PSI vs PSIA vs PSIG: Οδηγός διαφοράς, φόρμουλας και επιλογής

Το PSI (λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα) είναι μια γενική μονάδα πίεσης. Το PSIG μετρά την πίεση σε σχέση με την περιβάλλουσα ατμόσφαιρα. Το PSIA μετρά την πίεση σε σχέση με ένα τέλειο κενό. Ο τύπος μετατροπής είναι:PSIA=PSIG + Τοπική ατμοσφαιρική πίεση. Στο επίπεδο της θάλασσας, 0 PSIG ισούται περίπου με 14.696 PSIA - όχι μηδενική πίεση.

Τι είναι το PSI;

Το PSI σημαίνει λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα. Περιγράφει τη δύναμη που εφαρμόζεται ανά μονάδα επιφάνειας και είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη μονάδα πίεσης στις Ηνωμένες Πολιτείες και σε πολλές βιομηχανικές εφαρμογές παγκοσμίως. Ωστόσο, το PSI από μόνο του δεν προσδιορίζει σημείο αναφοράς. Μια ένδειξη πίεσης 50 PSI θα μπορούσε να σημαίνει 50 PSI πάνω από την ατμοσφαιρική πίεση (μετρητής) ή 50 PSI πάνω από το απόλυτο κενό (απόλυτο). Αυτές οι δύο ερμηνείες περιγράφουν πολύ διαφορετικές φυσικές συνθήκες.

Λόγω αυτής της ασάφειας, τα έγγραφα μηχανικής, τα φύλλα δεδομένων οργάνων και οι εγγραφές βαθμονόμησης δεν πρέπει ποτέ να χρησιμοποιούν "PSI" χωρίς να διευκρινίζεται εάν η τιμή είναι μετρητή ή απόλυτη. Η εγγραφή μόνο "PSI" σε μια παραγγελία αγοράς ή P&ID έχει οδηγήσει σε λανθασμένη επιλογή αισθητήρα, αποτυχημένη βαθμονόμηση και ανατροπές διαδικασίας σε πραγματικές εγκαταστάσεις.

Τι είναι το PSIG (λίρες ανά τετραγωνική ίντσα μετρητής);

Το PSIG μετρά την πίεση σε σχέση με την τοπική ατμοσφαιρική πίεση. Ένα τυπικό μηχανικόμανόμετροδιαβάζει 0 PSIG όταν το αισθητήριο στοιχείο του είναι ανοιχτό στον περιβάλλοντα αέρα. Αυτό δεν σημαίνει ότι δεν υπάρχει πίεση - σημαίνει ότι η πίεση μέσα στο μανόμετρο ταιριάζει με την εξωτερική ατμόσφαιρα.

Όταν ένας μετρητής πίεσης ελαστικού δείχνει 32 PSIG, ο αέρας μέσα στο ελαστικό ασκεί 32 psi περισσότερο από τη γύρω ατμόσφαιρα. Ένας δέκτης πεπιεσμένου αέρα με ονομαστική τιμή 125 PSIG συγκρατεί αέρα στα 125 psi πάνω από την ατμοσφαιρική πίεση. Και στις δύο περιπτώσεις, η πραγματική ολική πίεση στα μόρια του αερίου είναι υψηλότερη από αυτή που υποδηλώνει η τιμή PSIG, επειδή η ατμοσφαιρική πίεση εξακολουθεί να δρα στο σύστημα.

Το PSIG είναι η προεπιλεγμένη αναφορά πίεσης για τα περισσότερα όργανα πεδίου και λειτουργίες εγκαταστάσεων. Πίεση σωλήνα, πίεση δεξαμενής, εκκένωση αντλίας,πίεση γραμμής ατμού, η πίεση του υδραυλικού συστήματος και η πίεση λειτουργίας του λέβητα εκφράζονται σχεδόν πάντα σε PSIG. Οι τεχνικοί συντήρησης, οι χειριστές και οι περισσότερες πινακίδες ονομάτων εξοπλισμού χρησιμοποιούν πίεση μετρητή, επειδή η πρακτική ανησυχία είναι πόση πίεση υπερβαίνει την περιβάλλουσα ατμόσφαιρα - αυτή η διαφορά καθορίζει τη μηχανική καταπόνηση σε σωλήνες, δοχεία, φλάντζες και εξαρτήματα.

Τι είναι το απόλυτο PSIA (λίρες ανά τετραγωνική ίντσα);

Το PSIA μετρά την πίεση σε σχέση με ένα τέλειο κενό - τη θεωρητική κατάσταση της μηδενικής μοριακής δραστηριότητας και της μηδενικής πίεσης. Σε αυτήν την κλίμακα, το 0 PSIA αντιπροσωπεύει το απόλυτο κενό και η τυπική ατμοσφαιρική πίεση στο επίπεδο της θάλασσας είναι περίπου 14.696 PSIA (συχνά στρογγυλοποιείται σε 14.7 PSIA για πρακτικούς υπολογισμούς).

