1。簡介
壓力是代表每單位面積流體（液體或氣體）施加的力的基本物理量。在科學，工程，醫學和行業中，理解和準確測量壓力至關重要。壓力測量最常見的形式之一是 儀表壓力。
儀表壓力 是相對於當地大氣壓測量的壓力。與絕對壓力不同，它不能解釋大氣成分。本文詳細探討了儀表壓力的概念，將其與其他類型的壓力進行了比較，並解釋了其測量方式並突出了其在現實世界應用中的重要性。
2。什麼是量規壓力？
儀表壓力 （pg）是測量的壓力 相對於環境大氣壓。它是日常生活和工業環境中最常用的壓力參考，因為它反映了大氣壓力的過高（或低於）的壓力。
2.1數學表達
儀表壓力由公式定義：
pgauge = pabsolute -patmospheric
在哪裡：
- pgauge =儀表壓力
- pabsolute =絕對壓力
- patmospheric =大氣壓（通常在海平面〜101.325 kPa）
儀表壓力可能為正或負面：
- 正壓壓力：高於大氣壓
- 負壓力壓力（真空表）：在大氣壓下
3。儀表壓力單位
儀表壓力與絕對壓力以相同的單位表示，其區別不包括大氣壓力：
- 帕斯卡（PA） 和 Kilopascals（KPA）
- 每平方英寸量表（PSIG）
- 欄（量規） 或者 MBAR
- 每平方厘米（kgf/cm²）千克力
示例：汽車輪胎可能被誇大 35 psig，這意味著它比大氣壓高35 psi。
4。儀表壓力與絕對壓力和差異
了解壓力類型之間的差異對於選擇正確的傳感器和正確解釋測量值至關重要。
| 類型 | 參考點 | 典型的用例 |
|---|---|---|
| 儀表壓力 | 環境氣氛 | 輪胎壓力，供水，工業機器 |
| 絕對壓力 | 完美的真空 | 科學應用，海拔測量 |
| 差異 | 另一個壓力點 | 流量，濾堵，HVAC系統 |
例如，如果大氣壓力為101.325 kPa，並且儲罐讀取150 kPa的絕對壓力，則其規格壓力為：
Pgauge=150−101.325=48.675kPa
5。如何測量儀表壓力
5.1量規壓力傳感器
儀表壓力傳感器通常使用 排氣膜片。隔膜的一側暴露於培養基（流體/氣體），而另一側則面臨大氣壓，使傳感器忽略了大氣壓力，僅測量差異。
5.2傳感器技術
量規壓力傳感器的常見類型包括：
- 壓電傳感器：隨著隔膜變形而改變電阻。
- 電容傳感器：隔膜板之間的電容變化。
- 應變量規傳感器：轉換為電信號的機械應變。
- 壓電傳感器：由壓力引起的應力產生的電壓。
- 布爾登管：用於錶盤指示器的機械模擬傳感器。
5.3 校準
儀表壓力傳感器通過出廠校準，假設大氣壓= 0參考。校準對於準確的讀取至關重要，尤其是在敏感應用中，例如醫療設備或化學劑量。
6。為什麼要使用量規壓力？
儀表壓力在日常和工業系統中高度實用，並且具有相關性，因為它直接反映了壓力 在環境上方或下方 - 從安全性和功能的角度來看，這通常是重要的。
6.1易於解釋
與氣氛相比，與大氣相比，了解系統是過度壓力過度還是不足的更容易，這有幫助：
- 防止輪胎過度充氣
- 避免在船隻中過壓
- 監視供水管道
6.2成本效率
儀表壓力傳感器通常比絕對傳感器更簡單且便宜。
7。施加壓力的施用
7.1汽車行業
- 輪胎壓力監測：確保輪胎不會被膨脹或不膨脹。
- 燃油系統壓力：調節燃油噴射以有效燃燒。
- 制動系統：在液壓制動線中保持壓力。
7.2工業設備
- 鍋爐和壓力容器：監控安全性和法規合規性。
- 氣動和液壓系統：需要精確的壓力控制。
- 泵和壓縮機：用於維護目標輸出的反饋控制。
7.3 HVAC系統
