เครื่องเปรียบเทียบนิวเมติกส์ : การออกแบบ การทำงาน ประเภท และการใช้งาน

เดอะ เครื่องเปรียบเทียบ ในมาตรวิทยาเป็นเครื่องมือที่มีความแม่นยำ ใช้ในการวัดความแม่นยำของส่วนประกอบที่กำหนดโดยการเปรียบเทียบมิติของส่วนประกอบที่กำหนดกับมาตรฐานการทำงานจริง เป็นการวัดความแม่นยำทางอ้อมเนื่องจากจะไม่วัดขนาด แต่จะระบุความแตกต่างภายในการวัดระหว่างส่วนประกอบที่ระบุและมาตรฐานการทำงาน โดยทั่วไป เครื่องเปรียบเทียบมีจำหน่ายในประเภทต่างๆ ซึ่งใช้ตามความต้องการในด้านต่างๆ เช่น ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ออปติคัล ระบบเครื่องกลไฟฟ้า เครื่องกล-ออปติคอล นิวแมติก การตรวจสอบหลายจุด การแทนที่ของไหล การฉายภาพ เกจวัดอัตโนมัติ & เครื่องเปรียบเทียบเชิงกล . ดังนั้น บทความนี้จะกล่าวถึงเครื่องมือเปรียบเทียบประเภทหนึ่งคือ – เครื่องเปรียบเทียบนิวเมติก การทำงาน ประเภท และการใช้งาน

เครื่องเปรียบเทียบนิวแมติกคืออะไร?

อุปกรณ์ที่มีความแม่นยำซึ่งทำงานด้วยลมอัดหรือ ระบบนิวเมติกส์ เป็นที่รู้จักกันในชื่อเครื่องเปรียบเทียบแบบนิวแมติก ในตัวเปรียบเทียบนิวแมติกส์ คำว่า 'นิวเมติกส์' หมายถึงอากาศที่ใช้สำหรับการขยายการอ่านค่าที่วัดได้ ดังนั้น เครื่องเปรียบเทียบนี้จึงใช้อากาศที่มีแรงดันหรืออากาศอัดเป็นตัวกลางในการทำงาน เช่นเดียวกับเครื่องเปรียบเทียบอื่นๆ เครื่องเปรียบเทียบเหล่านี้ยังใช้เป็นหลักในการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงมิติระหว่างชิ้นงานมาตรฐานและชิ้นงานที่จะวัด ดังนั้น ตัวเปรียบเทียบนี้มีประโยชน์มากมายเมื่อเทียบกับตัวเปรียบเทียบประเภทอื่นๆ ดังนั้นจึงได้รับเลือกอย่างมากในกรณีส่วนใหญ่มากกว่าตัวเปรียบเทียบประเภทอื่นๆ

หลักการทำงาน

เครื่องเปรียบเทียบแบบนิวแมติกส์ทำงานบนหลักการพื้นฐานของความแปรผันของแรงดันที่เกิดขึ้นภายในการไหลของอากาศ อากาศจะไหลด้วยแรงดันคงที่ทั่วทั้งชิ้นงาน จากนั้นจะสร้างแรงดันย้อนกลับ ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของแรงดันย้อนกลับนี้จะช่วยให้ค้นพบมิติของชิ้นงานได้

การออกแบบเครื่องเปรียบเทียบนิวแมติก

เครื่องเปรียบเทียบแบบนิวแมติกส์ได้รับการออกแบบโดยมีชิ้นส่วนที่สำคัญ เช่น คอมเพรสเซอร์ ถังเก็บน้ำ ตัวกรองอากาศ ตัวปรับแรงดัน ท่อจุ่ม ท่อมาโนมิเตอร์ ท่อควบคุม ท่ออ่อน หัวเกจ และสเกล ซึ่งอธิบายไว้ด้านล่าง