Η απόλυτη πίεση έχει σημασία κάθε φορά που η συνολική πίεση ενός συστήματος επηρεάζει το αποτέλεσμα - όχι μόνο την πίεση πάνω από την ατμόσφαιρα. Αυτό συμβαίνει στα συστήματα κενού, στους υπολογισμούς της πυκνότητας αερίων, στις θερμοδυναμικές εξισώσεις και σε κάθε διαδικασία όπου ηνόμος για το ιδανικό αέριοή ισχύουν άλλα μοντέλα συμπεριφοράς αερίου. Τα μόρια αερίου ανταποκρίνονται στην ολική (απόλυτη) πίεση, ανεξάρτητα από το τι διαβάζει ένας μετρητής.

Το PSIA είναι επίσης η σαφέστερη αναφορά στις εφαρμογές κενού. Ένας θάλαμος κενού που λειτουργεί σε 2 PSIA επικοινωνεί μια συγκεκριμένη φυσική κατάσταση. Η περιγραφή της ίδιας κατάστασης με -12,7 PSIG (περίπου) είναι λιγότερο διαισθητική και εισάγει τον κίνδυνο σφαλμάτων πρόσημου στους υπολογισμούς.

PSI vs PSIA vs PSIG: Πίνακας σύγκρισης

Σημείωση για το PSID:Οι βιομηχανικοί χρήστες αντιμετωπίζουν συχνά διαφορική πίεση (PSID) παράλληλα με το PSIG και το PSIA. ΕΝΑπομπός διαφορικής πίεσηςμετρά τη διαφορά μεταξύ δύο πιέσεων διεργασίας -, για παράδειγμα, την πτώση πίεσης σε ένα φίλτρο, πλάκα στομίου ή εναλλάκτη θερμότητας. Το PSID δεν αναφέρεται στην ατμόσφαιρα ή στο κενό. μετρά μόνο το κενό μεταξύ δύο συνδεδεμένων κρουνών πίεσης.

Φόρμουλα μετατροπής PSIG σε PSIA

Η σχέση μεταξύ μετρητή και απόλυτης πίεσης ορίζεται από μια απλή εξίσωση που καθιερώνεται στη φυσική:

PSIA=PSIG + Τοπική ατμοσφαιρική πίεση

Και το αντίστροφο:

PSIG=PSIA − Τοπική ατμοσφαιρική πίεση

Στο επίπεδο της θάλασσας, η τυπική ατμοσφαιρική πίεση είναι101.325 Pa (14.696 psi), που συνήθως στρογγυλοποιείται σε 14,7 psi για καθημερινές εργασίες μηχανικής.

Πώς να μετατρέψετε το PSIG σε PSIA (Βήμα προς βήμα)

Βήμα 1:Προσδιορίστε εάν η τιμή πίεσης που έχετε είναι μανόμετρο (PSIG) ή απόλυτη (PSIA).

Βήμα 2:Προσδιορίστε την τοπική σας ατμοσφαιρική πίεση. Εάν βρίσκεστε κοντά στο επίπεδο της θάλασσας, τα 14,7 psi είναι μια λογική προσέγγιση. Σε υψηλότερα υψόμετρα - για παράδειγμα, το Ντένβερ του Κολοράντο στα 5.280 πόδια - η μέση ατμοσφαιρική πίεση είναι πιο κοντά στα 12,2 psi. Για εργασίες ακριβείας, χρησιμοποιήστε ένα-βαρόμετρο στον ιστότοπο ή ανατρέξτε σε έναν τοπικό μετεωρολογικό σταθμό.

Βήμα 3:Εφαρμόστε τον τύπο. Προσθέστε ατμοσφαιρική πίεση στο PSIG για να λάβετε PSIA ή αφαιρέστε την ατμοσφαιρική πίεση από PSIA για να λάβετε PSIG.

Βήμα 4:Αποφασίστε εάν η προσέγγιση των 14,7 psi είναι αποδεκτή για την αίτησή σας ή εάν χρειάζεστε πραγματικές τοπικές συνθήκες. Για ελέγχους πεπιεσμένου αέρα και τακτική συντήρηση, η προσέγγιση είναι συνήθως καλή. Για βαθμονόμηση υπό κενό, αντιστάθμιση πυκνότητας αερίου σεμετρητές ροής αερίου, ή εργαστηριακή-μέτρηση βαθμού, χρησιμοποιήστε την πραγματική τοπική ατμοσφαιρική τιμή.

