מדי לחץ מתחלקים לשני סוגי עיקריים:מדי לחץ,ומדי לחץ הפרשיים.
מד לחץ
מד לחץ מיועד למדוד לחץ מים או גז בצנרת או במיכל אטום.
מד הלחץ מורכב ממתמר לחץ שמתחבר לצנרת או למיכל בהברגה ומוציא מתח כפונקציה של הלחץ,את המתח מתרגם צג דיגיטלי ללחצים ביחידות שונות, מתמרי לחץ שונים זה מזה בטווחי המדידה שלהם.יש להתאים את המתמר לטווח הנמדד,מתמר שיופעל עליו לחץ גבוה מהטווח שלו יהרס ולא ניתן לתקנו.
מד לחץ הפרשי
מד לחץ הפרשי נועד למדוד הפרשי לחצים,לדוגא כשבודקים אטימות של ממ"ד לחדירת גזים או חדר מדרגות לחדירת עשן במקרה של שריפה,
או כשבודקים חדר נקי לוודא שיש בו על לחץ כדי למנוע כניסת חלקיקי אבק מבחוץ,באמצעותו גם ניתן לבדוק ספיקת אוויר של מפוחים בתעלות אוויר
על ידי חישוב חתך התעלה ומדידת הפרש הלחצים בין שתי נקודות.
מדידת לחץ
מדידת לחץ מאופיינת לשתי צורות עיקריות:
- מדידת לחץ מולט/אבסולוטי
- מדידת לחץ הפרשי/דיפרנציאל
ליישומים שונים נדרשות דרכים שונות למדידת פרמטרים . במערכות אלקטרוניות, למשל, לפעמים אנחנו רוצים לדעת את המתח על פני רכיב מסוים (בדומה ללחץ אבסולוטי) . בפעמים אחרות אנחנו מתעניינים רק בהבדל במתח בין שתי נקודות במעגל (בדומה ללחץ הפרשי).לכן באופן דומה כאשר מודדים לחץ של נוזלים וגזים, לכל מצב יש שיטת מדידת לחץ המתאימה ביותר לאפליקציה.
מדידת לחץ מוּחלָט/אבסולוטי
חיישן לחץ מוחלט מספק מדידת לחץ ביחס להתייחסות של לחץ אפס (לחץ אפס = וואקום מוחלט) .
לחץ התייחסות זה קרוב ככל האפשר לוואקום. ניתן להשוות זאת למדידת טמפרטורה בקלווין, יחידת מדידה המשתמשת בטמפרטורה הקרה ביותר האפשרית (האפס המוחלט במעלות קלווין K0° ), כנקודת הייחוס שלה.
מדידת לחץ מוחלט של 1 בר תהיה זהה, ללא קשר למיקום בעולם ,ו/או באיזה גובה מעל/מתחת לפני הים היא נמדדת.
ישנם גם חיישני לחץ המספקים מדידת לחץ ביחס ללחץ האטמוספרי המקומי.
אם חיישן הלחץ של מד מודד לחץ של 1 בר בכלי, כלומר 1 בר יותר מהלחץ האטמוספרי. קריאה של 1 בר בגובה רב (כאשר לחץ האוויר נמוך יותר) פירושה שללחץ בכלי יש לחץ מוחלט נמוך יותר מקריאה של 1 בר בגובה פני הים.
מדידת לחץ הפרשי/דִיפֵרֶנציִאָלִי
חיישני לחץ הפרשי מודדים את הפרש הלחץ בין שתי נקודות במערכת.
הצורך לכך נובע מסיבות שונות למשל :
הפרש לחצים זה יכול לשמש למדידת זרימת נוזל או גז בצינורות או תעלות.
לחלופין, ניתן להשתמש בו כדי לזהות חסימה או שסתום שנתפס. אם הלחץ לפני השסתום גבוה יותר מאשר אחריו (בכיוון הזרימה), כנראה יש גורם המפריע לזרימת הנוזל או הגז בין שתי נקודות המדידה.
בחירת מד הלחץ מתאים
כדי לבחור את מד הלחץ המתאים ליישום, יש לשקול את מטרת המדידה .
אם המדידה לא צריכה להיות מושפעת משינויי לחץ אטמוספרי מקומיים, קרוב לוודאי שצריך חיישן לחץ מוחלט.
אם המדידה מיועדת למשל לזיהוי הגובה מעל/מתחת לפני הים יש צורך בחיישן לחץ מוחלט ביחס ל1 אטמוספירה .
חיישנים אלו משמשים גם בתחנות מזג אוויר למדידת שינויי לחץ אטמוספרי.
לפעמים רק לחץ קטן או ואקום יחסי/חלקי הוא כל מה שנדרש. זה קורה לעתים קרובות ביישומים רפואיים, שבהם משתמשים בוואקום חלקי כדי לשאוב נוזלים מפצעים/חתכים/ניתוחים.
חיישני לחץ מדידה משמשים גם ביישומים תעשייתיים כדי לקבוע את רמת המילוי של מיכלים פתוחים. ניתן לחשב את רמת הנוזל בשיטה ההידרוסטטית, ובהתייחס למידע על המשקל הסגולי של הנוזל.
