دیافراگم سیل (Diaphragm Seal) یا همان سیل دیافراگمی یکی از اجزای مهم و پرکاربرد در صنایع مختلف، به ویژه صنایع شیمیایی، نفت و گاز، داروسازی و غذایی است. وظیفه اصلی دیافراگم‌سیل، محافظت از ابزارهای اندازه‌گیری فشار (مانند ترانسمیترهای فشار و گیج‌های فشار) در برابر مواد خورنده، سمی یا آلوده است که می‌تواند به سنسورهای حساس آسیب برساند یا دقت اندازه‌گیری را کاهش دهد.
دیافراگم سیل از یک غشاء نازک و انعطاف‌پذیر تشکیل شده است که میان ابزار اندازه‌گیری و محیط فرایندی قرار می‌گیرد. این غشاء از موادی مانند فولاد ضد زنگ، تیتانیوم یا آلیاژهای خاص ساخته می‌شود که مقاومت بالایی در برابر خوردگی و واکنش‌های شیمیایی دارند. وظیفه این غشاء، انتقال فشار محیط فرایندی به مایع پرکننده‌ای است که در فضای بین دیافراگم و سنسور ابزار قرار دارد. این مایع پرکننده به نوبه خود فشار را به سنسور منتقل می‌کند و به این ترتیب، امکان اندازه‌گیری دقیق فشار محیط فرایندی فراهم می‌شود بدون اینکه مواد فرایندی با سنسور در تماس باشند.
دیافراگم سیل یا سیل شیمیایی، وسیله‌ای است که در سیالات با چسبندگی و خورندگی بالا به کار می‌رود. این وسیله به منظور جلوگیری از تماس مستقیم سیال با بخش‌های حساس ابزارهای اندازه‌گیری استفاده می‌شود. دیافراگم سیل‌ها، که معمولاً از جنس فلز یا پلیمرهای خاص انعطاف‌پذیر هستند، به صورت یک صفحه صاف یا چین‌خورده طراحی و ساخته می‌شوند.
از مهم‌ترین ویژگی‌های دیافراگم سیل‌ها می‌توان به توانایی آنها در محافظت از سایر ابزارهای اندازه‌گیری فشار در برابر شرایط نامساعد مانند دماهای بالا و سیالات خورنده اشاره کرد. همچنین، این ابزارها قابلیت بالایی در آب‌بندی دارند که نیاز به تجهیزات آب‌بندی اضافی را کاهش می‌دهد. به همین دلیل، در بسیاری از دستگاه‌های اندازه‌گیری فشار از دیافراگم‌سیل به عنوان سنسور استفاده می‌شود.
این دستگاه‌ها با استفاده از جابجایی یا تغییر شکل سطح دیافراگم فشار را اندازه‌گیری می‌کنند. برای مثال، ترانسدیوسرهای خازنی، سلفی، مقاومتی و پیزوالکتریک با بهره‌گیری از جابجایی دیافراگم تغییرات فشار را ثبت می‌کنند، در حالی که ترانسدیوسرهای کرنش‌سنج از خاصیت کشیدگی سطح دیافراگم برای این منظور استفاده می‌کنند.
گیج‌های فشار دیافراگمی
این سنسورها که معمولاً از جنس فلز یا پلیمرهای خاص و انعطاف‌پذیر هستند، به شکل صفحه‌های صاف یا چین‌خورده ساخته می‌شوند. این دستگاه‌ها عمدتاً برای اندازه‌گیری اختلاف فشار به کار می‌روند. در سلول اختلاف فشار یا همان Dp cell، تغییر شکل مکانیکی دیافراگم منجر به جابجایی کوچک و کشیدگی سطح دیافراگم می‌شود. از این دو خاصیت، یعنی جابجایی و کشیدگی سطح، به صورت مستقل برای اندازه‌گیری میزان اختلاف فشار استفاده می‌شود. در واقع، میزان کشیدگی و جابجایی ایجاد شده، ارتباط مستقیمی با اختلاف فشار اعمالی دارند. بنابراین، با دانستن یکی از دو فشار، می‌توان فشار مجهول را تعیین کرد.
سنسور فشار دیافراگمی
یکی از مزایای برجسته دیافراگم‌ها، توانایی بالای آنها در محافظت از ابزارهای اندازه‌گیری فشار در برابر شرایط نامساعدی همچون دماهای بالا و سیالات خورنده است. این سنسورها همچنین نیاز به تجهیزات آب‌بندی اضافی را به شدت کاهش می‌دهند. به همین دلیل، دیافراگم سیل‌ها به عنوان سنسور فشار در بسیاری از دستگاه‌های اندازه‌گیری استفاده می‌شوند.
