PSI กับ PSIA กับ PSIG: ความแตกต่าง สูตร และคู่มือการเลือก

PSI (ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) เป็นหน่วยแรงดันทั่วไป PSIG วัดความดันสัมพันธ์กับบรรยากาศโดยรอบ PSIA วัดความดันโดยสัมพันธ์กับสุญญากาศที่สมบูรณ์แบบ สูตรการแปลงคือ:PSIA=PSIG + ความกดอากาศในท้องถิ่น. ที่ระดับน้ำทะเล 0 PSIG เท่ากับประมาณ 14.696 PSIA - ไม่ใช่แรงดันเป็นศูนย์

พีเอสไอคืออะไร?

PSI ย่อมาจาก ปอนด์ต่อตารางนิ้ว โดยอธิบายแรงที่ใช้ต่อหน่วยพื้นที่และเป็นหน่วยแรงดันที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในสหรัฐอเมริกาและในงานอุตสาหกรรมต่างๆ ทั่วโลก อย่างไรก็ตาม PSI เพียงอย่างเดียวไม่ได้ระบุจุดอ้างอิง การอ่านค่าความดัน 50 PSI อาจหมายถึง 50 PSI เหนือความดันบรรยากาศ (เกจ) หรือ 50 PSI เหนือสุญญากาศสัมบูรณ์ (สัมบูรณ์) การตีความทั้งสองนี้อธิบายถึงสภาพร่างกายที่แตกต่างกันมาก

เนื่องจากความคลุมเครือนี้ เอกสารทางวิศวกรรม เอกสารข้อมูลเครื่องมือ และบันทึกการสอบเทียบ ไม่ควรใช้ "PSI" โดยไม่ชี้แจงให้ชัดเจนว่าค่านั้นเป็นค่าเกจหรือค่าสัมบูรณ์ การเขียนเฉพาะ "PSI" ในใบสั่งซื้อหรือ P&ID ทำให้การเลือกเซ็นเซอร์ไม่ถูกต้อง การสอบเทียบล้มเหลว และทำให้กระบวนการพลิกผันในการติดตั้งจริง

PSIG (ปอนด์ต่อตารางนิ้ววัด) คืออะไร?

PSIG วัดความดันสัมพันธ์กับความดันบรรยากาศในท้องถิ่น มีกลไกมาตรฐานเกจวัดความดันอ่านค่า 0 PSIG เมื่อองค์ประกอบการตรวจจับเปิดออกสู่อากาศโดยรอบ นี่ไม่ได้หมายความว่าไม่มีความกดดัน - แต่หมายถึงความดันภายในเกจตรงกับบรรยากาศภายนอก

เมื่อเกจวัดแรงดันลมยางอ่านได้ 32 PSIG อากาศภายในยางจะออกแรงมากกว่าบรรยากาศโดยรอบ 32 psi ตัวรับอากาศอัดที่มีพิกัด 125 PSIG กักอากาศไว้ที่ 125 psi เหนือความดันบรรยากาศ ในทั้งสองกรณี ความดันรวมตามจริงต่อโมเลกุลของก๊าซจะสูงกว่าค่า PSIG ที่แนะนำ เนื่องจากความดันบรรยากาศยังคงส่งผลต่อระบบ

PSIG เป็นการอ้างอิงแรงดันเริ่มต้นสำหรับเครื่องมือภาคสนามและการปฏิบัติการในโรงงานส่วนใหญ่ แรงดันท่อ, แรงดันถัง, ทางออกของปั๊ม,แรงดันไอน้ำแรงดันของระบบไฮดรอลิก และแรงดันการทำงานของหม้อไอน้ำจะแสดงเป็น PSIG เกือบทุกครั้ง ช่างซ่อมบำรุง ผู้ปฏิบัติงาน และป้ายชื่ออุปกรณ์ส่วนใหญ่ใช้แรงดันเกจ เนื่องจากข้อกังวลในทางปฏิบัติคือแรงดันจะเกินบรรยากาศโดยรอบมากน้อยเพียงใด - ซึ่งความแตกต่างจะกำหนดความเค้นเชิงกลบนท่อ ภาชนะ หน้าแปลน และข้อต่อ

PSIA (ปอนด์ต่อตารางนิ้วสัมบูรณ์) คืออะไร?

PSIA วัดความดันสัมพันธ์กับสุญญากาศที่สมบูรณ์แบบ - ซึ่งเป็นสถานะทางทฤษฎีของกิจกรรมของโมเลกุลเป็นศูนย์และความดันเป็นศูนย์ ในระดับนี้ 0 PSIA แสดงถึงสุญญากาศสัมบูรณ์ และความดันบรรยากาศมาตรฐานที่ระดับน้ำทะเลจะอยู่ที่ประมาณ 14.696 PSIA (มักจะปัดเศษเป็น 14.7 PSIA สำหรับการคำนวณเชิงปฏิบัติ)