คอมเพรสเซอร์

คอมเพรสเซอร์ในตัวเปรียบเทียบนี้เป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุด หน้าที่หลักของคอมเพรสเซอร์นี้คือการผลิตและจ่ายอากาศอัดอย่างต่อเนื่องภายในเครื่องเปรียบเทียบแบบนิวเมติกส์

กรองอากาศ

ตัวกรองอากาศในตัวเปรียบเทียบนี้เชื่อมต่อกับชุดคอมเพรสเซอร์ แผ่นกรองอากาศมีประโยชน์อย่างมากในการกรองฝุ่นละอองที่มาจากอากาศ ที่นี่อากาศถูกบีบอัดผ่านคอมเพรสเซอร์

หน่วยควบคุมความดัน

หน่วยนี้มีตัวกรองอากาศ หน้าที่หลักของเครื่องนี้คือควบคุมแรงดันอากาศอัดซึ่งมาจากตัวกรองอากาศ

หลอดจุ่ม

ท่อจุ่มจัดอยู่ในสายการบินถัดจากเครื่องปรับความดัน หลอดนี้จุ่มตรงไปยังกระบอกโลหะหรือถังน้ำ การเชื่อมต่อของท่อนี้และสายการบินเรียกว่าห้องบน

ถังเก็บน้ำ

แท้งค์น้ำเป็นทรงกระบอกโลหะที่จัดวางไว้ที่ฐานของห้องบนของเครื่องเปรียบเทียบนี้เพื่อให้มีท่อจุ่มอยู่ภายใน

ท่อมาโนมิเตอร์

ท่อมาโนมิเตอร์ในตัวเปรียบเทียบนี้ได้รับการแก้ไขในแนวตั้งขนานกับฐานของถังเก็บน้ำ ควบคุม

ปาก

ช่องควบคุมอยู่ในสายการบินระหว่างจุดตัดสองจุดของท่อจุ่มและท่อมาโนมิเตอร์ ช่องเปิดนี้ช่วยให้จ่ายลมได้ที่แรงดันคงที่

หลอดยืดหยุ่น

ภายในสายการบินมีการใช้ท่อยืดหยุ่นเพื่อยึดหัววัด จุดเริ่มต้นของท่ออ่อนได้รับการแก้ไขด้วยห้องถัดไปซึ่งก็คือทางแยกของมาโนมิเตอร์และสายการบิน ในขณะที่จุดสิ้นสุดนั้นเชื่อมต่อผ่านเกจวัดหรือหัววัด

หัววัด

หัววัดเชื่อมต่อกับท่อลมหรือท่ออ่อน หน้าที่หลักคือการคำนวณความผิดปกติภายในชิ้นงาน

มาตราส่วน

มาตราส่วนการวัดในเครื่องมือเปรียบเทียบนี้ได้รับการสอบเทียบและจัดวางขนานกับท่อมาโนมิเตอร์ หน้าที่หลักของเครื่องชั่งคือการวัดการกระจัดของของไหลที่เกิดขึ้นภายในท่อมาโนมิเตอร์

เครื่องเปรียบเทียบลมทำงาน

การทำงานของเครื่องเปรียบเทียบลมคือ เครื่องเปรียบเทียบแบบนิวแมติกประกอบด้วยถังเก็บน้ำหรือกระบอกโลหะที่เติมน้ำจนถึงระดับที่กำหนด มาโนมิเตอร์ที่สอบเทียบแล้วเชื่อมต่อในแนวตั้งขนานกับแท้งค์น้ำนี้ ระดับน้ำภายในแท้งค์น้ำและมาโนมิเตอร์ต้องใกล้เคียงกันและปรับด้วยชิ้นงาน ที่แรงดันสูงสุด อากาศจะถูกบีบอัดด้วยคอมเพรสเซอร์ และกรองและควบคุมด้วยแรงดันผ่านตัวกรองอากาศรวมถึงตัวควบคุมแรงดัน