Παραδείγματα μετατροπής

Παράδειγμα 1 - Μετατροπή 100 PSIG σε PSIA (στάθμη της θάλασσας):

PSIA=100 + 14.7=114.7 PSIA

Παράδειγμα 2 - Μετατροπή 30 PSIA σε PSIG (στάθμη θάλασσας):

PSIG=30 − 14.7=15.3 PSIG

Παράδειγμα 3 - Τι είναι το 0 PSIG στο PSIA;

PSIA=0 + 14.7=14.7 PSIA. Αυτό επιβεβαιώνει ότι το 0 PSIG δεν είναι κενό - σημαίνει απλώς ότι η πίεση είναι ίση με την τοπική ατμόσφαιρα.

Παράδειγμα 4 - Μετατροπή −5 PSIG σε PSIA (στάθμη της θάλασσας):

PSIA=−5 + 14.7=9.7 PSIA. Το σύστημα βρίσκεται υπό μερικό κενό. Η απόλυτη πίεση είναι 9,7 psi πάνω από το τέλειο κενό.

Παράδειγμα 5 - Μετατροπή −10 PSIG σε PSIA (στάθμη της θάλασσας):

PSIA=−10 + 14.7=4.7 PSIA. Αυτό αντιπροσωπεύει ένα βαθύτερο κενό, και ένας μετρητής που δείχνει πολύ κάτω από το μηδέν πλησιάζει το χαμηλότερο μετρήσιμο εύρος πολλών τυπικών μετρητών.

Παράδειγμα 6 - Μετατροπή 100 PSIG σε PSIA στο Ντένβερ του Κολοράντο (υψόμετρο ~5.280 πόδια):

PSIA=100 + 12.2=112.2 PSIA. Σημειώστε ότι αυτό είναι 2,5 psi χαμηλότερο από το αποτέλεσμα-της στάθμης της θάλασσας. Για τους περισσότερους ελέγχους πίεσης σωλήνων, η διαφορά δεν επηρεάζει την απόφαση. Για αντιστάθμιση πυκνότητας αερίου σε αμετρητής ροής vortexή έναν υπολογισμό ροής μάζας, αυτή η μετατόπιση 2,5 psi μπορεί να παράγει ένα μετρήσιμο σφάλμα στη διορθωμένη ένδειξη ροής.

Γιατί έχει σημασία η τοπική ατμοσφαιρική πίεση;

Το σχήμα 14,7 psi (ακριβέστερα 14,696 psi) αντιπροσωπεύει τη μέση ατμοσφαιρική πίεση στη μέση στάθμη της θάλασσας. Η πραγματική ατμοσφαιρική πίεση αλλάζει ανάλογα με το υψόμετρο, τον καιρό και τη θερμοκρασία. Σύμφωνα με τοατμόσφαιρα διεθνών προδιαγραφών, η πίεση πέφτει περίπου 0,5 psi για κάθε 1.000 πόδια ανύψωσης. Στο υψόμετρο 5.280 ποδιών του Ντένβερ, η μέση τοπική ατμοσφαιρική πίεση είναι περίπου 12,2 psi - περίπου 17% χαμηλότερη από το πρότυπο της στάθμης της θάλασσας-.

Για τις συνήθεις λειτουργίες της εγκατάστασης σε μέτρια υψόμετρα, η χρήση 14,7 psi ως προεπιλογή συνήθως δεν δημιουργεί πρακτικό πρόβλημα. Ένα σύστημα πεπιεσμένου αέρα με βαθμολογία 125 PSIG λειτουργεί με ασφάλεια είτε η τοπική ατμόσφαιρα είναι 14,7 είτε 12,2 psi, επειδή η αναφορά του μετρητή ρυθμίζεται αυτόματα.

Η προσέγγιση των 14,7 psi καθίσταται προβληματική σε συγκεκριμένες καταστάσεις: βαθμονόμηση οργάνων απόλυτης πίεσης, εκτέλεση υπολογισμών νόμου αερίου όπου έχει σημασία, λειτουργία συστημάτων κενού όπου ο στόχος εκφράζεται σε PSIA και αντιστάθμισημετρητές ροής μάζας αερίουπου χρησιμοποιούν την απόλυτη πίεση ως είσοδο. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η αντικατάσταση της πραγματικής τοπικής τιμής 12,2 psi με 14,7 psi εισάγει ένα σφάλμα περίπου του ενός-έκτου της ατμόσφαιρας, το οποίο επηρεάζει άμεσα την ακρίβεια υπολογισμού.

Πότε να χρησιμοποιήσετε το PSIG εναντίον PSIA;

Χρησιμοποιήστε το PSIG για συστήματα υπό πίεση πάνω από την ατμόσφαιρα

Το PSIG είναι η σωστή αναφορά όταν πρέπει να ξέρετε πόση πίεση υπερβαίνει τη γύρω ατμόσφαιρα. Αυτό ισχύει για συστήματα πεπιεσμένου αέρα, σωληνώσεις νερού, υδραυλικές γραμμές,συστήματα ατμού, δοχεία πίεσης και εκκένωση αντλίας - ουσιαστικά οποιαδήποτε εφαρμογή όπου η μηχανική καταπόνηση στον περιορισμό είναι το κύριο μέλημα. Η πίεση σε ένα τοίχωμα σωλήνα εξαρτάται από τη διαφορά πίεσης μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού, που είναι αυτό που μετρά ένα μανόμετρο.

