يلعب قياس الضغط دورًا حيويًا في الصناعة الحديثة والبحث العلمي والتطبيقات اليومية. في الإنتاج الصناعي، يُعد الضغط - تمامًا مثل درجة الحرارة أو التدفق أو المستوى - متغيرًا أساسيًا في العملية يجب مراقبته والتحكم فيه. تؤثر دقة قياسه بشكل مباشر على كفاءة الطاقة وسلامة الإنتاج والأداء الاقتصادي العام.
على سبيل المثال، تتطلب أنظمة مولدات التوربينات البخارية بخارًا عالي الحرارة والضغط. أثناء التشغيل، تضمن أجهزة ضغط متعددة استقرار النظام وكفاءته. في الصناعة الكيميائية، يُحدد التحكم الدقيق في الضغط نتائج التفاعل. على سبيل المثال، في تخليق الأمونيا، يضمن الحفاظ على الضغط الصحيح استمرار التفاعل الكيميائي بأعلى إنتاجية. يؤدي انخفاض الضغط إلى ضعف كفاءة التحويل، بينما يزيد الضغط الزائد من مخاطر السلامة.في البحث العلمي والتكنولوجيا الحديثة، يؤثر الضغط على التحول الهيكلي أو الطوري للمواد. لا يمكن تنقية بعض المعادن إلا في ظروف ضغط شديد الانخفاض لتحقيق نقاء عالٍ. من ناحية أخرى، يتطلب إنتاج الماس الصناعي ضغوطًا فائقة تصل إلى نطاق جيجا باسكال (GPa). حتى في التقنيات الناشئة، مثل طلاء الأغشية الرقيقة، يُعدّ التحكم في الفراغ والضغط أمرًا بالغ الأهمية.
تحت الضغط العالي، تُظهر الخصائص الفيزيائية للسوائل والمعادن والمواد الأخرى - مثل قابلية الانضغاط واللزوجة والتوصيل الكهربائي والبنية البلورية - سلوكيات تختلف عن تلك الموجودة في الظروف الجوية العادية. لذلك، يُعدّ التطور في تقنيات قياس الضغط أمرًا بالغ الأهمية لفهم هذه التغيرات وإدارتها.
في صناعات الدفاع والفضاء، تُعدّ مراقبة الضغط بالغة الأهمية. تشمل التطبيقات اختبار نفق الرياح، ورسم خرائط ضغط سطح الطائرات، والتحكم في أنظمة الوقود والتشحيم، والأنظمة الهيدروليكية والهوائية، والتحكم في قوة دفع النفاثات، وقياس الارتفاع. في جميع هذه الحالات، لا غنى عن أجهزة قياس الضغط الدقيقة.
متطلبات أجهزة إرسال الضغط
مع التقدم السريع في الإنتاج الصناعي والبحث العلمي، ازداد الطلب على قياس الضغط بشكل كبير. وتحتاج الصناعات الحديثة إلى أجهزة قادرة على قياس الضغوط العالية جدًا والصغيرة جدًا بدقة متناهية.
يغطي قياس الضغط مجموعة واسعة من التطبيقات: الغازات والسوائل، والضغط الساكن والديناميكي، والوسائط النظيفة واللزجة، وحتى السوائل السامة أو المُشَحَّمة. ويتعين على المهندسين أيضًا ضمان دقة نقل قيم الضغط من المعايير المرجعية إلى الأجهزة العاملة، مع تطوير أساليب ومعدات جديدة لتلبية المتطلبات الناشئة.
في الفيزياء، يُشير الضغط إلى القوة المؤثرة على وحدة مساحة على سطح ما. رياضيًا، تُعبّر هذه العلاقة عن نفسها بالصيغة التالية:
عندما تكون القوة المطبقة موزعة بشكل غير متساوٍ، يمكن تعريف الضغط على النحو التالي:
في الممارسة الهندسية، يتم التعبير عن الضغط غالبًا بعدة طرق مختلفة اعتمادًا على الظروف المرجعية وطرق القياس.
الضغط الجوي ( p₀ ) هو القوة التي يؤثر بها وزن الهواء فوق سطح الأرض. ويتغير باختلاف الارتفاع، وخط العرض، ودرجة الحرارة، وظروف الطقس.
يمثل الضغط المطلق ( pₐ ) الضغط الكلي الذي يمارسه السائل أو الغاز أو البخار عند نقطة محددة، بما في ذلك الضغط الجوي.
ضغط القياس ( p ) هو الضغط المقاس بالنسبة للضغط الجوي، أي:
عندما يكون الضغط المطلق أقل من الضغط الجوي، يسمى الفرق ضغط الفراغ ( p ₕ )، ويعبر عنه على النحو التالي:
تشير درجة الفراغ إلى مدى انخفاض الضغط المطلق مقارنةً بالضغط الجوي. في معظم التطبيقات الصناعية، تُصمَّم الأجهزة لقياس ضغط المقياس أو ضغط الفراغ مباشرةً.
يتم توضيح العلاقات بين أنواع الضغط المختلفة بشكل مفاهيمي في الشكل 1-1.
الشكل 1-1 : العلاقات بين الضغط المطلق، والضغط الجوي، وضغط القياس، وضغط الفراغ.
ومن تعريف الضغط، فمن الواضح أن الضغط هو كمية مشتقة يتم التعبير عنها بالقوة على وحدة المساحة .