ความดันสัมบูรณ์มีความสำคัญเมื่อใดก็ตามที่ความดันรวมของระบบส่งผลต่อผลลัพธ์ - ไม่ใช่แค่ความดันเหนือบรรยากาศเท่านั้น นี่เป็นกรณีในระบบสุญญากาศ การคำนวณความหนาแน่นของก๊าซ สมการทางอุณหพลศาสตร์ และกระบวนการใดๆ ที่กฎของแก๊สในอุดมคติหรือใช้แบบจำลองพฤติกรรมของแก๊สอื่นๆ โมเลกุลของก๊าซตอบสนองต่อความดันทั้งหมด (สัมบูรณ์) ไม่ว่าเกจจะอ่านค่าอะไรก็ตาม

PSIA ยังเป็นข้อมูลอ้างอิงที่ชัดเจนยิ่งขึ้นในการใช้งานสุญญากาศ ห้องสุญญากาศที่ทำงานที่ 2 PSIA สื่อสารถึงสภาวะทางกายภาพที่เฉพาะเจาะจง การอธิบายสถานะเดียวกันกับ -12.7 PSIG (โดยประมาณ) นั้นใช้สัญชาตญาณน้อยกว่าและทำให้เกิดความเสี่ยงที่จะเกิดข้อผิดพลาดในการคำนวณ

PSI กับ PSIA กับ PSIG: ตารางเปรียบเทียบ

หมายเหตุเกี่ยวกับ PSID:ผู้ใช้ในอุตสาหกรรมมักพบกับความแตกต่างของความดัน (PSID) ควบคู่ไปกับ PSIG และ PSIA กเครื่องส่งสัญญาณความดันแตกต่างวัดความแตกต่างระหว่างแรงดันในกระบวนการทั้งสอง - เช่น แรงดันตกคร่อมตัวกรอง แผ่นปาก หรือตัวแลกเปลี่ยนความร้อน PSID ไม่ได้อ้างอิงถึงบรรยากาศหรือสุญญากาศ โดยจะวัดเฉพาะช่องว่างระหว่างก๊อกแรงดันสองอันที่เชื่อมต่ออยู่เท่านั้น

สูตรการแปลง PSIG เป็น PSIA

ความสัมพันธ์ระหว่างเกจและความดันสัมบูรณ์ถูกกำหนดโดยสมการตรงไปตรงมาซึ่งกำหนดไว้ในวิชาฟิสิกส์:

PSIA=PSIG + ความกดอากาศในท้องถิ่น

และสิ่งที่ตรงกันข้าม:

PSIG=PSIA - ความกดอากาศในท้องถิ่น

ที่ระดับน้ำทะเล ความดันบรรยากาศมาตรฐานคือ101,325 ปาสคาล (14.696 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว)โดยทั่วไปจะปัดเศษเป็น 14.7 psi สำหรับงานวิศวกรรมในชีวิตประจำวัน

วิธีแปลง PSIG เป็น PSIA (ทีละขั้นตอน)

ขั้นตอนที่ 1:ระบุว่าค่าความดันที่คุณมีคือเกจ (PSIG) หรือค่าสัมบูรณ์ (PSIA)

ขั้นตอนที่ 2:กำหนดความกดอากาศในพื้นที่ของคุณ หากคุณอยู่ใกล้ระดับน้ำทะเล 14.7 psi เป็นการประมาณที่สมเหตุสมผล ที่ระดับความสูงที่สูงกว่า - ตัวอย่างเช่น เดนเวอร์ รัฐโคโลราโด ที่ระดับความสูง 5,280 ฟุต - ความกดอากาศเฉลี่ยจะใกล้กับ 12.2 psi สำหรับงานที่แม่นยำ ให้ใช้-บารอมิเตอร์บนไซต์งานหรืออ้างอิงสถานีตรวจอากาศในท้องถิ่น

ขั้นตอนที่ 3:ใช้สูตร เพิ่มความดันบรรยากาศให้กับ PSIG เพื่อรับ PSIA หรือลบความดันบรรยากาศจาก PSIA เพื่อรับ PSIG

ขั้นตอนที่ 4:ตัดสินใจว่าการประมาณ 14.7 psi นั้นเป็นที่ยอมรับสำหรับการใช้งานของคุณหรือไม่ หรือคุณต้องการสภาพท้องถิ่นจริงหรือไม่ สำหรับการตรวจสอบอากาศอัดและการบำรุงรักษาตามปกติ การประมาณค่ามักจะใช้ได้ สำหรับการสอบเทียบสุญญากาศ การชดเชยความหนาแน่นของก๊าซในเครื่องวัดการไหลของก๊าซหรือการวัดระดับห้องปฏิบัติการ- ให้ใช้ค่าบรรยากาศในท้องถิ่นที่แท้จริง

ตัวอย่างการแปลง

ตัวอย่าง 1 - แปลง 100 PSIG เป็น PSIA (ระดับน้ำทะเล):

พีเอสไอเอ=100 + 14.7=114.7 พีเอสไอเอ

ตัวอย่าง 2 - แปลง 30 PSIA เป็น PSIG (ระดับน้ำทะเล):

PSIG=30 − 14.7=15.3 PSIG

ตัวอย่าง 3 - 0 PSIG ใน PSIA คืออะไร

พีเอสไอเอ=0 + 14.7=14.7 พีเอสไอเอ นี่เป็นการยืนยันว่า 0 PSIG ไม่ใช่สุญญากาศ - เพียงแต่หมายถึงความดันเท่ากับบรรยากาศในท้องถิ่น