Χρήση PSIA για το κενό, τους νόμους αερίων και την πυκνότητα-Εξαρτημένες διαδικασίες

Το PSIA είναι η σωστή αναφορά όταν η συνολική πίεση οδηγεί το φυσικό αποτέλεσμα. Η πυκνότητα του αερίου είναι ανάλογη της απόλυτης πίεσης και αντιστρόφως ανάλογη της απόλυτης θερμοκρασίας (από τον νόμο του ιδανικού αερίου: PV=nRT). Αν αμετρητής ροήςή ο υπολογιστής ροής χρησιμοποιεί πίεση για να αντισταθμίσει μια ογκομετρική ένδειξη αερίου σε τυπικές συνθήκες, χρειάζεται απόλυτη πίεση. Η τροφοδοσία του με τιμή μετρητή όταν αναμένει το απόλυτο - ή το αντίστροφο - θα αντισταθμίσει το αποτέλεσμα κατά περίπου μία ατμόσφαιρα. Σε μια διαδικασία που εκτελείται στα 30 PSIG, αυτό αντιπροσωπεύει περίπου ένα σφάλμα 33% στη διορθωμένη ροή όγκου.

Το PSIA προτιμάται επίσης για απόσταξη κενού, φούρνους κενού, ξήρανση με κατάψυξη, κατασκευή ημιαγωγών και οποιαδήποτε διαδικασία όπου η πίεση λειτουργίας είναι κάτω από την ατμοσφαιρική. Η έκφραση ενός βαθιού κενού ως "−13 PSIG" είναι λιγότερο σαφής και{3}}πιο επιρρεπής σε σφάλματα από την έκφραση "1,7 PSIA".

Οδηγός επιλογής αναφοράς πίεσης

Βιομηχανικές Εφαρμογές

Πιεσόμετρα και Πομποί Πίεσης

Τα περισσότερα μηχανικά πιεσόμετρα και βιομηχανικάπομπούς πίεσηςμετρήστε την πίεση του μετρητή. Είναι κατασκευασμένα με τη μία πλευρά του αισθητηρίου στοιχείου να εξαερίζεται στην ατμόσφαιρα, έτσι η έξοδος αντανακλά μόνο την πίεση πάνω (ή κάτω από) τις ατμοσφαιρικές συνθήκες. Αυτός ο σχεδιασμός τα καθιστά κατάλληλα για την πίεση του σωλήνα, τη στάθμη της δεξαμενής με υδροστατική κεφαλή, την παρακολούθηση της απόδοσης της αντλίας και τον γενικό έλεγχο της διαδικασίας.

Οι πομποί απόλυτης πίεσης χρησιμοποιούν ένα σφραγισμένο κενό αναφοράς στη μία πλευρά του αισθητηρίου διαφράγματος αντί για έναν ατμοσφαιρικό εξαερισμό. Αυτό τα καθιστά κατάλληλα για μέτρηση κενού, βαρομετρική καταγραφή και εφαρμογές όπου η πίεση διεργασίας πρέπει να είναι γνωστή σε σχέση με το πραγματικό μηδέν. Ο καθορισμός του λανθασμένου τύπου πομπού - η παραγγελία ενός πομπού μετρητή όταν η διαδικασία απαιτεί απόλυτο - είναι ένα σύνηθες σφάλμα προμήθειας. Πριν επιλέξετε έναν αισθητήρα, το φύλλο δεδομένων του οργάνου ή το φύλλο προδιαγραφών θα πρέπει να αναφέρει ξεκάθαρα εάν η απαιτούμενη είσοδος είναι PSIG, PSIA ή PSID.

Συστήματα Πεπιεσμένου Αέρα

Τα συστήματα πεπιεσμένου αέρα χρησιμοποιούν το PSIG επειδή οι χειριστές και το προσωπικό συντήρησης ενδιαφέρονται για το πόση πίεση κρατά το σύστημα πάνω από την περιβάλλουσα ατμόσφαιρα. Ένας συμπιεστής με ονομαστική τιμή 125 PSIG παράγει αέρα στα 125 psi πάνω από τις ατμοσφαιρικές συνθήκες και η δεξαμενή του δέκτη, οι βαλβίδες ασφαλείας, οι ρυθμιστές και οι κατάντη σωληνώσεις βαθμολογούνται με βάση αυτήν την αναφορά μετρητή. Το φούσκωμα των ελαστικών, η λειτουργία πνευματικού εργαλείου και οι ενεργοποιητές{4}}που τροφοδοτούνται με αέρα λειτουργούν επίσης από την πίεση του μανόμετρου.

