משווה פניאומטי: עיצוב, עבודה, סוגים ויישומיו

ה משווה במטרולוגיה הוא מכשיר דיוק, המשמש למדידת הדיוק של רכיב נתון על ידי השוואת ממד הרכיב הנתון עם תקן העבודה בפועל. זהו סוג עקיף של מדידת דיוק מכיוון שהוא לא ימדוד את הממד, אבל הוא יציין את השונות בתוך המדידה בין הרכיב שצוין ותקן העבודה. באופן כללי, השוואות זמינות בסוגים שונים המשמשים בהתבסס על הדרישה בתחומים שונים כמו חשמל ואלקטרוניקה, אופטי, אלקטרומכני, מכאני-אופטי, פנאומטי, רב-בדיקה, תזוזה נוזלים, הקרנה, מדידה אוטומטית  & השוואה מכנית . אז מאמר זה דן באחד מסוגי המשווה כלומר - משווה פנאומטי , עבודה, סוגים ויישומיו.

מהו משווה פניאומטי?

מכשיר דיוק המופעל עם אוויר דחוס או מערכת פנאומטית ידוע בתור השוואה פנאומטי. בהשוואה פנאומטית, המונח 'פנאומטי' פירושו אוויר המשמש להגדלה של קריאה מדודה. אז, אוויר בלחץ או דחוס משמש כמדיום עבודה בהשוואה זו. בדומה למשווים אחרים, המשווים הללו משמשים בעיקר לניתוח השונות הממדית בין חומר העבודה הסטנדרטי לחומר הנמדד. לפיכך למשווה זה יתרונות רבים בהשוואה לסוגים אחרים של משווים, ולכן הוא נבחר ביותר ברוב המקרים על פני סוגים אחרים של משווים.

עקרון עבודה

המשווה הפנאומטי עובד על העיקרון הבסיסי של וריאציות בלחץ שנוצר בתוך זרימת האוויר. האוויר זורם בלחץ יציב לאורך חומר העבודה ואז הוא יצור לחץ אחורי. אז השינוי בלחץ האחורי הזה יעזור לגלות את ממד היצירה.

עיצוב משווה פניאומטי

המשווה הפנאומטי מתוכנן עם כמה חלקים חשובים כמו מדחס, מיכל מים, מסנן אוויר, ווסת לחץ, צינור טבילה, צינור מנומטר, פתח בקרה, צינור גמיש, ראש מדידה וקנה מידה אשר מוסברים להלן.

מַדחֵס

המדחס בהשוואה זה הוא הרכיב המשמעותי ביותר. תפקידו העיקרי של מדחס זה הוא לייצר ואספקת אוויר דחוס באופן רציף בתוך המשווה הפנאומטי.

מסנן אויר

מסנן האוויר במשוואה זה מחובר ליחידת המדחס. מסנן אוויר שימושי מאוד בסינון חלקיקי הלכלוך המגיעים מהאוויר. כאן האוויר נדחס דרך המדחס.

יחידת ווסת לחץ

יחידה זו מסודרת עם מסנן אוויר. התפקיד העיקרי של יחידה זו הוא לשלוט בלחץ האוויר הדחוס שמגיע ממסנן האוויר.

צינור טבילה

צינור הטבילה מסודר בתוך חברת התעופה ליד ווסת הלחץ. צינור זה טובל ישירות לכיוון גליל המתכת או מיכל המים. החיבור של הצינור הזה כמו גם חברת התעופה ידוע כתא עליון.

מיכל מים

מיכל המים הוא גליל מתכת המסודר בבסיס החדר העליון במשוואה זו כך שהוא מחזיק בתוכו את צינור הטבילה.

צינור מנוטר

צינור המנומטר במשוואה זה מקובע אנכית במקביל לבסיס של מיכל מים. לִשְׁלוֹט

פֶּתַח

פתח הבקרה ממוקם בחברת התעופה בין שני צמתים של צינור הטבילה וצינור המנומטר. פתח זה מאפשר לאוויר לספק בלחץ יציב.

צינור גמיש

צינור גמיש משמש בתוך חברת התעופה כדי להחזיק את ראש המדידה. הנקודה הראשונית של הצינור הגמיש קבועה עם תא הבא, כלומר צומת מנומטר וחברת תעופה, בעוד שנקודת הקצה מחוברת דרך ראש מדידה או מדידה.