อากาศที่ผ่านการกรองจะไหลผ่านท่อจุ่มซึ่งจมอยู่ใต้น้ำภายในแท้งค์น้ำ ในขณะเดียวกัน อากาศอัดที่มีแรงดันเท่ากันจะไหลไปทั่วช่องว่างของช่องควบคุม เมื่ออากาศไหลผ่านช่องควบคุม ความเร็วจะเพิ่มขึ้น & ความดันจะคงที่ อากาศที่มีความเร็วมหาศาลจะผ่านท่อนิวเมติกส์หรือท่ออ่อนตัว และสุดท้ายจะไปถึงหัววัด

เนื่องจากการขยายตัวของอากาศภายในท่อจุ่ม ส่วนหัวของน้ำจึงคงที่ อากาศส่วนเกินจะไหลออกไปเป็นฟองอากาศภายในถังเก็บน้ำ ที่ความดันคงที่ อากาศจะไหลออกจากไอพ่นวัดภายในหัววัดหรือมาตรวัด

หากชิ้นงานเป็นปกติหรือไม่มีขีดจำกัดภายในชิ้นงาน อากาศจะไหลออกอย่างต่อเนื่องผ่านเจ็ทการวัด ในเวลาเดียวกัน ระดับน้ำภายในท่อ manometer และถังเก็บน้ำจะตรงกัน หากมีการจำกัดหรือความผิดปกติใดๆ ภายในชิ้นงานสำหรับการไหลจริงภายในเจ็ตการวัด จะเกิดแรงต้านขึ้น

ระดับน้ำภายในมาโนมิเตอร์จะลดลงเนื่องจากแรงดันย้อนกลับที่เหนี่ยวนำโดยข้อจำกัดภายในชิ้นงาน การเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำภายในมาโนมิเตอร์หมายถึงการเปลี่ยนแปลงของมิติหรือความผิดปกติใดๆ ภายในชิ้นงานที่กำลังวัดเมื่อเปรียบเทียบกับชิ้นงานมาตรฐาน

ประเภทของเครื่องเปรียบเทียบนิวเมติกส์

เครื่องเปรียบเทียบแบบนิวแมติกส์มีให้เลือกสามประเภทซึ่งจะกล่าวถึงด้านล่าง

• เครื่องเปรียบเทียบนิวเมติกชนิดการไหล/ความเร็ว
• เครื่องเปรียบเทียบนิวเมติกชนิดแรงดันย้อนกลับ
• เครื่องเปรียบเทียบนิวแมติกชนิดดิฟเฟอเรนเชียล

เครื่องเปรียบเทียบนิวเมติกชนิดการไหล/ความเร็ว

เครื่องเปรียบเทียบนิวเมติกส์ประเภทการไหลหรือความเร็วได้รับการออกแบบด้วยชิ้นส่วนต่างๆ เช่น คอมเพรสเซอร์ ตัวกรองอากาศ ตัวควบคุมแรงดัน วาล์วปิด คอลัมน์แก้ว ลูกลอย สกรูปรับศูนย์ อากาศตก ขนาด ท่ออ่อน หัววัด และชิ้นงาน

ในตอนแรก คอลัมน์แก้วจำเป็นต้องได้รับการปรับเทียบตามขนาดที่จำเป็นโดยใช้สกรูปรับศูนย์และช่องระบายอากาศ เช่นเดียวกับเครื่องเปรียบเทียบแบบนิวเมติกส์ อากาศจะถูกบีบอัด กรอง และควบคุม หลังจากนั้น อากาศจะผ่านวาล์วปิดและเคลื่อนที่ไปยังเสาแก้วที่มีลูกลอยโลหะ วาล์วปิดส่วนใหญ่จะใช้เพื่อปิดการจ่ายอากาศเมื่อไม่ได้ใช้งาน อากาศจ่ายไปทั่วคอลัมน์อากาศและเคลื่อนออกจากหัววัดในที่สุด