Συστήματα κενού

Τα συστήματα κενού μπορούν να χρησιμοποιούν PSIA, αρνητικό PSIG, ίντσες υδραργύρου (inHg), Torr ή millibar ανάλογα με τη βιομηχανία και το βάθος του κενού. Για ακατέργαστο βιομηχανικό κενό (όπως μια αντλία κενού που τραβάει ένα δοχείο διεργασίας προς τα κάτω για δοκιμή διαρροής), μερικές φορές χρησιμοποιείται το PSIG στο αρνητικό εύρος. Για βαθύτερες εφαρμογές κενού - φούρνοι κενού, στεγνωτήρια ψύξης, στήλες απόσταξης - Το PSIA παρέχει μια πιο διαισθητική κλίμακα, επειδή ο αριθμός πλησιάζει το μηδέν καθώς βαθαίνει το κενό. Μονάδες όπως το Torr και τα μικρά είναι κοινά σε εργασίες υψηλού-κενού και ημιαγωγών. Κατά την αναθεώρηση των προδιαγραφών υποπίεσης, επιβεβαιώνετε πάντα ποια μονάδα και ποια αναφορά χρησιμοποιεί ο προμηθευτής.

Μέτρηση ροής και διεργασίας αερίου

Η μέτρηση της ροής αερίου είναι εκεί όπου η σύγχυση PSIG και PSIA προκαλεί τα πιο επακόλουθα σφάλματα. Όταν αμετρητής ροής vortex, μετρητής ροής θερμικής μάζας, ή ο υπολογιστής ροής αντισταθμίζει μια ογκομετρική ένδειξη σε τυπικές συνθήκες, χρησιμοποιεί πίεση και θερμοκρασία για να υπολογίσει την πραγματική πυκνότητα αερίου. Η πυκνότητα του αερίου είναι ανάλογη της απόλυτης πίεσης - όχι της πίεσης του μετρητή. Εάν ο υπολογιστής ροής ή ο πομπός αναμένει PSIA και λαμβάνει PSIG (ή αντίστροφα), ο υπολογισμός της πυκνότητας μετατοπίζεται κατά περίπου μία ατμόσφαιρα, παράγοντας σημαντικό σφάλμα στη διορθωμένη έξοδο ροής.

Για παράδειγμα, σκεφτείτε μια γραμμή φυσικού αερίου που λειτουργεί στα 30 PSIG κοντά στο επίπεδο της θάλασσας. Η απόλυτη πίεση είναι περίπου 44,7 PSIA. Εάν ένας υπολογιστής ροής χρησιμοποιεί λανθασμένα 30 αντί για 44,7 στον τύπο πυκνότητάς του, η υπολογισμένη πυκνότητα είναι περίπου 33% πολύ χαμηλή και η αναφερόμενη τυπική ταχύτητα ροής όγκου θα είναι μειωμένη κατά την ίδια αναλογία. Αυτός ο τύπος σφάλματος έχει πραγματικό οικονομικό αντίκτυπο στη μεταφορά φύλαξης και στη βελτιστοποίηση της διαδικασίας.

Όταν προσδιορίζετε αόργανο μέτρησης ροής, ελέγξτε τις απαιτήσεις εισαγωγής πίεσης στο εγχειρίδιο του οργάνου. Ορισμένες συσκευές δέχονται PSIG και προσθέτουν ατμοσφαιρική πίεση εσωτερικά. άλλοι απαιτούν άμεσα PSIA. Ο μηχανικός σε λειτουργία θα πρέπει να το επαληθεύσει κατά την εγκατάσταση.

Συνήθη λάθη με PSI, PSIA και PSIG

Λάθος 1: Υποθέτοντας "PSI" σημαίνει πάντα PSIG

Στις συνομιλίες πεδίου, το "PSI" συνήθως υποδηλώνει PSIG. Σε έγγραφα μηχανικής, εντολές αγοράς και πιστοποιητικά βαθμονόμησης, αυτή η υπόθεση μπορεί να οδηγήσει σε λάθος όργανο, λάθος εύρος ή λάθος υπολογισμό. Ένα φύλλο δεδομένων που αναφέρει "πίεση λειτουργίας: 50 PSI" αναγκάζει τον αναγνώστη να μαντέψει την αναφορά. Να γράφετε πάντα ρητά PSIG ή PSIA.

Λάθος 2: Αντιμετώπιση 0 PSIG ως χωρίς πίεση

Ένα σκάφος ανοιχτό στην ατμόσφαιρα γράφει 0 PSIG, αλλά εξακολουθεί να περιέχει αέρα σε περίπου 14,7 PSIA (στο επίπεδο της θάλασσας). Η ατμόσφαιρα σπρώχνει περίπου 14,7 λίβρες δύναμης σε κάθε τετραγωνική ίντσα επιφάνειας. Η κατανόηση αυτής της διάκρισης είναι απαραίτητη για τους υπολογισμούς της συμπεριφοράς των αερίων και για τη συνειδητοποίηση ότι η ένδειξη του μετρητή μηδέν δεν σημαίνει ότι το σύστημα είναι άδειο ή αποσυμπιεσμένο σε απόλυτες τιμές.