ראש מדידה

ראש המדידה מחובר פשוט לצינור הפנאומטי או לצינור הגמיש. התפקיד העיקרי של זה הוא לחשב את החריגות בתוך חומר העבודה.

סוּלָם

סולם המדידה במשוואה זה מכויל ומסודר לצינור המנומטר במקביל. התפקיד העיקרי של קנה המידה הוא למדוד את תזוזה של נוזל המתרחשת בתוך צינור המנומטר.

משווה פניאומטי עובד

המשווה הפנאומטי עובד הוא; המשווה פנאומטי כולל מיכל מים או גליל מתכת שמלא במים עד לרמה מסוימת. מנמטר מכויל מחובר אנכית במקביל למיכל מים זה. מפלס המים בתוך מיכל המים כמו גם המנומטר חייבים להיות דומים והוא מותאם עם חומר עבודה. בלחץ מרבי, האוויר נדחס עם מדחס והוא מסונן ומווסת בלחץ דרך מסנן האוויר כמו גם ווסת לחץ.

האוויר המסונן זורם לאורך צינור טבילה אשר שקוע בתוך מיכל מים. במקביל, האוויר הדחוס בלחץ שווה זורם לאורך מרווח פתחי הבקרה. ברגע שהאוויר יזרום לאורך פתח הבקרה, המהירות תגדל והלחץ יהפוך ליציב. האוויר במהירות עצומה עובר דרך הצינור הפנאומטי או הצינור הגמיש ולבסוף, הוא מגיע לראש המדידה.

בגלל התרחבות האוויר בתוך צינור הטבילה, ראש המים נשמר יציב. עודפי האוויר יברח כבועות אוויר בתוך מיכל המים. בלחץ קבוע, האוויר בורח מסילון המדידה בתוך ראש המדידה או מד המדידה.

אם חומר העבודה תקין או שאין גבול בתוך חומר העבודה, אז האוויר בורח ללא הרף דרך סילון המדידה. במקביל, מפלס המים בתוך צינור המנומטר ומיכל המים יתאים. אם ישנה הגבלה או אי-סדירות בתוך חומר העבודה לזרימה בפועל בתוך סילון המדידה, ייווצר כוח אחורי מסוים.

רמת המים בתוך המנומטר תרד בגלל הלחץ האחורי המושרה על ידי ההגבלות בתוך חומר העבודה. השינוי במפלס המים בתוך המנומטר מסומן כשינוי הממד או כל חריגות בתוך חומר העבודה הנמדד בהשוואה לחומר העבודה הסטנדרטי.

סוגי השוואות פניאומטיות

המשווים הפנאומטיים זמינים בשלושה סוגים אשר נדונים להלן.

• משווה פניאומטי מסוג זרימה/מהירות.
• משווה פניאומטי מסוג לחץ גב.
• משווה פניאומטי מסוג דיפרנציאלי.

משווה פניאומטי מסוג זרימה/מהירות

המשווה פניאומטי מסוג זרימה או מהירות מתוכנן עם חלקים שונים כמו מדחס, מסנן אוויר, ווסת לחץ, שסתום סגירה, עמוד זכוכית, ציפה, בורג כוונון אפס, דימום אוויר, אבנית, צינור גמיש, ראש מדידה וחומר עבודה.

בתחילה, יש לכייל את עמוד הזכוכית למימד הדרוש באמצעות בורג כוונון אפס ודימום אוויר. כמו משווה פניאומטי, האוויר דחוס, מסונן ומווסת. לאחר מכן, האוויר עובר דרך שסתום הסגירה ונע לעבר עמודת הזכוכית הכוללת מצוף מתכת. שסתום הסגירה משמש בעיקר לכיבוי אספקת האוויר כאשר אינו בשימוש. האוויר מספק לכל עמוד האוויר ומתרחק לבסוף מראש המדידה.

כאן, ראש המדידה במשוואה זה ממוקם בתוך חומר עבודה לניתוח. אם קיימות הגבלות או אי סדרים על חומר העבודה, זרימת האוויר תהיה מבוקרת. זה גורם לתזוזה קטנה של מצוף המתכת בעמוד הזכוכית.