این دستگاه‌ها برای اندازه‌گیری فشار از ویژگی‌های جابجایی و کشیدگی سطح دیافراگم بهره می‌برند. به عنوان مثال، ترانسدیوسرهای خازنی، سلفی، مقاومتی و پیزوالکتریک از جابجایی دیافراگم برای اندازه‌گیری تغییرات فشار استفاده می‌کنند، در حالی که ترانسدیوسرهای کرنش‌سنج از خاصیت کشیدگی سطح دیافراگم بهره می‌گیرند. این ویژگی‌ها امکان اندازه‌گیری دقیق و مؤثر فشار را فراهم می‌سازند.
ترانسمیتر فشار دیافراگمی
از آنجایی که بسیاری از دیافراگم‌های غیر فلزی در برابر مواد خورنده و ضربه آسیب‌پذیر هستند، در این موارد از دو دیافراگم استفاده می‌شود. دیافراگم اول که با سیال در تماس است، معمولاً از جنس فولاد ضدزنگ ساخته می‌شود. تحت تأثیر فشار سیال، دیافراگم اول تغییر شکل می‌دهد و یک سیال واسطه که تراکم‌ناپذیر و غیرخورنده است، جابجا می‌شود. معمولاً برای این سیال از روغن سیلیکون که خاصیت جذب ضربه و ارتعاش دارد، استفاده می‌کنند. این سیال، فشار را به دیافراگم دوم که عمدتاً از جنس غیر فلزی است، منتقل می‌کند.
دیافراگم سیل
نصب دیافراگم‌ها به دلیل نیاز به شرایط خاص مانند نصب بین دو فلنج، تعویض و کالیبره کردن آنها را دشوار می‌کند. بنابراین، در بسیاری از موارد از کپسول‌هایی که از دو دیافراگم فلزی متصل به هم تشکیل شده‌اند، استفاده می‌شود. این کپسول‌ها از طریق یک لوله به سیال مورد اندازه‌گیری متصل می‌شوند. هنگامی که سیال فرآیندی وارد کپسول می‌شود، با اعمال فشار به دیواره‌های دیافراگمی آن، باعث تغییر شکل آنها می‌شود. کپسول‌ها می‌توانند به صورت متوالی در امتداد هم قرار بگیرند تا میزان جابجایی ایجاد شده افزایش یابد.
سنسورهای دیافراگمی در مقایسه با سنسورهای بوردون به دلیل داشتن سطح اتکای بیشتر، حساسیت کمتری به ارتعاشات محیط دارند. این سنسورها برای اندازه‌گیری فشار سیالات ویسکوز کاربرد زیادی دارند. اما یکی از مشکلات اصلی دیافراگم‌ها، تنظیم نقطه صفر است.
کلام پایانی
در کلام پایانی، دیافراگم سیل‌ها ابزارهای حیاتی و بسیار کارآمدی در اندازه‌گیری فشار در صنایع مختلف هستند. این تجهیزات به دلیل توانایی محافظت از سنسورها در برابر سیالات خورنده، دماهای بالا و شرایط نامناسب محیطی، بهبود دقت و عمر مفید ابزارهای اندازه‌گیری را به همراه دارند. علاوه بر این، دیافراگم‌سیل‌ها نیاز به تجهیزات آب‌بندی اضافی را کاهش می‌دهند و در نتیجه هزینه‌های نگهداری و تعمیرات را پایین می‌آورند.
کاربرد گسترده دیافراگم‌سیل‌ها در صنایعی نظیر نفت و گاز، شیمیایی، داروسازی و غذایی نشان‌دهنده اهمیت و کارایی بالای آنها در محیط‌های چالش‌برانگیز است. با این حال، استفاده از دیافراگم‌سیل‌ها نیازمند دقت در نصب، تعویض و تنظیم نقطه صفر می‌باشد تا عملکرد بهینه و دقیق آنها تضمین شود.
در نهایت، انتخاب صحیح دیافراگم سیل متناسب با نیازهای خاص هر فرآیند و نگهداری مناسب از آن، می‌تواند به بهبود کارایی و دقت ابزارهای اندازه‌گیری فشار کمک کند و ایمنی و کارایی فرآیندهای صنعتی را ارتقاء بخشد.
در آیدت،
فایل‌های
خود را به فروش بگذارید و یا
مقالات‌تان
را منتشر کنید👋
پاسخ ها