وفقًا للمعايير الدولية (SI)، فإن الوحدة الأساسية للضغط هي الباسكال (Pa) ، والتي يتم تعريفها على النحو التالي:
على الرغم من الاعتماد العالمي لنظام باسكال، لا تزال العديد من الوحدات التقليدية والخاصة بالصناعات قيد الاستخدام في مختلف القطاعات. من أكثرها شيوعًا:
يتم تعريفه على أنه الضغط الناتج عن قوة مقدارها 1 كيلوجرام تؤثر على 1 سم² ، ويشار إليه بـ kgf/cm².
يمثل الضغط الذي يمارسه عمود زئبقي بضغط 760 مم زئبقي عند درجة حرارة 0 درجة مئوية وجاذبية قياسية (9.80665 م/ث²). ويُختصر عادةً بـ atm .
الضغط الذي يمارسه عمود من الزئبق بسمك 1 مم في ظل الظروف القياسية.
الضغط الناتج عن عمود ماء بسمك 1 مم عند 4 درجات مئوية.
تشمل وحدات الضغط الإضافية البار ، ومتر عمود الماء (mH₂O ) ، والرطل لكل بوصة مربعة (psi أو lbf/in²) .
لتسهيل التحويل، يوفر الجدول 1-1 معاملات التحويل بين وحدات الضغط المختلفة.
يُشكل قياس الضغط ركيزةً أساسيةً للأتمتة الصناعية والتجارب العلمية والهندسة الحديثة. ويضمن فهم أنواع الضغط المختلفة ووحداته ومبادئ تحويله الدقة والسلامة والكفاءة في جميع التخصصات التقنية. ومع تزايد الحاجة إلى دقة أعلى ونطاقات قياس أوسع، سيواصل التطور في أجهزة قياس الضغط دفع عجلة التقدم في كلٍّ من الصناعة والبحث العلمي.
الجدول 1-1 عوامل تحويل وحدة الضغط
| Unit Name | Symbol | Pa | bar | mmH₂O | mmHg | atm | kgf/cm² | lbf/in² (psi) | torr |
| Pascal | Pa | 1 | 1.0×10⁻⁵ | 1.01972×10⁻⁴ | 7.50062×10⁻³ | 9.86923×10⁻⁶ | 1.01972×10⁻⁵ | 1.4504×10⁻⁴ | 7.50062×10⁻³ |
| bar | bar | 1.0×10⁵ | 1 | 1.01972×10³ | 7.50062×10² | 9.86923×10⁻¹ | 1.01972×10 | 14.504 | 750.062 |
| mmH₂O | mmH₂O | 9.80665 | 9.80665×10⁻⁴ | 1 | 7.355×10⁻² | 9.678×10⁻⁵ | 1.0197×10⁻³ | 1.4223×10⁻² | 7.355×10⁻² |
| mmHg | mmHg | 1.33322×10² | 1.33322×10⁻³ | 13.5951 | 1 | 1.316×10⁻³ | 1.3595×10⁻² | 1.959×10⁻¹ | 1 |
| Standard atmosphere | atm | 1.01325×10⁵ | 1.01325 | 1.0332×10³ | 7.6×10² | 1 | 1.0332×10 | 14.696 | 760 |
| Technical atmosphere | kgf/cm² | 9.80665×10⁴ | 9.80665 | 9.678×10² | 7.355×10¹ | 9.677×10⁻² | 1 | 14.223 | 735.6 |
| Pound-force per square inch | lbf/in² | 6.89476×10³ | 6.89476×10⁻¹ | 7.0306×10¹ | 5.1713 | 6.8046×10⁻² | 7.0306×10⁻² | 1 | 51.715 |
| torr | torr | 133.322 | 1.33322×10⁻³ | 13.5951 | 1 | 1.316×10⁻³ | 1.3595×10⁻² | 1.93386×10⁻² | 1 |
SHLT نوع المستوى المرسل2017/04/12يمكن لجهاز إرسال مستوى شفة SHLT (ذكي) إجراء قياس دقيق ومستوى كثافة لجميع أنواع الحاويات. شفة متداخلة وشفة ممتدة متوفرة ، 3 أو 4 "، شفة 1501b أو 3001b ، ...Voir
SHDP / GP DP / جهاز إرسال الضغط مع أختام الحجاب الحاجز عن بعد2017/04/12يوفر جهاز إرسال الضغط / الضغط التفاضلي SHDP / GP مع أختام الحجاب الحاجز عن بُعد نوعًا من طريقة القياس الموثوقة لتجنب الوسيط المقاس من الاتصال المباشر بغشاء الختم ...Voir
مرسلات الضغط سلسلة SH / مرسلات DP2018/01/04تتبنى أجهزة إرسال الضغط من سلسلة SH تكنولوجيا الدائرة الكهربائية المعزولة بالكامل ؛ يتم عزل كل من مصدر الطاقة وإشارة المستشعر لتحسين الثبات والقدرة على مقاومة التداخل ...Voir
مستشعر الضغط السعوي 33512018/12/07مستشعر الضغط السعوي عبارة عن هيكل ملحوم بمواد الفولاذ المقاوم للصدأ. هذا النوع من مستشعرات الضغط هو استشعار الضغط أو الضغط التفاضلي عبر تعبئة الزيت في المستشعر.Voir
مستشعر الضغط الخزفي2025/04/02مستشعر الضغط السعوي السيراميكي.
أجهزة إرسال الضغط المنخفض2025/04/03جهاز إرسال الضغط المنخفض: 16-60 ملي بار.