Λάθος 3: Χρήση 14,7 PSI σε κάθε υψόμετρο

Η στρογγυλοποίηση της ατμοσφαιρικής πίεσης στα 14,7 psi είναι λογική σε χαμηλά υψόμετρα. Στα 5.000 πόδια, η τοπική ατμοσφαιρική πίεση πέφτει σε περίπου 12,2 psi. Στα 10.000 πόδια, είναι πιο κοντά στα 10,1 psi. Για τους υπολογισμούς της πυκνότητας αερίου, τους στόχους του συστήματος κενού και τη βαθμονόμηση ακριβείας, το σφάλμα από τη χρήση 14,7 psi σε μεγάλο υψόμετρο μπορεί να είναι σημαντικό.

Λάθος 4: Χρήση μετρητή πίεσης στις εξισώσεις του νόμου αερίων

Ο νόμος του ιδανικού αερίου και οι σχετικές εξισώσεις (νόμος Boyle, συνδυασμένος νόμος αερίων, υπολογισμοί συμπιεστότητας) απαιτούν απόλυτη πίεση και απόλυτη θερμοκρασία. Η σύνδεση του PSIG σε αυτές τις εξισώσεις παράγει λάθος αποτελέσματα επειδή ο τύπος αντιμετωπίζει την είσοδο ως συνολική πίεση από το απόλυτο μηδέν. Αυτό το σφάλμα είναι ιδιαίτερα συχνό κατά τη μετατροπή μεταξύ πραγματικής και τυπικής ροής όγκου για μέτρηση αερίου.

Λάθος 5: Παραγγελία λανθασμένου αισθητήρα πίεσης

Ένας πομπός πίεσης μετρητή και ένας πομπός απόλυτης πίεσης κατασκευάζονται διαφορετικά. Ένας αισθητήρας μετρητή αναφέρεται στην ατμόσφαιρα μέσω ενός εξαερισμού. ένας απόλυτος αισθητήρας αναφέρεται σε σφραγισμένο θάλαμο κενού. Η εγκατάσταση ενός αισθητήρα μετρητή όπου απαιτείται ένας απόλυτος αισθητήρας - ή το αντίστροφο - δίνει μετατόπιση ένδειξης κατά περίπου μία ατμόσφαιρα. Πριν παραγγείλετε, επιβεβαιώστε την απαίτηση διαδικασίας: Είναι η μέτρηση σχετική με την ατμόσφαιρα, σε σχέση με το κενό ή μια διαφορά μεταξύ δύο σημείων διεργασίας;

Λίστα ελέγχου: Πριν επιλέξετε έναν αισθητήρα πίεσης

Χρησιμοποιήστε αυτήν τη λίστα ελέγχου όταν επιλέγετε ένα μανόμετρο,πομπός πίεσηςή διακόπτης πίεσης για νέα εγκατάσταση ή αντικατάσταση:

• Λειτουργεί η διαδικασία πάνω από την ατμοσφαιρική πίεση, κάτω από αυτήν (κενό) ή και τα δύο;
• Το σύστημα κατάντη (PLC, υπολογιστής ροής, DCS, καταγραφέας δεδομένων) αναμένει PSIG, PSIA ή PSID;
• Θα χρησιμοποιηθεί η ένδειξη πίεσης για την αντιστάθμιση πυκνότητας αερίου ή τον υπολογισμό της ροής μάζας; Εάν ναι, πιθανότατα απαιτείται απόλυτη πίεση.
• Το φύλλο δεδομένων διεργασίας ή το P&ID καθορίζει την αναφορά πίεσης; Επιβεβαιώστε πριν από την αγορά.
• Ποια είναι η τοπική ατμοσφαιρική πίεση στο χώρο εγκατάστασης; Σε εγκαταστάσεις μεγάλου-υψομέτρου, η μετατόπιση από τα 14,7 psi μπορεί να επηρεάσει την επιλογή και τη βαθμονόμηση του εύρους του αισθητήρα.
• Είναι η διαδικασία διαφορική μέτρηση (σε ένα φίλτρο, στόμιο ή περιορισμό); Αν ναι, απομπός διαφορικής πίεσης(εύρος PSID) μπορεί να είναι η σωστή επιλογή.

Πώς να χρησιμοποιήσετε καθαρές ετικέτες μονάδων σε έγγραφα μηχανικής

Ο διφορούμενος συμβολισμός πίεσης προκαλεί σφάλματα προμήθειας, προβλήματα εγκατάστασης πεδίου και σφάλματα υπολογισμού που διαδίδονται μέσω της λογικής του συστήματος ελέγχου. Στα μηχανολογικά σχέδια, τις προδιαγραφές, τις παραγγελίες αγοράς και τις διαδικασίες βαθμονόμησης, γράφετε πάντα τον πλήρη χαρακτηρισμό της μονάδας.