ניתן לשלוט בקלות על תנועת הציפה המתכתית באמצעות מהירות זרימת האוויר בתוך עמוד הזכוכית, אשר נקבעת על ידי המרווח בין ראש המדידה וחומר העבודה. לפיכך, קצב זרימת האוויר עומד ביחס ישר למרווח. דיוק המשווה הוא עד 1 מיקרומטר וההגדלה שלו היא 1000,000:1.

משווה פניאומטי מסוג לחץ גב

המשווה פניאומטי מסוג לחץ אחורי מתוכנן עם חלקים שונים כמו מדחס, ווסת לחץ, מסנן, קנה מידה, מגביל מתכוונן וראש מדידה. סוג זה של השוואה כולל שני פתחים כמו משרד בקרה 'O1' ופתח מדידה 'O2'.

בדומה למשווה לעיל, האוויר הדחוס במשוואה זה מסונן דרך מסנן אוויר ואז הוא עובר דרך ווסת הלחץ. כאן הלחץ יורד ל-2 בר והוא עובר דרך פתח הבקרה. לבסוף, האוויר מתרחק מפתח המדידה בתוך ראש המדידה.

קוטר שני הפתחים בתוך ראש המדידה מסומן ב-D1 ו-D2, והלחצים של הפתחים מסומנים ב-P1 ו-P2. האוויר עם לחץ יציב 'P1' עובר לאורך פתח O1 לתוך החדר האמצעי. לבסוף, הוא מתרחק מראש המדידה לאורך פתח ה-O2. המרחק בין פתח ה-O2 לחומר העבודה מסומן ב-'d'.

בהתחלה, פתח מדידת O2 יהיה סגור לחלוטין. ברגע שהוא נסגר אז שני הלחצים כמו P1 ו-P2 יהיו שווים. באופן דומה, כאשר פתח המדידה נפתח לחלוטין, הלחצים P1 ו-P2 מתאפסים בפתחים O1 ו-O2.

בכל פעם שהמרחק בין פתח המדידה לחומר משתנה, הלחץ P1 ו-P2 בפתחי O1 ו-O2 משתנה. הפרש הלחץ נמדד על ידי מכשיר חיווי לחץ. בהשוואה זו, ניתן להגיע להגדלה של עד 7500:1.

משווה פניאומטי מסוג דיפרנציאלי

המשווה הפנאומטי מסוג דיפרנציאל מתוכנן עם חלקים שונים כמו ווסת לחץ, מדחס, מסנן אוויר, פתח בקרה, שסתום הגדרה לאפס או סילון ייחוס, התקן חיווי לחץ וראש מדידה.

ראשית, האוויר בסוג זה של השוואות נדחס ומאפשר לזרום בכל מסנן האוויר ובווסת הלחץ. סוף סוף, לחץ האוויר נוצר ויציב. בלחץ יציב, האוויר זורם לאורך התעלה המפוצלת.

האוויר זורם בקצה אחד דרך פתח ה-OC1 ומגיע לראש המדידה דרך ערוץ ה-P. באופן דומה, האוויר זורם לאורך פתח OC2 ומגיע לשסתום כוונון אפס דרך התעלה.
התקן לחיווי הלחץ ממוקם בתוך חברת התעופה ומחבר את שני ערוצי ה-P&Q. ראשית, הוא מכויל על ידי חומר עבודה סטנדרטי. ברגע שראש המדידה זז לכיוון חומר העבודה, המצביע בתוך מכשיר המדידה מתחיל להסתובב הצידה. אם יש רשות או הגבלה של ירידה בין ראש המדידה לחומר העבודה, הלחץ במערכת יוגבר. לבסוף מתרחשת סטייה.

כדי להמיר את קריאות הלחץ לממדים הליניאריים מהתקן החיווי, נעשה שימוש בנוסחה הבאה.

P = ρgh

כאשר, P = לחץ המצוין דרך המכשיר, ρ = צפיפות אוויר, g = משקל סגולי, ו- h = מידות היצירה לניתוח. טווח ההגדלה של המשווה הזה נע בין 1250x ל- 20000x.