ตัวอย่าง 4 - แปลง −5 PSIG เป็น PSIA (ระดับน้ำทะเล):

พีเอสไอเอ=−5 + 14.7=9.7 พีเอสไอเอ ระบบอยู่ภายใต้สุญญากาศบางส่วน ความดันสัมบูรณ์อยู่ที่ 9.7 psi เหนือสุญญากาศที่สมบูรณ์แบบ

ตัวอย่าง 5 - แปลง −10 PSIG เป็น PSIA (ระดับน้ำทะเล):

พีเอสไอเอ=−10 + 14.7=4.7 พีเอสไอเอ นี่แสดงถึงสุญญากาศที่ลึกกว่า และเกจที่อ่านค่าได้ต่ำกว่าศูนย์มาก กำลังเข้าใกล้ช่วงที่วัดได้ต่ำกว่าของเกจมาตรฐานหลายตัว

ตัวอย่าง 6 - แปลง 100 PSIG เป็น PSIA ในเดนเวอร์ โคโลราโด (ระดับความสูง ~ 5,280 ฟุต):

พีเอสไอเอ=100 + 12.2=112.2 พีเอสไอเอ โปรดทราบว่าค่านี้ต่ำกว่าระดับน้ำทะเล- 2.5 psi สำหรับการตรวจสอบแรงดันท่อส่วนใหญ่ ความแตกต่างจะไม่ส่งผลต่อการตัดสินใจ สำหรับการชดเชยความหนาแน่นของก๊าซในเครื่องวัดการไหลของกระแสน้ำวนหรือการคำนวณการไหลของมวล ออฟเซ็ต 2.5 psi นั้นอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดที่วัดได้ในการอ่านค่าการไหลที่แก้ไขแล้ว

เหตุใดความกดดันบรรยากาศในท้องถิ่นจึงมีความสำคัญ?

ตัวเลข 14.7 psi (14.696 psi ที่แม่นยำยิ่งขึ้น) แสดงถึงความกดอากาศเฉลี่ยที่ระดับน้ำทะเลปานกลาง ความกดอากาศที่เกิดขึ้นจริงจะเปลี่ยนแปลงไปตามระดับความสูง สภาพอากาศ และอุณหภูมิ ตามที่บรรยากาศมาตรฐานสากลความดันจะลดลงประมาณ 0.5 psi ทุกๆ 1,000 ฟุตของระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น ที่ระดับความสูงของเดนเวอร์ที่ 5,280 ฟุต ความกดอากาศในท้องถิ่นโดยเฉลี่ยจะอยู่ที่ประมาณ 12.2 psi - ต่ำกว่าระดับน้ำทะเลมาตรฐาน-ประมาณ 17%

สำหรับการดำเนินงานปกติของโรงงานที่ระดับความสูงปานกลาง การใช้ 14.7 psi เป็นค่าเริ่มต้นมักจะไม่สร้างปัญหาในทางปฏิบัติ ระบบอัดอากาศที่มีพิกัด 125 PSIG จะทำงานอย่างปลอดภัยไม่ว่าบรรยากาศในท้องถิ่นจะอยู่ที่ 14.7 หรือ 12.2 psi เนื่องจากการอ้างอิงเกจจะปรับโดยอัตโนมัติ

การประมาณ 14.7 psi จะกลายเป็นปัญหาในสถานการณ์เฉพาะ เช่น การสอบเทียบเครื่องมือวัดความดันสัมบูรณ์ การคำนวณกฎของก๊าซโดยคำนึงถึงความหนาแน่น การใช้ระบบสุญญากาศซึ่งเป้าหมายแสดงเป็น PSIA และการชดเชยเครื่องวัดการไหลของมวลก๊าซที่ใช้แรงดันสัมบูรณ์เป็นอินพุต ในกรณีเหล่านี้ การแทนที่ 14.7 psi ด้วยค่าท้องถิ่นที่แท้จริงที่ 12.2 psi ทำให้เกิดข้อผิดพลาดประมาณหนึ่งใน-หนึ่งในหกของบรรยากาศ ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อความแม่นยำในการคำนวณ

เมื่อใดจึงควรใช้ PSIG กับ PSIA

ใช้ PSIG สำหรับระบบแรงดันเหนือบรรยากาศ

PSIG เป็นข้อมูลอ้างอิงที่ถูกต้องเมื่อคุณต้องการทราบว่าแรงดันเกินบรรยากาศโดยรอบมากเพียงใด สิ่งนี้ใช้กับระบบอัดอากาศ ท่อน้ำ สายไฮดรอลิกระบบไอน้ำ, ภาชนะรับแรงดัน และการระบายออกของปั๊ม - โดยพื้นฐานแล้วการใช้งานใดๆ ที่ความเค้นทางกลบนสิ่งกักเก็บเป็นปัญหาหลัก ความเค้นบนผนังท่อขึ้นอยู่กับความแตกต่างของแรงดันระหว่างภายในและภายนอก ซึ่งเป็นสิ่งที่เกจวัด