אם למדידת הלחץ המדויקת יש פחות חשיבות, ורק צריך לקבוע את הפרש הלחץ בין שתי נקודות במערכת, נדרש חיישן לחץ הפרשי/ דיפרנציאלי.
האם חיישני לחץ מוחלטים, מד ודיפרנציאל מודדים לחץ בצורה שונה?
אלמנט החישה של חיישן לחץ, החלק שהופך את הלחץ לערך חשמלי, אינו תלוי בסוג חיישן הלחץ ובשיטת החישה שלו.
שימושים למדידת לחץ הפרשי:
חדרים נקיים בתעשייה דורשים לחץ חיובי – כלומר דרוש שלחץ האויר בתוך החדר יהיה גבוה מלחץ האויר שמחוץ לחדר (ע"י כניסת אויר מבוקרת בלחץ לחדר) , וכך נמנעת כניסת אויר חיצוני שאינו מסונן דרך הפתחים השונים של החדר.
בחדרי אשפוז למדוכאי חיסון וכדי למנוע כניסת אויר שאינו מסונן לחדר (אחרי השתלה, טיפולים כימותרפיים קשים וכ"ו) דרוש שיהיה בתוך החדר לחץ אויר חיובי.
בחדרי אשפוז לחולים עם מחלות זיהומיות מדבקות דרוש שיהיה בפנים לחץ אויר שלילי (ע"י שאיבת אויר מבוקרת מהחדר),כלומר דרשו שלחץ האויר בתוך החדר יהיה נמוך מלחץ האויר שמחוץ לחדר , כדי למנוע יציאת אויר מזוהם מהחדר לסביבה דרך הפתחים השונים של החדר.
באופן דומה גם במנדפים :
מנדפים למינרים דרוש שבתוך המנדף יהיה לחץ אויר חיובי (ע"י כניסת אויר מבוקרת בלחץ) כדי להגן על המוצר שבתוך המנדף מכניסת אויר שאינו נקי דרך הפתחים השונים של המנדף.
במנדפים כימיים וביולוגים דרוש שבתוך המנדף יהיה לחץ אויר שלילי (שאיבת אויר מבוקרת) כדי למנוע יציאת אויר מהפתחים השונים של המנדף ובכך להגן על העובדים .
במערכות מערכות איורור/מיזוג רבות, אשר משתמשות במסננים כדי לנקות את האוויר העובר דרך התעלות שלהן.
אפשר להשתמש בחיישן לחץ דיפרנציאלי כאן כדי לקבוע אם המסנן זקוק להחלפה או לא. החיישן ימדוד את לחץ האוויר לפני ואחרי המסנן. ברגע שהפרש הלחץ עולה מעל סף מוגדר מראש, הגיע הזמן להחליף את המסנן.
דיחוס של חדרי מדרגות:
ישנו תקן שמחייב התקנה של מערכת דיחוס בחדרי מדרגות של בניינים בגובה 42 מטר ומעלה.
המטרה: לספק דרכי פינוי נקיות מעשן ופיח במקרה של שריפה.
המערכות לניפוח חדרי מדרגות צריכות ליצור ערכים של לחץ אוויר מינימלי ומקסימלי, זאת על ידי הפעלת מערכת מפוחים מבוקרת. המערכת מותקנת במבנה תוך כדי בנייה ויוצרת לחץ גבוה וחיובי של אוויר נקי בחדר המדרגות למשך שעתיים, ובכך מונעת פגיעות משאיפת עשן.
יחידות לחץ :
בעת מדידת לחץ, משתמשים בדרך כלל בגוון של יחידות. ניתן להשתמש ברוב יחידות המדידה הללו עם מערכת היחידות הבינלאומית, כגון קילו, מגה וכו'. יחידות המידה הנפוצות ללחץ הן :
PSI (פאונד לאינץ' מרובע): זוהי יחידת המידה לפאונד אחד של כוח המופעל על אינץ' רבוע אחד של שטח.
BAR: בר אחד שווה ללחץ האטמוספרי על כדור הארץ בגובה פני הים.
PA (פסקל): פסקל אחד שווה ניוטון אחד של לחץ למ"ר.
InHg (אינצ'ים של כספית): זהו הלחץ המופעל על ידי עמודה עגולה של אינץ' של כספית, בגובה אינץ' אחד,
בכוח המשיכה ,משמש בדרך כלל לחץ ברומטרי.
Torr טור: זהו הלחץ שמפעיל עמודת מעגל של כספית בגובה מילימטר אחד. מידה זו נקראת גם כמילימטר של כספית (mmHG).
InH2O (אינץ' של מים): זוהי יחידת המידה עבור עמודת מים עגולה אינץ' אחד, בגובה אינץ' אחד, בכוח המשיכה ו-4 מעלות צלזיוס. משמשת בדרך כלל למדידת לחץ דיפרנציאלי או ביישומי מים בלחץ נמוך.
Pressure Conversion Table
