1. 소개
압력은 단위 면적당 유체 (액체 또는 가스)에 의해 가해지는 힘을 나타내는 기본 물리량입니다. 압력을 이해하고 정확하게 측정하는 것은 과학, 공학, 의학 및 산업에서 중요합니다. 가장 일반적인 압력 측정 형태 중 하나는 게이지 압력.
게이지 압력 국소 대기압에 비해 측정 된 압력입니다. 절대 압력과 달리 대기 구성 요소를 설명하지 않습니다. 이 기사는 게이지 압력의 개념을 자세히 살펴보고, 다른 유형의 압력과 비교하고, 측정 방법을 설명하고, 실제 응용 분야에서 그 중요성을 강조합니다.
2. 게이지 압력이란 무엇입니까?
게이지 압력 (PG)는 측정 된 압력입니다 주변 대기압과 관련이 있습니다. 그것은 일상 생활과 산업 상황에서 가장 일반적으로 사용되는 압력 기준입니다. 대기압 (또는 그 이하)의 압력이 얼마나 많은지를 반영하기 때문입니다.
2.1 수학적 표현
게이지 압력은 공식으로 정의됩니다.
pgauge = pabsolute -patmospheric
어디:
- pgauge = 게이지 압력
- pabsolute = 절대 압력
- Patmospheric = 대기압 (보통 해수면에서 ~ 101.325 kPa)
게이지 압력은 양수 또는 음수 일 수 있습니다.
- 양의 게이지 압력: 대기압 위
- 음의 게이지 압력 (진공 게이지): 대기압 아래
3. 게이지 압력 단위
게이지 압력은 절대 압력과 동일한 단위로 표현되며 대기압을 배제한다는 구별이 있습니다.
- 파스칼 (PA) 그리고 킬로 파스 칼 (KPA)
- 제곱 인치 게이지 당 파운드 (PSIG)
- 막대 (게이지) 또는 MBAR
- 평방 센티미터 당 킬로그램 포스 (kgf/cm²)
예 : 자동차 타이어가 팽창 할 수 있습니다 35 psig이는 대기압보다 35psi입니다.
4. 게이지 압력 대 절대 및 차압
압력 유형의 차이를 이해하는 것은 올바른 센서를 선택하고 측정을 올바르게 해석하는 데 필수적입니다.
| 유형 | 참조 점 | 일반적인 사용 사례 |
|---|---|---|
| 게이지 압력 | 주변 분위기 | 타이어 압력, 물 공급, 산업 기계 |
| 절대 압력 | 완벽한 진공 | 과학 응용, 고도 측정 |
| 차등 압력 | 또 다른 압력 지점 | 흐름, 필터 막힘, HVAC 시스템 |
예를 들어, 대기압이 101.325 kPa이고 탱크가 150kPa 절대 압력을 읽는 경우 게이지 압력은 다음과 같습니다.
pgauge = 150-101.325 = 48.675kpa
5. 게이지 압력을 측정하는 방법
5.1 게이지 압력 센서
게이지 압력 센서는 일반적으로 a 배출 된 다이어프램. 다이어프램의 한쪽은 배지 (유체/가스)에 노출되는 반면, 다른 쪽은 대기압에 개방되어 센서가 대기압을 무시하고 차동량 만 측정 할 수있게합니다.
5.2 센서 기술
일반적인 게이지 압력 센서 유형은 다음과 같습니다.
- 압전성 센서: 다이어프램 변형으로 전기 저항의 변화.
- 용량 성 센서: 다이어프램 플레이트 사이의 커패시턴스 변화.
- 스트레인 게이지 센서: 전기 신호로 변환 된 기계적 변형.
- 압전 센서: 압력 유발 응력으로 생성 된 전압.
- 부르돈 튜브: 다이얼 표시기 용 기계식 아날로그 센서.
5.3 구경 측정
게이지 압력 센서는 대기압 = 0 참조라는 가정하에 공장에서 교정됩니다. 교정은 정확한 판독 값, 특히 의료 기기 또는 화학 투여와 같은 민감한 응용 분야에서 필수적입니다.
6. 게이지 압력을 사용하는 이유는 무엇입니까?
게이지 압력은 압력을 직접 반영하기 때문에 일상 및 산업 시스템에서 매우 실용적이고 관련이 있습니다. 주변 위 또는 아래- 안전 및 기능적 관점에서 종종 중요합니다.
6.1 해석의 용이성
대기에 비해 시스템이 과도한 압축 또는 과소 평가되어 있는지 이해하는 것이 더 쉽습니다.
- 타이어의 과다 인플레이션을 방지하십시오
- 용기의 과압을 피하십시오
- 물 공급 파이프 라인을 모니터링하십시오
6.2 비용 효율성
게이지 압력 센서는 일반적으로 절대 센서보다 단순하고 저렴합니다.
7. 게이지 압력의 응용
7.1 자동차 산업
- 타이어 압력 모니터링: 타이어가 과도하게 팽창하지 않도록합니다.
- 연료 시스템 압력: 효율적인 연소를 위해 연료 분사를 조절합니다.
- 브레이크 시스템: 유압 브레이크 라인에서 압력을 유지합니다.
7.2 산업 장비
- 보일러 및 압력 용기: 안전 및 규제 준수를 모니터링합니다.
- 공압 및 유압 시스템: 정확한 압력 제어가 필요합니다.
- 펌프 및 압축기: 대상 출력을 유지하기위한 피드백 제어.