- 監測空調和製冷單元中的製冷劑壓力。
- 調節氣流和系統負載。
7.4醫療設備
- 血壓監測：袖口壓力的基於儀表的傳感器。
- 呼吸機：確保用受控的氣壓適當的肺通貨膨脹。
- 吸力設備：使用負壓力壓力去除流體。
7.5水和廢水管理
- 管道監控：防止破裂或空化。
- 泵控制：將流速保持在所需的範圍內。
7.6航空航天和海洋
- 機艙和燃料系統中的加壓系統通常依賴於登機診斷的規格讀數。
8。儀表壓力的優勢和缺點
8.1優勢
- 直接測量與用戶或系統相關的壓力。
- 便宜且廣泛可用。
- 易於使用和解釋。
- 大多數壓力表，撥號指示器和測壓器都是這樣設計的。
8.2缺點
- 對於科學或高精度應用不准確。
- 受大氣壓力的變化（例如，在不同的高度處）。
- 不適合真空或絕對參考測量值。
9。真空應用中的壓力壓力
儘管 正壓壓力 指壓力 大氣上方，，，， 負壓力 在真空系統中很重要。真空儀測量系統運行的大氣壓力低於大氣壓力。
- 0 psig =大氣壓
- -15 psig =接近完美的真空（海平面）
常見的真空儀
- 布爾登管真空儀
- 數字壓力傳感器
- 測壓器
10。現實世界的例子
10.1輪胎壓力
如果汽車輪胎量規讀 32 psi，這意味著輪胎內部的壓力為32 psi 多於 大氣壓（〜14.7 psi）。所以 絕對壓力 輪胎內部大約 46.7 psia。
10.2家居水系統
大多數住宅水系統加壓到40-60 psi儀表。如果壓力下降到此範圍以下，則可能導致性能或管道問題差。
10.3壓縮空氣工具
壓縮空氣系統在周圍運行 90-120 psig，啟用諸如撞擊扳手，油漆噴塗機和指甲槍之類的工具，以正常運行。
11。儀表壓力傳感器的選擇標準
| 因素 | 重要性 |
|---|---|
| 壓力範圍 | 必須與申請需求保持一致 |
| 準確性 | 在醫學，科學或高精度用途中至關重要 |
| 響應時間 | 對實時監控很重要 |
| 媒體兼容性 | 傳感器必須與流體或氣體接觸 |
| 信號輸出 | 根據系統的模擬，數字或無線 |
| 環境條件 | 必須處理溫度，濕度或振動 |
12。數字與模擬量規壓力設備
模擬設備
- 成本效益
- 易於安裝
- 通過錶盤或針頭視覺閱讀
數字設備
- 高精度
- 數據記錄和輸出選項
- 連接性（RS485，藍牙等）
13。監管標準和安全
工業和安全至關重要係統中使用的量規壓力設備必須符合國際標準，例如：
- ASME BPVC（鍋爐和壓力容器代碼）
- ISO 9001/17025：校準和質量保證
- CE/UL認證：電子設備的安全和合規性
- rohs /觸及：環境與健康合規性
14。新興趨勢和技術
14.1智能壓力傳感器
- 內置診斷
- 通過物聯網集成雲
- 啟用AI的故障預測
14.2無線壓力監控
- Remote installations in oil & gas, mining, and agriculture.
- 節能傳感器由電池或能量收集提供動力。
14.3基於MEMS的壓力傳感器
- 微型機械系統實現小型化。
- 用於智能手機，健身追踪器和可穿戴醫療設備。
15。結論
量規壓力是日常生活和跨多個行業的實用且廣泛使用的壓力參考方法。理解和解釋是很簡單的，並且與大多數現實世界中的用例都很好地保持一致，因為壓力相對於環境條件最重要。
儘管它很簡單，但選擇正確的量規壓力傳感器仍然需要對應用，環境條件和系統要求有良好的了解。在現代工程系統中，儀表壓力傳感器越來越多地集成到數字和無線網絡中，從而有助於更智能，更安全和更有效的操作。