ההבדל בין משווה מכני למשווה פניאומטי

ההבדל בין המשווה המכני למשווה הפנאומטי נדון להלן.

יתרונות

ה היתרונות של משווה פנאומטי כלול את הבאים.

• המשווים הללו פשוטים מאוד לתפעול.
• למשווה זה אין מגע בין חומר העבודה לראש המדידה.
• יש לו עד 30000: 1 הגדלה גבוהה.
• אין חדירה כאשר גם מכשיר החיווי וגם ראש המדידה מסודרים במקומות שונים.
• סילון אוויר במשוואה זה עוזר לנקות את חומר העבודה.
• בזמן הפעלת המשווה הזה, לא מתרחשת רטט.
• אלה מדויקים מאוד בגלל המספר הקטן ביותר של חלקים נעים כך שיש פחות חיכוך ואינרציה נמוכה במיוחד.
• המשווה הזה הוא הטוב ביותר כדי לקבוע את החוד והסגלגלות של הקומות המעגליות.
• המדידה קטנה במיוחד ואינה גורמת נזק לחומר העבודה. אבל זה מסייע בניקוי אבק מהחלק הנמדד של סילון האוויר.

חסרונות

ה חסרונות של השוואות פנאומטיות כלול את הבאים.

• אלה לא שימושיים.
• המשווה הזה דורש מדחס.
• זה לא מתאים לכל התנאים האקולוגיים.
• שינוי הטמפרטורה והלחות יכולים להשפיע על דיוקם.
• משווים אלה איטיים בתגובה בהשוואה למשווים אחרים.
• המשווה הזה צריך ציוד עזר משוכלל כמו ווסת לחץ מדויק.
• זה לא חסכוני בהשוואה להשוואות מסוגים מכניים.
• קנה המידה בהשוואה זה אינו עקבי.
• נדרשים ראשי מדידה שונים בהשוואה זו או ממדים שונים.
• שגיאת מניסקוס מתרחשת כאשר צינורות זכוכית משמשים כמכשיר חיווי.
• הוא זקוק לראשי מדידה שונים לבדיקת סוגים שונים של חלקי עבודה.
• רכיבי עזר נדרשים במיוחד כמו ווסת לחץ, מסנן אוויר וכו'

יישומים

השימושים או היישומים של משווים פניאומטיים כוללים את הדברים הבאים.

• המשווה הפנאומטי מזהה את הקוטר הפנימי של חלקי העבודה של צילינדר.
• המשווה הזה מנוצל ברגע שיש צורך לבדוק מספר רב של חלקי עבודה או צילינדרים.
• אלה נמצאים בשימוש נרחב בשליטה אוטומטית בגודל הרכיבים כמו מדי תקע.
• משווים אלה משמשים בעיקר לבדיקה מהירה של מספר עצום של ממדים שווים.
• הוא משמש כדי לגלות עד כמה האורך משתנה מהמידות המקוריות.
• ניתן לזהות את הקטרים ​​הפנימיים והחיצוניים של חלק העבודה באמצעות המשווה זה.
• ניתן לזהות את הישר והשטוח של חומר העבודה.
• המשווה הזה משמש לניתוח הטאפרים והסגלגלות של חומר העבודה.
• זה שימושי גם לבדיקת הריבוע והעגול של חומר העבודה.
• יישומי ההשוואה הפנאומטיים משתנים בהתאם לסוגי ראשי המדידה ומספר הפתחים.
• ניתן ליישם את ההשוואות הללו על מדידות קוטר פנימי וחיצוני ומדידות עובי.
• השוואות אלו שימושיות מאוד בבדיקת ריכוז החלקים הזוויתיים, עומק החור העיוור, מרחק מרכז החור, שטוחות מקביליות וכו'.

לפיכך, זהו מידע קצר על פניאומטי משווה - סוגים , יתרונות, חסרונות ויישומיו. המשווה הפנאומטי הנפוץ ביותר הוא המשווה הפנאומטי Solex אשר תוכנן ומשווק על ידי תעשיית Solex Air Gauges Ltd בארה'ב. אז זהו אחד המשווים הפנאומטיים הפופולריים ביותר. הנה שאלה בשבילך, מהו השוואה באלקטרוניקה?