مانومتر چیست؟

به هر دستگاهی که قابلیت اندازه گیری فشار را داشته باشد مانومتر می‌گویند. مانومترها معمولاً از یک لوله U شکل ساخته می‌شوند که میزان فشار مایع یا گاز درون آن را اندازه می‌گیرند و با نمایشگر عقربه ای به کاربر نمایش می‌دهند. این وسایل در موارد مختلفی مثل صنایع مختف، آزمایشگاه ها و … کاربرد دارند. در این مقاله قصد داریم ساختار مانومتر، روش کار و انواع آن را برایتان شرح دهیم.

نحوه کار مانومتر 

روش کار مانومتر به این صورت است که اختلاف میان میزان فشار (گاز یا مایع) درون لوله را با یک منبع بیرونی مقایسه می‌کند، این منبع بیرونی معمولاً یک نمونه شبیه سازی شده از جو زمین است. مانومترها انواع مختلفی دارند و ساده‌ترین آن‌ها یک لوله پیزومتر است که یک لوله سوار شده بر روی یک پایه است و مایع را نگه می‌دارد.

همان‌طور که گفتیم معمول‌ترین مانومترها به شکل U هستند، که لوله‌های آن از یک سو آزاد است و از سوی دیگر به یک منبع گاز متصل است؛ این منبع همان نمونه شبیه سازی شده اتمسفر زمین است و میزان فشار مایع درون لوله نسبت به فشار درون منبع سنجیده می‌شود. اگر فشار مایع درون لوله یک واحد از مایع منبع بیشتر بشود مایع درون لوله پایین می‌رود و مایع منبع یک واحد بیشتر می‌شود، به این ترتیب میزان فشار مایع درون لوله اندازه گرفته می‌شود.

آشنایی با اجزای مانومتر

 گیج فشار

یک صفحه ی  دایره ای شکل در بالای مانومتر اکسیژن است که فشار داخلی دستگاه اکسیژن و فشار ورودی به دستگاه مانومتر را برحسب PI و بار نشان می‌دهد، شما باید زمانی که عقربه دستگاه مانومتر به سمت عدد صفر یا در بعضی موارد به سمت رنگ قرمز می‌رود، متوجه شوید که میزان اکسیژن داخل کپسول، رو به اتمام است.

 فلومتر

وظیفه تنظیم گاز اکسیژن خروجی از مانومتر را بر عهده دارد، یعنی شما می توانید با استفاده از این وسیله میزان اکسیژن خارج شده از مانومتر و کپسول را نشان دهید. این واحد مقدار اکسیژنی که از این دستگاه خارج می شود، لیتر بر دقیقه است و این مقدار توسط پزشک تجویز می شود و شما باید این دستگاه را طوری تنظیم کنید که مقدار گاز خروجی آن زیاد یا کمتر نشود.

 لیوان مرطوب کننده

 بخش دیگر دستگاه مانومتر که تا ارتفاع خاص، از آب مقطر و جوشیده پر شده است و گاز اکسیژن پیش از خروج از کپسول، از داخل این مایع عبور می‌کند و هوای مرطوب و مطبوعی را به بیمار می رساند. اگر این قسمت از کپسول اکسیژن وجود نداشت، اکسیژن خشک وارد ریه فرد بیمار می شد و از آنجایی که اکسیژن خشک باعث دهیدراته شدن غشای تنفسی می‌شود، این موضوع بیمار را بیشتر آزار می‌داد.

اندازه گیری فشار با مانومتر

برای اندازه گیری فشار، بر روی مانومتر مقیاسی وجود دارد که اندازه گیری اختلاف ارتفاع مایع در هر دو ستون را امکان‌پذیر می‌کند. اختلاف ارتفاع مایع موجود در دو لوله می‌تواند مرجعی برای مقایسه نسبی فشارهای مختلف باشد. همچنین اگر چگالی مایع در فشارسنج بررسی و مشخص شده باشد، می‌توان از آن برای محاسبه فشار مطلق هم استفاده کرد.