Παραδείγματα σαφούς επισήμανσης:

• Πίεση λειτουργίας 100 PSIG
• 30 PSIA πίεση εισόδου
• −10 PSIG (κενό)
• 5 PSIA απόλυτη πίεση διαδικασίας
• 150 PSIG μέγιστη επιτρεπόμενη πίεση εργασίας
• 15 PSID κατά μήκος του στοιχείου φίλτρου

Αυτό το επίπεδο εξειδίκευσης βοηθά όλους τους εμπλεκόμενους - από τον μηχανικό που συντάσσει την προδιαγραφή, τον αγοραστή που παραγγέλνει τον πομπό, έως τον τεχνικό που τον εγκαθιστά και τον βαθμονομεί στο πεδίο.

Συχνές Ερωτήσεις

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ PSI, PSIA και PSIG;

Το PSI είναι η γενική μονάδα μέτρησης της πίεσης (λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα). Το PSIG καθορίζει ότι η μέτρηση είναι σχετική με την τοπική ατμοσφαιρική πίεση - σας λέει πόση πίεση υπερβαίνει (ή πέφτει κάτω) από τον περιβάλλοντα αέρα. Το PSIA καθορίζει ότι η μέτρηση είναι σχετική με ένα τέλειο κενό, που αντιπροσωπεύει τη συνολική πίεση. Η αριθμητική διαφορά μεταξύ PSIA και PSIG σε οποιοδήποτε δεδομένο σημείο είναι ίση με την τοπική ατμοσφαιρική πίεση, περίπου 14,7 psi στο επίπεδο της θάλασσας.

Είναι το PSIG το ίδιο με το PSI;

Όχι τεχνικά, αν και στον καθημερινό τομέα η χρήση "PSI" συχνά υποδηλώνει PSIG. Η διάκριση έχει σημασία στα τεχνικά έγγραφα, επειδή η χρήση του "PSI" χωρίς καθορισμό μετρητή ή απόλυτης αφήνει τον αναγνώστη να μαντέψει. Αν απομπός πίεσηςΤο φύλλο δεδομένων λέει "εύρος: 0–100 PSI," πρέπει να επιβεβαιώσετε εάν αυτό σημαίνει PSIG ή PSIA πριν παραγγείλετε.

Το PSIA είναι πάντα υψηλότερο από το PSIG;

Για οποιαδήποτε θετική πίεση μετρητή, η αντίστοιχη τιμή PSIA είναι υψηλότερη επειδή προστίθεται ατμοσφαιρική πίεση. Στο επίπεδο της θάλασσας, PSIA=PSIG + 14.7. Η μόνη περίπτωση όπου το PSIA ισούται με PSIG αριθμητικά θα ήταν εάν η ατμοσφαιρική πίεση ήταν μηδέν, κάτι που δεν εμφανίζεται στην επιφάνεια της Γης.

Τι είναι το 0 PSIG στο PSIA;

Στο επίπεδο της θάλασσας, το 0 PSIG είναι περίπου 14,7 PSIA. Στο υψόμετρο του Ντένβερ (περίπου 5.280 πόδια), το 0 PSIG είναι πιο κοντά στο 12,2 PSIA. Μηδενική πίεση μετρητή σημαίνει απλώς ότι το σύστημα βρίσκεται σε ισορροπία με την τοπική ατμόσφαιρα - δεν είναι κενό.

Μπορεί το PSIG να είναι αρνητικό;

Ναί. Το αρνητικό PSIG υποδεικνύει ότι η πίεση είναι κάτω από την ατμοσφαιρική πίεση, η οποία περιγράφει ένα μερικό κενό. Για παράδειγμα, −5 PSIG στο επίπεδο της θάλασσας αντιστοιχεί σε περίπου 9,7 PSIA. Οι αντλίες κενού, οι εκτοξευτές και ορισμένα δοχεία διεργασίας λειτουργούν σε αρνητικές πιέσεις μετρητή. Η ελάχιστη δυνατή τιμή PSIG είναι περίπου −14,7 PSIG στο επίπεδο της θάλασσας, που αντιστοιχεί σε 0 PSIA (τέλειο κενό).

Τι είναι το 0 PSIA;

0 PSIA αντιπροσωπεύει ένα τέλειο κενό - την πλήρη απουσία πίεσης. Αυτό είναι ένα θεωρητικό όριο. Ακόμη και σε θαλάμους κενού εργαστηρίου υψηλής ποιότητας, η επίτευξη πραγματικού 0 PSIA είναι πρακτικά αδύνατη, αν και οι πιέσεις στο εύρος μικρο-Torr πλησιάζουν πολύ.