ใช้ PSIA สำหรับสุญญากาศ กฎของแก๊ส และความหนาแน่น-กระบวนการที่ต้องพึ่งพา

PSIA เป็นข้อมูลอ้างอิงที่ถูกต้องเมื่อความกดดันทั้งหมดผลักดันผลลัพธ์ทางกายภาพ ความหนาแน่นของก๊าซเป็นสัดส่วนกับความดันสัมบูรณ์และแปรผกผันกับอุณหภูมิสัมบูรณ์ (จากกฎของก๊าซในอุดมคติ: PV=nRT) ถ้ากเครื่องวัดการไหลหรือโฟลว์คอมพิวเตอร์ใช้แรงดันเพื่อชดเชยการอ่านค่าก๊าซเชิงปริมาตรให้อยู่ในสภาวะมาตรฐาน โดยต้องใช้แรงดันสัมบูรณ์ การป้อนค่าเกจเมื่อคาดว่าจะได้สัมบูรณ์ - หรือย้อนกลับ - จะชดเชยผลลัพธ์โดยประมาณหนึ่งบรรยากาศ ในกระบวนการที่ทำงานที่ 30 PSIG ซึ่งแสดงถึงข้อผิดพลาดประมาณ 33% ในโฟลว์ของปริมาตรที่แก้ไข

นอกจากนี้ PSIA ยังนิยมใช้สำหรับการกลั่นแบบสุญญากาศ เตาสุญญากาศ การทำแห้งแบบเยือกแข็ง- การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ และกระบวนการใดๆ ที่มีแรงดันใช้งานต่ำกว่าบรรยากาศ การแสดงสุญญากาศลึกเป็น "−13 PSIG" มีความชัดเจนน้อยกว่าและมีแนวโน้มที่จะเกิดข้อผิดพลาดมากกว่า-มากกว่าการระบุ "1.7 PSIA"

คู่มือการเลือกอ้างอิงความดัน

การใช้งานทางอุตสาหกรรม

เกจวัดแรงดันและเครื่องส่งสัญญาณแรงดัน

เกจวัดแรงดันทางกลและอุตสาหกรรมส่วนใหญ่เครื่องส่งสัญญาณความดันวัดความดันเกจ สร้างขึ้นโดยให้ด้านหนึ่งขององค์ประกอบการตรวจจับระบายออกสู่ชั้นบรรยากาศ ดังนั้นเอาต์พุตจึงสะท้อนเฉพาะความดันที่สูงกว่า (หรือต่ำกว่า) สภาพบรรยากาศเท่านั้น การออกแบบนี้ทำให้เหมาะสำหรับแรงดันท่อ ระดับถังโดยหัวไฮโดรสแตติก การตรวจสอบประสิทธิภาพของปั๊ม และการควบคุมกระบวนการทั่วไป

เครื่องส่งสัญญาณแรงดันสัมบูรณ์ใช้สุญญากาศอ้างอิงแบบปิดผนึกที่ด้านหนึ่งของไดอะแฟรมตรวจจับ แทนที่จะใช้ช่องระบายอากาศในชั้นบรรยากาศ ทำให้เหมาะสำหรับการตรวจวัดสุญญากาศ การบันทึกบรรยากาศ และการใช้งานที่ต้องทราบความดันในกระบวนการสัมพันธ์กับศูนย์จริง การระบุประเภทเครื่องส่งสัญญาณที่ไม่ถูกต้อง - ในการสั่งซื้อเครื่องส่งสัญญาณแบบเกจเมื่อกระบวนการต้องการค่าสัมบูรณ์ - ถือเป็นข้อผิดพลาดในการจัดซื้อทั่วไป ก่อนที่จะเลือกเซ็นเซอร์ เอกสารข้อมูลเครื่องมือหรือเอกสารข้อมูลจำเพาะควรระบุอย่างชัดเจนว่าอินพุตที่ต้องการคือ PSIG, PSIA หรือ PSID

ระบบอัดอากาศ

ระบบอัดอากาศใช้ PSIG เนื่องจากผู้ปฏิบัติงานและเจ้าหน้าที่ซ่อมบำรุงกังวลกับแรงดันที่ระบบเก็บไว้เหนือบรรยากาศโดยรอบ คอมเพรสเซอร์ที่มีพิกัด 125 PSIG จะสร้างอากาศที่ 125 psi เหนือสภาวะบรรยากาศ และถังตัวรับ วาล์วนิรภัย ตัวควบคุม และท่อปลายน้ำล้วนได้รับพิกัดตามการอ้างอิงเกจนี้ การเติมลมยาง การทำงานของเครื่องมือนิวแมติก และแอคชูเอเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยลม- ล้วนทำงานจากแรงดันเกจเช่นกัน