ที่นี่ หัววัดในตัวเปรียบเทียบนี้วางอยู่ภายในชิ้นงานที่จะวิเคราะห์ หากมีข้อจำกัดหรือความผิดปกติใดๆ บนชิ้นงาน การไหลของอากาศจะถูกควบคุม ส่งผลให้ทุ่นลอยโลหะในคอลัมน์แก้วเคลื่อนที่เพียงเล็กน้อย

การเคลื่อนที่ของลูกลอยโลหะสามารถควบคุมได้อย่างง่ายดายผ่านความเร็วลมภายในคอลัมน์แก้ว ซึ่งกำหนดโดยระยะห่างระหว่างหัววัดและชิ้นงาน ดังนั้น อัตราการไหลของอากาศจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับการกวาดล้าง ความแม่นยำของตัวเปรียบเทียบสูงถึง 1 µm และกำลังขยาย 1,000,000:1

เครื่องเปรียบเทียบนิวเมติกชนิดแรงดันย้อนกลับ

เครื่องเปรียบเทียบนิวแมติกส์ชนิดแรงดันย้อนกลับได้รับการออกแบบโดยมีชิ้นส่วนต่างๆ เช่น คอมเพรสเซอร์ ตัวปรับแรงดัน ตัวกรอง สเกล ตัวจำกัดแบบปรับได้ และหัววัด เครื่องมือเปรียบเทียบประเภทนี้ประกอบด้วยช่องเปิดสองช่อง เช่น สำนักงานควบคุม 'O1' และช่องวัด 'O2'

เช่นเดียวกับเครื่องเปรียบเทียบข้างต้น อากาศอัดในตัวเปรียบเทียบนี้จะถูกกรองผ่านตัวกรองอากาศ จากนั้นจึงผ่านตัวควบคุมความดัน ที่นี่ความดันจะลดลงเหลือ 2 บาร์และผ่านช่องควบคุม สุดท้าย อากาศจะเคลื่อนออกจากช่องวัดภายในหัววัด

เส้นผ่านศูนย์กลางของรูทั้งสองภายในหัววัดแสดงด้วย D1 ​​& D2 และแรงดันของรูแสดงด้วย P1 & P2 อากาศที่มีความดันคงที่ 'P1' จะไหลผ่านช่อง O1 เข้าสู่ห้องตรงกลาง ในที่สุดก็เคลื่อนออกจากหัววัดตลอด O2 orifice ระยะห่างระหว่างช่อง O2 และชิ้นงานจะแสดงด้วย 'd'

ในตอนแรก ช่องวัด O2 จะปิดสนิท เมื่อปิดแล้ว ความดันทั้งสองเช่น P1 และ P2 จะเท่ากัน ในทำนองเดียวกัน เมื่อปากวัดเปิดอย่างสมบูรณ์ ความดัน P1 และ P2 จะเป็นศูนย์ที่ปากวัด O1 และ O2

เมื่อใดก็ตามที่ระยะห่างระหว่างปากวัดและชิ้นงานเปลี่ยนไป ความดัน P1 & P2 ที่ปากวัด O1 & O2 จะแตกต่างกันไป ความแตกต่างของความดันจะวัดโดยอุปกรณ์บ่งชี้ความดัน ในตัวเปรียบเทียบนี้ สามารถขยายได้ถึง 7500:1

เครื่องเปรียบเทียบนิวแมติกชนิดดิฟเฟอเรนเชียล

เครื่องเปรียบเทียบนิวแมติกชนิดดิฟเฟอเรนเชียลได้รับการออกแบบโดยมีชิ้นส่วนต่างๆ เช่น ตัวควบคุมแรงดัน คอมเพรสเซอร์ ตัวกรองอากาศ ช่องควบคุม วาล์วตั้งค่าศูนย์หรือไอพ่นอ้างอิง อุปกรณ์ระบุแรงดัน และหัววัด

ประการแรก อากาศในเครื่องเปรียบเทียบประเภทนี้จะถูกบีบอัดและปล่อยให้ไหลผ่านตัวกรองอากาศและตัวควบคุมแรงดัน ในที่สุดความดันของอากาศจะถูกสร้างขึ้นและทำให้คงที่ ที่ความดันคงที่ อากาศจะไหลไปทั่วช่องแยก

