فشار باعث اعمال نیرو و حرکت دیافراگم می‌شود. این حرکت باعث تغییر در مقاومت الکتریکی کرنش‌سنج که روی دیافراگم چسبیده است می‌شود که تغییر مقاومت به ایجاد سیگنال الکتریکی می‌انجامد که از طریق اندازه‌گیری این سیگنال فشار اندازه‌گیری می‌شود. در نهایت اگر مکانیزم های دیافراگم یا کپسولی تصحیح شده با مدار اندازه‌گیری مناسبی ترکیب شود، کارایی گسترده‌تری به دست خواهد آمد. چنین ترکیبی، فشارسنج دیافراگم خازنی (مانومتر خازنی ) نامیده می‌شود.

 

فشارسنج‌های قرائت غیرمستقیم

همان‌طور که پیش از این گفته شد، در این شیوه قرائت از وابستگی بعضی کمیت‌های فیزیکی به فشار استفاده می‌شود. بعلاوه جهت کالیبراسیون این گونه فشارسنج‌ها به فشارسنج‌های مرجع نیاز است. فشارسنج ترمیستور،
فشارسنج ترموکوپل، فشارسنج‌های هدایت حرارتی، فشارسنج‌های همرفتی،فشارسنج ترکیبی پیرانی- مک‌لئود، فشارسنج‌های رادیواکتیو، فشارسنج‌های یونیزاسیون کاتد گرم و فشارسنج یونیزاسیون کاتد سرد، از جمله این فشارسنج هستند.