ระบบสุญญากาศ

ระบบสุญญากาศสามารถใช้ PSIA, PSIG ลบ, นิ้วปรอท (inHg), Torr หรือมิลลิบาร์ ขึ้นอยู่กับอุตสาหกรรมและความลึกของสุญญากาศ สำหรับสุญญากาศทางอุตสาหกรรมที่หยาบ (เช่น ปั๊มสุญญากาศดึงภาชนะกระบวนการลงเพื่อทดสอบการรั่วไหล) บางครั้งจะใช้ PSIG ในช่วงลบ สำหรับการใช้งานด้านสุญญากาศที่ลึกยิ่งขึ้น - เตาสุญญากาศ เครื่องทำแห้งแช่แข็ง คอลัมน์การกลั่น - PSIA ให้มาตราส่วนที่ใช้งานได้ง่ายขึ้น เนื่องจากตัวเลขเข้าใกล้ศูนย์เมื่อสุญญากาศลึกขึ้น หน่วยอย่างเช่น Torr และไมครอนนั้นพบได้ทั่วไปในงานสุญญากาศและเซมิคอนดักเตอร์สูง- เมื่อตรวจสอบข้อมูลจำเพาะเกี่ยวกับสุญญากาศ ให้ยืนยันเสมอว่าซัพพลายเออร์ใช้อุปกรณ์ใดและข้อมูลอ้างอิงใด

การวัดการไหลของก๊าซและกระบวนการ

การวัดการไหลของก๊าซคือจุดที่ความสับสนระหว่าง PSIG กับ PSIA ทำให้เกิดข้อผิดพลาดที่เป็นผลสืบเนื่องมากที่สุด เมื่อกเครื่องวัดการไหลของกระแสน้ำวน, เครื่องวัดการไหลของมวลความร้อนหรือคอมพิวเตอร์โฟลว์จะชดเชยการอ่านปริมาตรให้อยู่ในสภาวะมาตรฐาน โดยจะใช้ความดันและอุณหภูมิในการคำนวณความหนาแน่นของก๊าซตามจริง ความหนาแน่นของก๊าซเป็นสัดส่วนกับความดันสัมบูรณ์ - ไม่ใช่เกจความดัน หากโฟลว์คอมพิวเตอร์หรือเครื่องส่งสัญญาณคาดหวัง PSIA และได้รับ PSIG (หรือกลับกัน) การคำนวณความหนาแน่นจะเปลี่ยนไปประมาณหนึ่งบรรยากาศ ทำให้เกิดข้อผิดพลาดที่สำคัญในเอาท์พุตการไหลที่แก้ไขแล้ว

ตัวอย่างเช่น พิจารณาท่อก๊าซธรรมชาติที่ทำงานที่ 30 PSIG ใกล้ระดับน้ำทะเล ความดันสัมบูรณ์อยู่ที่ประมาณ 44.7 PSIA หากโฟลว์คอมพิวเตอร์ใช้ 30 แทน 44.7 อย่างไม่ถูกต้องในสูตรความหนาแน่น ความหนาแน่นที่คำนวณได้จะต่ำเกินไปประมาณ 33% และอัตราการไหลของปริมาตรมาตรฐานที่รายงานจะถูกปิดในสัดส่วนเดียวกัน ข้อผิดพลาดประเภทนี้มีผลกระทบทางการเงินอย่างแท้จริงต่อการโอนสิทธิ์การดูแลและการปรับกระบวนการให้เหมาะสม

เมื่อระบุกเครื่องมือวัดการไหลตรวจสอบข้อกำหนดการป้อนแรงดันในคู่มืออุปกรณ์ อุปกรณ์บางชนิดยอมรับ PSIG และเพิ่มความดันบรรยากาศภายใน อื่นๆ ต้องการ PSIA โดยตรง วิศวกรทดสอบการใช้งานควรตรวจสอบสิ่งนี้ระหว่างการตั้งค่า

ข้อผิดพลาดทั่วไปกับ PSI, PSIA และ PSIG

ข้อผิดพลาด 1: สมมติว่า "PSI" หมายถึง PSIG เสมอ

ในการสนทนาภาคสนาม "PSI" มักจะหมายถึง PSIG ในเอกสารทางวิศวกรรม ใบสั่งซื้อ และใบรับรองการสอบเทียบ ข้อสันนิษฐานดังกล่าวอาจนำไปสู่เครื่องมือที่ไม่ถูกต้อง ช่วงที่ไม่ถูกต้อง หรือการคำนวณที่ไม่ถูกต้อง เอกสารข้อมูลที่แสดง "แรงดันใช้งาน: 50 PSI" บังคับให้ผู้อ่านเดาข้อมูลอ้างอิง เขียน PSIG หรือ PSIA อย่างชัดเจนเสมอ

ข้อผิดพลาด 2: การรักษา 0 PSIG ว่าไม่มีความกดดัน

เรือที่เปิดออกสู่ชั้นบรรยากาศอ่านค่าได้ 0 PSIG แต่ยังคงมีอากาศอยู่ที่ประมาณ 14.7 PSIA (ที่ระดับน้ำทะเล) บรรยากาศส่งแรงประมาณ 14.7 ปอนด์ต่อทุกตารางนิ้วของพื้นผิว การทำความเข้าใจความแตกต่างนี้ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการคำนวณพฤติกรรมของก๊าซ และการตระหนักว่าการอ่านค่าเกจเป็นศูนย์ไม่ได้หมายความว่าระบบจะว่างเปล่าหรือถูกลดแรงดันในแง่สัมบูรณ์