อากาศไหลที่ปลายด้านหนึ่งผ่านช่อง 'P' ถึงหัววัด ในทำนองเดียวกัน อากาศจะไหลผ่านช่องเปิด OC2 และไปถึงวาล์วปรับค่าศูนย์ผ่านทางช่อง
อุปกรณ์แสดงความดันตั้งอยู่ภายในสายการบินและเชื่อมต่อช่อง P & Q ทั้งสองช่อง ประการแรก ปรับเทียบโดยชิ้นงานมาตรฐาน เมื่อหัววัดเคลื่อนเข้าหาชิ้นงาน ตัวชี้ภายในอุปกรณ์วัดจะเริ่มหันข้าง หากมีการอนุญาตหรือข้อจำกัดใดๆ ลดลงระหว่างหัววัดและชิ้นงาน ความดันในระบบจะเพิ่มขึ้น ในที่สุดการโก่งตัวก็เกิดขึ้น

ในการแปลงค่าความดันที่อ่านได้ให้เป็นขนาดเชิงเส้นจากอุปกรณ์บ่งชี้ จะใช้สูตรต่อไปนี้

P = ρgh

โดยที่ P = ความดันที่ระบุผ่านอุปกรณ์ ρ = ความหนาแน่นของอากาศ g = ความถ่วงจำเพาะ และ h = ขนาดชิ้นงานที่จะวิเคราะห์ ช่วงการขยายของเครื่องเปรียบเทียบนี้มีตั้งแต่ 1250x ถึง 20000x

ความแตกต่างระหว่างเครื่องเปรียบเทียบทางกลและเครื่องเปรียบเทียบทางลม

ความแตกต่างระหว่างเครื่องเปรียบเทียบเชิงกลและเครื่องเปรียบเทียบแบบนิวเมติกส์จะกล่าวถึงด้านล่าง

ข้อดี

เดอะ ข้อดีของเครื่องเปรียบเทียบลม รวมสิ่งต่อไปนี้

• เครื่องเปรียบเทียบเหล่านี้ใช้งานง่ายมาก
• เครื่องมือเปรียบเทียบนี้ไม่มีการสัมผัสระหว่างชิ้นงานและหัววัด
• กำลังขยายสูงถึง 30000:1
• ไม่มีการบุกรุกเมื่อทั้งอุปกรณ์บ่งชี้และหัววัดถูกจัดวางในตำแหน่งที่แตกต่างกัน
• กระแสลมในตัวเปรียบเทียบนี้ช่วยทำความสะอาดชิ้นงาน
• ขณะใช้งานเครื่องเปรียบเทียบนี้ จะไม่มีการสั่นสะเทือนเกิดขึ้น
• มีความแม่นยำมากเนื่องจากจำนวนชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวน้อยมาก ดังนั้นจึงมีแรงเสียดทานน้อยมากและความเฉื่อยต่ำ
• เครื่องมือเปรียบเทียบนี้เหมาะที่สุดในการพิจารณาความเรียวและความรีของรูกลม
• การวัดมีขนาดเล็กมาก & ไม่ทำให้ชิ้นงานเสียหาย แต่ช่วยในการทำความสะอาดฝุ่นจากส่วนที่วัดได้ของไอพ่นอากาศ