7.3 HVAC 시스템
- 에어컨 및 냉장 장치의 냉매 압력 모니터링.
- 공기 흐름 및 시스템 부하 조절.
7.4 의료 기기
- 혈압 모니터: 커프 압력을위한 게이지 기반 센서.
- 인공 호흡기: 공기압이 통제되는 적절한 폐 팽창을 보장하십시오.
- 흡입 장치: 유체 제거에 음성 게이지 압력을 사용하십시오.
7.5 물 및 폐수 관리
- 파이프 라인 모니터링: 파열 또는 캐비테이션을 방지합니다.
- 펌프 제어: 유량을 원하는 범위 내에서 유지합니다.
7.6 항공 우주 및 해양
- 캐빈 및 연료 시스템의 가압 시스템은 종종 온보드 진단을위한 게이지 판독 값에 의존합니다.
8. 게이지 압력의 장점과 단점
8.1 장점
- 사용자 또는 시스템과 관련된 압력을 직접 측정합니다.
- 저렴하고 널리 이용 가능합니다.
- 사용하기 쉽고 해석합니다.
- 대부분의 압력 게이지, 다이얼 표시기 및 마노 미터는 이런 식으로 설계되었습니다.
8.2 단점
- 과학 또는 고정밀 응용 프로그램에는 정확하지 않습니다.
- 대기압 변화에 따라 (예 : 다른 고도).
- 진공 또는 절대 기준 측정에는 적합하지 않습니다.
9. 진공 응용 분야의 측정 압력
하는 동안 양의 게이지 압력 압력을 나타냅니다 대기 위,,, 음의 게이지 압력 진공 시스템에서 중요합니다. 진공 게이지는 시스템이 작동하는 대기압의 양을 측정합니다.
- 0 psig = 대기압
- -15 psig = 거의 완벽한 진공 (해수면)
일반적인 진공 게이지
- Bourdon 튜브 진공 게이지
- 디지털 압력 변환기
- 마노 미터
10. 실제 사례
10.1 타이어 압력
자동차 타이어 게이지가 읽는 경우 32 psi, 그것은 타이어 내부의 압력이 32 psi임을 의미합니다. ~ 위에 대기압 (~ 14.7 psi). 그래서 절대 압력 타이어 내부는 거의 없습니다 46.7 PSIA.
10.2 가정용 수도 시스템
대부분의 주거용 수도 시스템은 40-60psi 게이지로 가압됩니다. 압력 이이 범위 아래로 떨어지면 성능이 저하되거나 배관 문제가 발생할 수 있습니다.
10.3 압축 공기 도구
압축 공기 시스템은 주변에서 작동합니다 90-120 psig임팩트 렌치, 페인트 분무기 및 네일 건과 같은 도구를 제대로 작동시킬 수 있습니다.
11. 게이지 압력 센서의 선택 기준
| 요인 | 중요성 |
|---|---|
| 압력 범위 | 응용 프로그램 요구와 일치해야합니다 |
| 정확성 | 의료, 과학적 또는 고 차이 사용에 중요합니다 |
| 응답 시간 | 실시간 모니터링에 중요합니다 |
| 미디어 호환성 | 센서는 유체 또는 가스와의 접촉을 견딜 수 있어야합니다 |
| 신호 출력 | 시스템에 따라 아날로그, 디지털 또는 무선 |
| 환경 조건 | 온도, 습도 또는 진동을 처리해야합니다 |
12. 디지털 대 아날로그 게이지 압력 장치
아날로그 장치
- 비용 효율적입니다
- 설치하기 쉽습니다
- 다이얼 또는 바늘을 통한 시각적 읽기
디지털 장치
- 높은 정밀도
- 데이터 로깅 및 출력 옵션
- 연결 (RS485, Bluetooth 등)
13. 규제 표준 및 안전
산업 및 안전 크리티컬 시스템에 사용되는 게이지 압력 장치는 다음과 같은 국제 표준을 준수해야합니다.
- ASME BPVC (보일러 및 압력 용기 코드)
- ISO 9001/17025: 교정 및 품질 보증
- CE/UL 인증: 전자 제품의 안전 및 준수
- ROHS / Reach: 환경 및 건강 준수
14. 신흥 동향과 기술
14.1 스마트 압력 센서
- 내장 진단
- IoT를 통한 클라우드 통합
- AI 지원 오류 예측
14.2 무선 압력 모니터링
- Remote installations in oil & gas, mining, and agriculture.
- 배터리 또는 에너지 수확으로 구동되는 에너지 효율적인 센서.
14.3 MEMS 기반 압력 센서
- 마이크로 전기-기계 시스템은 소형화를 가능하게합니다.
- 스마트 폰, 피트니스 추적기 및 웨어러블 의료 기기에 사용됩니다.
15. 결론
게이지 압력은 일상 생활과 여러 산업에서 실용적이고 널리 사용되는 압력 기준 방법입니다. 이해하고 해석하는 것이 간단하며 주변 조건에 대한 압력이 가장 중요한 대부분의 실제 사용 사례와 잘 맞습니다.
단순성에도 불구하고 올바른 게이지 압력 센서를 선택하려면 여전히 응용 프로그램, 환경 조건 및 시스템 요구 사항을 잘 이해해야합니다. 현대 엔지니어링 시스템에서 게이지 압력 센서는 점점 더 디지털 및 무선 네트워크에 통합되어 더 똑똑하고 안전하며보다 효율적인 운영에 기여합니다.
