فشار سنج ارتجاعی
از خاصیت تغییر شکل ماده در اثر اعمال فشار در ساخت فشارسنج ارتجاعی استفاده می شود. فشارسنج های دیافراگمی،کپسولی، لوله بوردون و دم(بلوزBellows) چهار نوع اصلی از خانواده این فشارسنجها می باشند. در این فشارسنج ها کیفیت آلیاژی که در ساخت آن مورد استفاده قرار می گیرد از اهمیت زیادی برخوردار است.
اندازه گیرهای فشار ارتجاعی به طور گسترده در صنایع نفت، گاز و کشتی ها وهواپیماها وسایر صنایع مورد استفاده قرار می گیرند.
فشار سنج دیافراگمی (Diaphragm pressure gauges):
دیافراگم در واقع یک دیسک فلزی قابل انعطاف است که به اشکال موج دار(چین خوردگی) و مسطح می باشد. اندازه گیری فشار با دیافراگم یکی از روش های اندازه گیری فشار در ابزاردقیق می باشد. فشارسنج دیافراگمی عمدتا برای اندازه گیری اختلاف فشار استفاده می شود. فشارسنج های دیا فراگمی اساسا مبدل های مکانیکی فشار هستند.
درسلول اختلاف فشار (Dp cell)، تغيير شكل مكانيكی صفحه ديافراگم موجب يك جابجايی كوچك وكشيدگی سطح ديافراگم ميشود. از اين دو ویژگی يعني جابجايی و كشيدگی سطح، به طور مستقل می توان جهت اندازه گيری ميزان اختلاف فشار اعمالی استفاده کرد. در واقع ميزان كشيدگی و جابجايي ايجاد شده، رابطه معینی با اختلاف فشار وارد شده دارد. بدین صورت با داشتن یکی از فشارها می توان فشار مجهول را بدست آورد.
به طور کلی اصول کار فشارسنج دیافراگمی به گونه ای است که ابتدا صفحه تخت یا چین خورده دیافراگم که با اهرمی به عقربه متصل شده است در اثرفشار وارده به صفحه A تغییر شکل می دهد. این تغییر شکل منجر به حرکت متناسب اهرم می شود، با فشار اهرم عقربه نشانگر حرکت می کند. حرکت عقربه روی صفحه مدرج فشار اعمالی را به کاربر گزارش می کند. جنس دیافراگم می تواند فلزی یا غیر فلزی باشد. با این شرط که فلز انتخاب شده بایستی الاستیکElastic باشد. چرم ولاستیک هم در ساخت دیافراگم متداول هستند فشارسنج های غیر فلزی دارای ابعاد بزرگ هستند که عمدتا برای اندازه گیری فشارهای پایین تر استفاده می شوند.
فشار سنج کپسولی(Capsule pressure gauge):
چون بسياری از ديافراگم ها كه از جنس غير فلزی ساخته می شوند، در برابر مواد خورنده و ضربه، آسیب پذیر می باشند، عموما در اين موارد از دو ديافراگم استفاده ميشود. ديافراگم اول كه با سيال در تماس است، معمولاً از جنس فولاد ضدزنگ ساخته می شود. تغييرشكل ديافراگم اول تحت فشار سيال، سبب جابجایی يك سيال واسط كه تراكم ناپذير و همچنين غيرخورنده است،خواهد شد. معمولاً از روغن های سيليكون كه جاذب ضربه و ارتعاش هستند به عنوان سيال انتقال دهنده(واسط) استفاده می كنند. اين سيال، فشار را به ديافراگم دوم كه عموماً غير فلزی است، منتقل می كند.
فشارسنج کپسولی می تواند از دو یا چند دیافراگم متصل به هم با دقت اندازه گیری بالا تر تشکیل شود.
فشارسنج فانوسی[دم یا بولز](Bellows Tube):
فانوس قطعه ای است قابل انعطاف که از جنس فلز یا لاستیک ساخته می شود در اثر اعمال فشار به این قطعه طول بولز(فانوس) تغییر می کند. به طور کلی بلوز ساختمانی شبیه به آکاردئون و دم آهنگری دارد. ساختار آکاردئون دم سبب انبساط و تغییر اندازه متناسب آن در اثر فشار می شود. روابط فشار، باز و بسته شدن دم شبیه روابط فنر است. این روابط را به شرح زیر است:
X = Ks (PA)
P فشار مورد اندازه گیری، A سطح مقطع بولز، Ks ضریب ارتجاعی بولز
فشارسنج بوردون (Bourdon Tube):
لوله بوردون از یک لوله فلزی خمیده بیضی شکل تشکیل شده است که با افزایش فشار سیال تمایل به باز شدن دارد و با کاهش فشار انحنا بیشترمی شود. تغییرات انحنا از طریق یک سیستم چرخ دنده ای به عقربه فشارسنج منتقل می شود. جهت و مقدار حرکت عقربه به جهت و مقدار تغییر انحنای لوله بستگی دارد. فشار سنج بوردون برای اندازه گیری فشار بیشتر و کمتر از اتمسفر به کار می رود.