ข้อเสีย

เดอะ ข้อเสียของเครื่องเปรียบเทียบแบบนิวเมติก รวมสิ่งต่อไปนี้

• สิ่งเหล่านี้ไม่สะดวก
• เครื่องเปรียบเทียบนี้ต้องใช้คอมเพรสเซอร์
• ไม่เหมาะสมสำหรับทุกสภาวะทางนิเวศวิทยา
• การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความชื้นอาจส่งผลต่อความแม่นยำ
• ตัวเปรียบเทียบเหล่านี้ตอบสนองช้าเมื่อเทียบกับตัวเปรียบเทียบอื่นๆ
• เครื่องเปรียบเทียบนี้ต้องการอุปกรณ์เสริมที่ซับซ้อน เช่น เครื่องปรับแรงดันที่แม่นยำ
• ไม่ประหยัดเมื่อเทียบกับเครื่องเปรียบเทียบประเภทเครื่องกล
• มาตราส่วนในตัวเปรียบเทียบนี้ไม่สอดคล้องกัน
• ต้องใช้หัวเกจที่แตกต่างกันในเครื่องมือเปรียบเทียบนี้หรือขนาดต่างๆ
• ข้อผิดพลาด Meniscus เกิดขึ้นเมื่อใช้หลอดแก้วเป็นเครื่องบ่งชี้
• ต้องใช้หัววัดที่แตกต่างกันในการตรวจสอบชิ้นงานประเภทต่างๆ
• จำเป็นต้องมีส่วนประกอบเสริมเพิ่มเติม เช่น ตัวปรับแรงดัน ตัวกรองอากาศ ฯลฯ

แอพพลิเคชั่น

การใช้หรือการประยุกต์ใช้เครื่องเปรียบเทียบแบบนิวแมติกมีดังต่อไปนี้

• เครื่องเปรียบเทียบแบบใช้ลมจะตรวจจับเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของชิ้นงานทรงกระบอก
• เครื่องเปรียบเทียบนี้ใช้เมื่อต้องทดสอบชิ้นงานหรือกระบอกสูบจำนวนมาก
• มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการควบคุมขนาดของส่วนประกอบโดยอัตโนมัติ เช่น ปลั๊กเกจ
• เครื่องเปรียบเทียบเหล่านี้ส่วนใหญ่ใช้สำหรับตรวจสอบขนาดที่เท่ากันจำนวนมากอย่างรวดเร็ว
• ใช้เพื่อค้นหาว่าความยาวเปลี่ยนแปลงไปจากขนาดเดิมมากน้อยเพียงใด
• สามารถตรวจจับเส้นผ่านศูนย์กลางภายในและภายนอกของชิ้นงานได้โดยใช้เครื่องเปรียบเทียบนี้
• สามารถตรวจจับความตรงและความเรียบของชิ้นงานได้
• เครื่องมือเปรียบเทียบนี้ใช้เพื่อวิเคราะห์ Tappers & Ovality ของชิ้นงาน
• นอกจากนี้ยังเป็นประโยชน์ในการตรวจสอบความเหลี่ยมและความกลมของชิ้นงาน
• การใช้งานเครื่องเปรียบเทียบแบบนิวแมติกส์จะเปลี่ยนไปตามประเภทหัวเกจและจำนวนของรู
• เครื่องเปรียบเทียบเหล่านี้สามารถนำไปใช้กับการวัดเส้นผ่านศูนย์กลางภายในและภายนอกและการวัดความหนา
• เครื่องมือเปรียบเทียบเหล่านี้มีประโยชน์มากในการตรวจสอบความร่วมศูนย์ของชิ้นส่วนเชิงมุม ความลึกของรูบอด ระยะศูนย์กลางของรู ความเรียบของแนวขนาน ฯลฯ

ดังนั้น นี่เป็นข้อมูลโดยย่อเกี่ยวกับนิวแมติกส์ เครื่องเปรียบเทียบ - ประเภท ข้อดี ข้อเสีย และการใช้งาน เครื่องเปรียบเทียบค่าลมที่ใช้บ่อยที่สุดคือเครื่องเปรียบเทียบค่าลม Solex ซึ่งออกแบบและจำหน่ายโดยอุตสาหกรรม Solex Air Gauges Ltd ในสหรัฐอเมริกา นี่คือหนึ่งในเครื่องเปรียบเทียบนิวเมติกส์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุด นี่คือคำถามสำหรับคุณ อะไรคือตัวเปรียบเทียบในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์?