ข้อผิดพลาด 3: การใช้ 14.7 PSI ในทุกระดับความสูง

การปัดเศษความดันบรรยากาศเป็น 14.7 psi นั้นสมเหตุสมผลที่ระดับความสูงต่ำ ที่ความสูง 5,000 ฟุต ความกดอากาศในท้องถิ่นจะลดลงเหลือประมาณ 12.2 psi ที่ความสูง 10,000 ฟุต ใกล้เคียงกับ 10.1 psi สำหรับการคำนวณความหนาแน่นของก๊าซ เป้าหมายของระบบสุญญากาศ และการสอบเทียบที่แม่นยำ ข้อผิดพลาดจากการใช้ 14.7 psi ที่ระดับความสูงสูงอาจมีนัยสำคัญ

ข้อผิดพลาดที่ 4: การใช้แรงดันเกจในสมการกฎหมายของแก๊ส

กฎของแก๊สในอุดมคติและสมการที่เกี่ยวข้อง (กฎของบอยล์ กฎของแก๊สรวม การคำนวณความสามารถในการอัด) ต้องใช้แรงดันสัมบูรณ์และอุณหภูมิสัมบูรณ์ การใส่ค่า PSIG ลงในสมการเหล่านี้ทำให้เกิดผลลัพธ์ที่ไม่ถูกต้อง เนื่องจากสูตรถือว่าอินพุตเป็นความดันรวมจากศูนย์สัมบูรณ์ ข้อผิดพลาดนี้พบได้บ่อยโดยเฉพาะเมื่อแปลงระหว่างปริมาณจริงและปริมาตรมาตรฐานสำหรับการสูบจ่ายก๊าซ

ข้อผิดพลาด 5: การสั่งซื้อเซ็นเซอร์ความดันไม่ถูกต้อง

เครื่องส่งสัญญาณความดันเกจและเครื่องส่งสัญญาณความดันสัมบูรณ์ถูกสร้างขึ้นแตกต่างกัน เซ็นเซอร์เกจจะอ้างอิงบรรยากาศผ่านช่องระบายอากาศ เซ็นเซอร์สัมบูรณ์อ้างอิงถึงห้องสุญญากาศที่ปิดสนิท การติดตั้งเซ็นเซอร์เกจโดยที่จำเป็นต้องใช้เซ็นเซอร์สัมบูรณ์ - หรือเซ็นเซอร์ถอยหลัง - จะให้ค่าชดเชยการอ่านประมาณหนึ่งบรรยากาศ ก่อนสั่งซื้อ ให้ยืนยันข้อกำหนดของกระบวนการ: การวัดสัมพันธ์กับบรรยากาศ สัมพันธ์กับสุญญากาศ หรือส่วนต่างระหว่างจุดกระบวนการสองจุดหรือไม่

รายการตรวจสอบ: ก่อนที่จะเลือกเซ็นเซอร์ความดัน

ใช้รายการตรวจสอบนี้เมื่อเลือกเกจวัดความดันเครื่องส่งสัญญาณความดันหรือสวิตช์แรงดันสำหรับการติดตั้งหรือเปลี่ยนใหม่:

• กระบวนการทำงานเหนือความดันบรรยากาศ ต่ำกว่าความดันบรรยากาศ (สุญญากาศ) หรือทั้งสองอย่าง?
• ระบบดาวน์สตรีม (PLC, คอมพิวเตอร์โฟลว์, DCS, เครื่องบันทึกข้อมูล) คาดหวัง PSIG, PSIA หรือ PSID หรือไม่
• การอ่านค่าความดันจะใช้สำหรับการชดเชยความหนาแน่นของก๊าซหรือการคำนวณการไหลของมวลหรือไม่ ถ้าใช่ อาจต้องใช้แรงดันสัมบูรณ์
• เอกสารข้อมูลกระบวนการหรือ P&ID ระบุการอ้างอิงแรงดันหรือไม่ ยืนยันก่อนที่จะซื้อ
• ความดันบรรยากาศท้องถิ่น ณ สถานที่ติดตั้งเป็นเท่าใด ที่สถานที่ในระดับความสูง- ค่าชดเชยจาก 14.7 psi อาจส่งผลต่อการเลือกช่วงเซ็นเซอร์และการสอบเทียบ
• กระบวนการนี้เป็นการวัดส่วนต่าง (ทั่วทั้งตัวกรอง ช่องเปิด หรือข้อจำกัด) หรือไม่ ถ้าใช่ กเครื่องส่งสัญญาณความดันแตกต่าง(ช่วง PSID) อาจเป็นทางเลือกที่เหมาะสม

วิธีใช้ฉลากหน่วยที่ชัดเจนในเอกสารทางวิศวกรรม

สัญลักษณ์ความดันที่ไม่ชัดเจนทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการจัดซื้อ ปัญหาการติดตั้งภาคสนาม และข้อผิดพลาดในการคำนวณที่แพร่กระจายผ่านตรรกะของระบบควบคุม ในการเขียนแบบทางวิศวกรรม ข้อมูลจำเพาะ ใบสั่งซื้อ และขั้นตอนการสอบเทียบ ให้เขียนชื่อหน่วยทั้งหมดเสมอ