Τα πιεσόμετρα διαβάζουν PSIG ή PSIA;

Τα περισσότερα τυπικά βιομηχανικά πιεσόμετρα διαβάζουν PSIG επειδή ο αισθητήριος μηχανισμός τους χρησιμοποιεί την ατμοσφαιρική πίεση ως αναφορά (η μία πλευρά του σωλήνα bourdon ή του διαφράγματος εξαερίζεται στον αέρα). Απόλυτοι μετρητές πίεσης υπάρχουν αλλά είναι λιγότερο συνηθισμένοι. Συνήθως χρησιμοποιούνται για βαρομετρικές μετρήσεις ή εφαρμογές κενού όπου απαιτείται σταθερή απόλυτη αναφορά.

Πρέπει οι υπολογισμοί ροής αερίου να χρησιμοποιούν PSIG ή PSIA;

Οι υπολογισμοί ροής αερίου που περιλαμβάνουν πυκνότητα, συμπιεστότητα ή μετατροπή σε τυπικές συνθήκες απαιτούν απόλυτη πίεση (PSIA). Ο νόμος του ιδανικού αερίου (PV=nRT) χρησιμοποιεί απόλυτη πίεση και απόλυτη θερμοκρασία. Μερικοίμετρητές ροήςκαι οι υπολογιστές ροής δέχονται PSIG και μετατρέπονται εσωτερικά, ενώ άλλοι αναμένουν PSIA απευθείας. Ελέγχετε πάντα το εγχειρίδιο του οργάνου για να επιβεβαιώσετε ποια είσοδο απαιτεί η συσκευή.

Η πίεση των ελαστικών μετριέται σε PSI ή PSIG;

Τα μανόμετρο ελαστικών μετρούν το PSIG. Όταν φουσκώνετε ένα ελαστικό στα 32 PSI, δηλαδή 32 psi πάνω από τη γύρω ατμόσφαιρα. Η απόλυτη πίεση στο εσωτερικό του ελαστικού είναι περίπου 32 + 14.7=46.7 PSIA στο επίπεδο της θάλασσας.

Το υψόμετρο επηρεάζει τις μετρήσεις PSIG;

Το υψόμετρο δεν αλλάζει αυτό που διαβάζει ένας μετρητής για μια δεδομένη εσωτερική πίεση, επειδή ο μετρητής αναφέρεται αυτόματα στην τοπική ατμόσφαιρα. Ωστόσο, το υψόμετρο αλλάζει τη σχέση μεταξύ PSIG και PSIA. Μια ένδειξη 100 PSIG στο επίπεδο της θάλασσας αντιστοιχεί σε 114,7 PSIA, ενώ 100 PSIG στο Ντένβερ αντιστοιχεί σε περίπου 112,2 PSIA. Αυτό έχει σημασία για τους υπολογισμούς πυκνότητας αερίου και απόλυτης πίεσης.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ μετρητή, απόλυτης και διαφορικής πίεσης;

Η πίεση μετρητή (PSIG) μετράται σε σχέση με την τοπική ατμόσφαιρα. Η απόλυτη πίεση (PSIA) μετράται σε σχέση με το τέλειο κενό. Η διαφορική πίεση (PSID) είναι η διαφορά μεταξύ δύο πιέσεων διεργασίας, που μετράται μεταξύ δύο κρουνών πίεσης - για παράδειγμα, ανάντη και κατάντη ενός φίλτρου ήμετρητής ροής. Κάθε τύπος απαιτεί διαφορετικό σχεδιασμό αισθητήρα και εξυπηρετεί διαφορετικό σκοπό μέτρησης.

Ποια μονάδα πίεσης πρέπει να καθορίσω σε μια παραγγελία πομπού πίεσης;

Καθορίστε το PSIG εάν η διεργασία είναι πάνω από την ατμοσφαιρική πίεση και το σύστημα κατάντη αναμένει είσοδο μετρητή. Προσδιορίστε το PSIA εάν η διαδικασία περιλαμβάνει κενό, αντιστάθμιση πυκνότητας αερίου ή οποιονδήποτε υπολογισμό που απαιτεί απόλυτη αναφορά. Καθορίστε το PSID εάν μετράτε την πτώση πίεσης σε έναν περιορισμό. Ποτέ μην γράφετε μόνο "PSI" σε μια παραγγελία αγοράς - αυτό αναγκάζει τον προμηθευτή να υποθέσει, γεγονός που κινδυνεύει να παραδώσει λάθος αισθητήρα.

Πηγές και περαιτέρω ανάγνωση

• OpenStax College Physics 2e, Ενότητα 11.6: Πίεση μετρητή, απόλυτη πίεση και μέτρηση πίεσης
• Τιμή CODATA NIST: Τυπική ατμόσφαιρα (101.325 Pa)
• Ατμοσφαιρική πίεση - Wikipedia (τυπικός ορισμός ατμόσφαιρας και επιδράσεις υψομέτρου)