محاسبه فشار

محاسبه فشار در مانومتر با معادله زیر امکان‌پذیر است:

P=hgd

که شرح هر یک از متغیرها به شکل زیر است:

P = فشار

h = ارتفاع مایع

g = نیروی جاذبه

d = چگالی مایع

برای محاسبه اختلاف فشار از معادله P = Pa – P۰ استفاده می‌شود، که Pa فشار مایعی است که می‌خواهیم مورد آزمایش قرار دهیم و P۰ فشار مایع منبع مرجع است.

اندازه گیری پارامترهای دیگر با مانومتر

با استفاده از این وسیله می‌توان متغیرهای دیگری مثل گاز، سرعت، سطح مایع و ارتفاع را هم (به‌طور غیر مستقیم) اندازه گرفت.

انواع مانومتر کدام است؟

انواع مانومتر در مدل ها با ساختار و عملکرد متفاوت طراحی و تولید شده و روانه بازار گردیده است. برخی از این مدل ها بیشتر از دیگر انواع آن رایج هستند و به طور معمول در کاربردهای صنعتی استفاده می شوند. ازجمله فاکتور های دسته بندی انواع فشار سنج ها می توان به شکل ساختاری آنها، مشخصات فنی،دیجیتال و آنالوگ بودن، مایع درون آنها به دسته های مختلف و مدل های متفاوتی دسته بندی می شود. در زیر به برخی از مدل های پر کاربرد فشارسنج اشاره کرده ایم.

فشار سنج یا مانومتر روغنی

مایعی به نام گلیسیرین نیز می تواند در فشارسنج گنجانده شود که به آن فشار سنج روغنی گویند. این فشارسنج های گلیسیرین برای اندازه گیری هایی در نظر گرفته شده اند که در طی آن نوسان های عظیم فشار، ارتعاش یا شوک ممکن است رخ دهد. مایع کمک می کند تا اطمینان حاصل شود که فشار در گیج فشار روغنی جذب می شود.

ارتعاش بالا دارای تأثیرات منفی زیادی بر خوانش گیج فشار خشک، سایش و خوردگی آن می باشد. گلیسیرین موجود در یک گیج فشار پر از مایع، اثر ارتعاشات را کم می کند، قسمت های داخلی را روان و از خوردگی جلوگیری می کند. این ویژگی ها موجب افزایش طول عمر و کم شدن هزینه های جایگزینی فشارسنج های روغنی نسبت به فشارسنج های خشک می شود. به طور معمول ازین گیج ها در سیستم های ارتعاش بالا و محیط های مرطوب و سرد استفاده می شود.

مانومتر خشک

در برخی از کاربردهای خاص، ممکن است، نوع روغنی این ابزار ایده آل شما نباشد، زیرا ممکن است ویژگی های آن بیش از حد باشد. در بیشتر مواقع از مانومتر خشک در ماشین های صنعتی از جمله کمپرسورهای هوا بکار برده می شود. این ابزار برای محیط هایی که ارتعاشات مکانیکی بالا و نگران کننده نیست و رطوبت کمی وجود دارد، بسیار ایده ال و کاربردی است. اما از بکار بردن این ابزار در مکان هایی که دما پایین است، اجتناب کنید. زیرا رطوبت در دمای پایین می تواند به یخ تبدیل شود و باعث از کار افتادن کامل گیج گردد.

مانومتر دیجیتال

برخلاف مدل های سنتی، مانومتر دیجیتال برای تشخیص فشار به تعادل هیدرواستاتیکی سیالات (آب/جیوه) متکی نیست. در عوض، آن ها با یک جزء معروف به مبدل فشار عرضه می شوند که سطح فشار مشاهده شده را به سیگنال/مقدار الکتریکی تبدیل می کند. سپس مقدار را می توان به عنوان مقدار فشار موجود ثبت کرد. معمولاً سه نوع متغیر الکتریکی توسط مبدل های فشار استفاده می شود: مقاومتی، خازنی و القایی.در manometer دیجیتال مقادیر فشار اندازه گیری شده بر روی یک صفحه نمایش به صورت دیجیتالی نشان داده می شود.