ตัวอย่างการติดฉลากที่ชัดเจน:

• แรงดันใช้งาน 100 PSIG
• แรงดันขาเข้า 30 PSIA
• −10 PSIG (สุญญากาศ)
• 5 PSIA ความดันกระบวนการสัมบูรณ์
• แรงดันใช้งานสูงสุดที่อนุญาต 150 PSIG
• 15 PSID ทั่วทั้งองค์ประกอบตัวกรอง

ความเฉพาะเจาะจงระดับนี้ช่วยให้ทุกคนที่เกี่ยวข้อง - ตั้งแต่วิศวกรที่เขียนข้อมูลจำเพาะ จนถึงตัวแทนจัดซื้อที่สั่งเครื่องส่งสัญญาณ จนถึงช่างเทคนิคที่ติดตั้งและสอบเทียบในภาคสนาม

คำถามที่พบบ่อย

PSI, PSIA และ PSIG แตกต่างกันอย่างไร?

PSI เป็นหน่วยวัดความดันทั่วไป (ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) PSIG ระบุว่าการวัดสัมพันธ์กับความกดอากาศในท้องถิ่น - โดยจะบอกคุณว่าความดันสูงเกิน (หรือต่ำกว่า) อากาศโดยรอบมากเพียงใด PSIA ระบุว่าการวัดสัมพันธ์กับสุญญากาศที่สมบูรณ์แบบ ซึ่งแสดงถึงแรงดันทั้งหมด ความแตกต่างเชิงตัวเลขระหว่าง PSIA และ PSIG ที่จุดใดก็ตามจะเท่ากับความกดอากาศในท้องถิ่น ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 14.7 psi ที่ระดับน้ำทะเล

PSIG เหมือนกับ PSI หรือไม่

ไม่ใช่ในทางเทคนิค แม้ว่าในชีวิตประจำวัน การใช้ "PSI" มักจะหมายถึง PSIG ความแตกต่างมีความสำคัญในเอกสารทางเทคนิคเนื่องจากการใช้ "PSI" โดยไม่ระบุเกจหรือสัมบูรณ์ทำให้ผู้อ่านคาดเดาได้ ถ้ากเครื่องส่งสัญญาณความดันเอกสารข้อมูลระบุว่า "ช่วง: 0–100 PSI" คุณต้องยืนยันว่านั่นหมายถึง PSIG หรือ PSIA ก่อนสั่งซื้อ

PSIA สูงกว่า PSIG เสมอหรือไม่

สำหรับความดันเกจบวกใดๆ ค่า PSIA ที่สอดคล้องกันจะสูงกว่าเนื่องจากมีการเพิ่มความดันบรรยากาศ ที่ระดับน้ำทะเล PSIA=PSIG + 14.7. กรณีเดียวที่ PSIA เท่ากับ PSIG ในเชิงตัวเลขก็คือถ้าความดันบรรยากาศเป็นศูนย์ ซึ่งไม่ได้เกิดขึ้นบนพื้นผิวโลก

0 PSIG ใน PSIA คืออะไร?

ที่ระดับน้ำทะเล 0 PSIG มีค่าประมาณ 14.7 PSIA ที่ระดับความสูงของเดนเวอร์ (ประมาณ 5,280 ฟุต) 0 PSIG อยู่ใกล้กับ 12.2 PSIA ความดันศูนย์เกจหมายความว่าระบบอยู่ในภาวะสมดุลกับบรรยากาศในท้องถิ่น - ไม่ใช่สุญญากาศ

PSIG อาจเป็นลบได้หรือไม่?

ใช่. PSIG เป็นลบบ่งชี้ว่าความดันต่ำกว่าความดันบรรยากาศ ซึ่งอธิบายถึงสุญญากาศบางส่วน ตัวอย่างเช่น −5 PSIG ที่ระดับน้ำทะเลสอดคล้องกับประมาณ 9.7 PSIA ปั๊มสุญญากาศ ตัวดีด และภาชนะในกระบวนการบางอย่างทำงานที่แรงดันเกจลบ ค่า PSIG ขั้นต่ำที่เป็นไปได้คือประมาณ −14.7 PSIG ที่ระดับน้ำทะเล ซึ่งสอดคล้องกับ 0 PSIA (สุญญากาศที่สมบูรณ์แบบ)

0 PSIA คืออะไร?

0 PSIA แสดงถึงสุญญากาศที่สมบูรณ์แบบ - การไม่มีแรงกดดันโดยสมบูรณ์ นี่เป็นขีดจำกัดทางทฤษฎี แม้แต่ในห้องสุญญากาศในห้องปฏิบัติการ-คุณภาพสูง การบรรลุ 0 PSIA ที่แท้จริงก็แทบจะเป็นไปไม่ได้เลย แม้ว่าแรงกดดันในช่วงไมโคร-Torr จะใกล้เคียงกันมากก็ตาม

เกจวัดแรงดันอ่านค่า PSIG หรือ PSIA ได้หรือไม่

เกจวัดแรงดันอุตสาหกรรมมาตรฐานส่วนใหญ่จะอ่านค่า PSIG เนื่องจากกลไกการตรวจจับใช้ความดันบรรยากาศเป็นข้อมูลอ้างอิง (ด้านหนึ่งของท่อเบอร์ดอนหรือไดอะแฟรมถูกระบายออกไปในอากาศ) เกจวัดแรงดันสัมบูรณ์มีอยู่แต่พบได้น้อยกว่า โดยทั่วไปจะใช้สำหรับการวัดความกดอากาศหรือการใช้งานสุญญากาศ ซึ่งจำเป็นต้องมีการอ้างอิงสัมบูรณ์ที่มั่นคง

การคำนวณการไหลของก๊าซควรใช้ PSIG หรือ PSIA หรือไม่

การคำนวณการไหลของก๊าซที่เกี่ยวข้องกับความหนาแน่น ความสามารถในการอัด หรือการแปลงสภาพให้เป็นสภาวะมาตรฐานต้องใช้แรงดันสัมบูรณ์ (PSIA) กฎก๊าซในอุดมคติ (PV=nRT) ใช้ความดันสัมบูรณ์และอุณหภูมิสัมบูรณ์ บางเมตรการไหลและคอมพิวเตอร์โฟลว์ยอมรับ PSIG และแปลงภายใน ในขณะที่คอมพิวเตอร์อื่นๆ คาดหวัง PSIA โดยตรง ตรวจสอบคู่มือเครื่องมือเสมอเพื่อยืนยันว่าอุปกรณ์ต้องการอินพุตใด

แรงดันลมยางวัดเป็น PSI หรือ PSIG หรือไม่

เกจวัดแรงดันลมยางวัด PSIG เมื่อคุณเติมลมยางถึง 32 PSI นั่นคือ 32 psi เหนือบรรยากาศโดยรอบ ความดันสัมบูรณ์ภายในยางอยู่ที่ประมาณ 32 + 14.7=46.7 PSIA ที่ระดับน้ำทะเล

ระดับความสูงส่งผลต่อการอ่านค่า PSIG หรือไม่

ระดับความสูงไม่เปลี่ยนสิ่งที่เกจอ่านค่าความดันภายในที่กำหนด เนื่องจากเกจจะอ้างอิงบรรยากาศในท้องถิ่นโดยอัตโนมัติ อย่างไรก็ตาม ระดับความสูงจะเปลี่ยนความสัมพันธ์ระหว่าง PSIG และ PSIA การอ่านค่า 100 PSIG ที่ระดับน้ำทะเลสอดคล้องกับ 114.7 PSIA ในขณะที่ 100 PSIG ในเดนเวอร์สอดคล้องกับประมาณ 112.2 PSIA สิ่งนี้สำคัญสำหรับการคำนวณความหนาแน่นของก๊าซและความดันสัมบูรณ์

ความแตกต่างระหว่างเกจ สัมบูรณ์ และความดันแตกต่างคืออะไร?

ความดันเกจ (PSIG) วัดโดยสัมพันธ์กับบรรยากาศในท้องถิ่น ความดันสัมบูรณ์ (PSIA) วัดโดยสัมพันธ์กับสุญญากาศที่สมบูรณ์แบบ แรงดันส่วนต่าง (PSID) คือความแตกต่างระหว่างแรงดันในกระบวนการผลิตสองค่า ซึ่งวัดระหว่างก๊อกแรงดันสองตัว - เช่น ต้นน้ำและปลายน้ำของตัวกรอง หรือเครื่องวัดการไหล. แต่ละประเภทต้องมีการออกแบบเซ็นเซอร์ที่แตกต่างกันและมีวัตถุประสงค์ในการวัดที่แตกต่างกัน

ฉันควรระบุหน่วยแรงดันใดในคำสั่งซื้อเครื่องส่งสัญญาณแรงดัน

ระบุ PSIG หากกระบวนการอยู่เหนือความดันบรรยากาศ และระบบดาวน์สตรีมคาดว่าจะมีอินพุตเกจ ระบุ PSIA หากกระบวนการเกี่ยวข้องกับสุญญากาศ การชดเชยความหนาแน่นของก๊าซ หรือการคำนวณใดๆ ที่ต้องมีการอ้างอิงแบบสัมบูรณ์ ระบุ PSID หากคุณกำลังวัดแรงดันตกคร่อมข้อจำกัด อย่าเขียนเฉพาะ "PSI" ในใบสั่งซื้อ - เนื่องจากเป็นการบังคับให้ซัพพลายเออร์ยอมรับ ซึ่งมีความเสี่ยงในการส่งมอบเซ็นเซอร์ที่ไม่ถูกต้อง

แหล่งที่มาและการอ่านเพิ่มเติม

• ฟิสิกส์ของวิทยาลัย OpenStax 2e ส่วนที่ 11.6: ความดันเกจ ความดันสัมบูรณ์ และการวัดความดัน
• ค่า NIST CODATA: บรรยากาศมาตรฐาน (101,325 Pa)
• ความดันบรรยากาศ - วิกิพีเดีย (คำจำกัดความบรรยากาศมาตรฐานและผลกระทบจากระดับความสูง)