圧力計と絶対圧力: 主な違いと選択ガイド

あなたはゼロを示す圧力計の前に立っていても、プロセスマニュアルでは絶対圧力値を要求しています。これは産業プラントでよく起こる混乱の瞬間です。ゲージ圧力の測定値と絶対圧力の測定値は互換性がなく、間違った値を選択すると、不正確な測定、安全性の問題、または信頼性の低いプロセス データが発生する可能性があります。簡単に言うと、ゲージ圧は大気圧をゼロ点として使用するのに対し、絶対圧は完全な真空をゼロ点として使用します。この記事では、その違い、それが重要な理由、およびアプリケーションに適したタイプを選択する方法について説明します。

ゲージ圧とは何ですか?

ゲージ圧は、周囲の大気圧と比較して測定される圧力です。標準的な圧力計を読み取ると、通常、針は大気圧でゼロを示します。測定された圧力が大気より高い場合、ゲージは正の値を示します。圧力が大気より低い場合、負の値が読み取られ、これを一般に真空と呼びます。

数学的な関係は単純です。

ゲージ圧 = 絶対圧 - 大気圧

これは、容器内の実際の絶対圧力が変化しない場合でも、ゲージ圧力の測定値は局所的な大気圧によって変化することを意味します。そのため、海抜ゼロメートルで校正されたゲージは、高地に設置された場合、現地の大気条件に合わせて補正されない限り、測定値がわずかに異なる可能性があります。

ゲージ圧の一般的な用途

ほとんどの工業用圧力測定は、システム圧力を周囲環境と比較するため、ゲージ圧です。油圧システム、空圧ライン、ウォーターポンプ、圧縮空気システムは通常、ゲージ圧を使用します。これらのシステムの配管やタンクは内外の圧力差に耐えられるように設計されているため、構造応力や漏れのチェックにはゲージ圧が実用的な値となります。日常のプラント圧力監視には、 汎用 圧力計 多くの場合、これらのタスクには十分です。このタイプの測定が使用される場所について詳しくは、次の記事を参照してください。 産業におけるゲージ圧アプリケーション .

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絶対圧力とは何ですか?

絶対圧力は完全な真空を基準にして測定されます。つまり、測定値には大気圧が含まれます。 1 気圧の圧力は、海面で約 101.325 kPa、または 14.7 psi に相当します。絶対圧力センサーは、機器内の密閉された真空チャンバーに対して常にゼロを基準とします。

絶対圧力 = ゲージ圧 大気圧

ゼロ点は普遍的な真空に固定されているため、絶対圧力の測定値は高度、天候、周囲の大気圧の変化の影響を受けません。これにより、熱力学方程式、気体法則計算、蒸気圧測定など、一貫した物理的基準が必要な計算には絶対圧力が正しい選択肢となります。

絶対圧力の一般的な用途

真空システム、蒸留塔、蒸発や沸騰を伴うプロセスは、多くの場合絶対圧力に依存します。気圧監視、高度測定、および真空コーティング装置でも絶対圧力基準が使用されます。一部の化学反応器では、正確な反応条件を維持するために絶対圧力の制御が必要です。プロセスで絶対圧力値が必要な場合は、密閉された真空基準を使用して設計された機器が必要です。 絶対圧力計 .

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ゲージ圧と絶対圧の主な違い

以下の表は、2 つの測定タイプの主な違いをまとめたものです。これらの違いは、センサーの設計とフィールドの解釈の両方に影響します。

最も重要な実際的な違いは、読み方自体にあります。ゲージ圧がゼロであっても、圧力がないことを意味するわけではありません。これは、圧力が周囲の大気と等しいことを意味します。絶対圧力ゼロは完全な真空を意味します。これらの参照を混同すると、製品仕様をバーの数十分の 1 単位で作成する可能性があり、これは多くのプロセス計算において重要です。

ゲージ対絶対圧力測定を選択する場合

選択は、プロセス媒体のみに依存するのではなく、機器が何を制御または表示することが期待されるかによって決まります。

• ゲージ圧を選択してください 主な関心事がシステムとその周囲の間の圧力差である場合。例としては、圧力リリーフ設定、フィルター監視、ポンプ吐出圧力などがあります。周囲の大気は自然の基準となるため、ゲージが最も簡単で信頼できるオプションです。
• 絶対圧力を選択してください プロセスが天候や高度に依存しない固定基準に依存する場合。これには、真空オーブン制御、蒸気圧測定、およびあらゆる状態方程式の計算が含まれます。絶対読み取り値を使用すると、補正せずに異なる位置間のデータを比較することもできます。

真空および複合測定

真空アプリケーションでは、多くの場合、複数の参照標準が必要になります。ゲージ圧の真空読み取り値 -0.5 bar は、海面での絶対圧力約 0.513 bar に相当します。多くの植物が利用している 真空および連成圧力計 1 つのダイヤルで正と負のゲージ圧の両方を表示できるためです。ただし、絶対レベルが重要となる低圧プロセスの場合は、専用の絶対圧力機器を使用する方が安全な選択です。

圧力機器の実際の選択に関する考慮事項

圧力計を指定するときは、ゲージと絶対的な区別を超えて、これらの要素を考慮してください。

精度と校正

絶対圧力計には安定した内部真空基準が必要であり、製造プロセスがさらに複雑になります。これは一般に、同等のゲージ圧モデルよりも価格が高いことを意味します。アプリケーションにゲージ圧力のみが必要な場合は、標準の圧力ゲージを選択することでコストを節約できます。絶対圧力が必要な場合は、設置前に校正範囲を確認し、機器に有効な参照証明書があることを確認してください。

高度と天候の影響

ゲージ圧計は局所的な大気の変化の影響を受けます。海抜 2,000 メートルにあるプラントの大気圧は、海抜ゼロメートルのプラントよりも低くなります。海面でゼロ調整されたゲージは、高度に設置された場合、実際のゲージ圧力より約 0.2 バール高い値を示します。この誤差は、一部の重要ではない油圧システムでは許容できる場合もありますが、プロセス制御に問題が生じる可能性があります。絶対圧力ゲージは、ゼロ基準が変更されないため、この問題を回避します。

信号出力と遠隔監視

圧力機器を制御システムに接続している場合は、トランスミッタが 4 ～ 20 mA 信号を出力するかどうか、またゲージまたは絶対値として設定されているかどうかを確認してください。最新のトランスミッターの多くはどちらの基準にも設定できますが、内部センサーは物理的に絶対測定が可能である必要があります。注文する前にデータシートの仕様をご覧ください。

要約すると、ゲージ圧は大気に対して測定され、絶対圧は完全な真空に対して測定されます。ほとんどの油圧、空圧、および水システムのアプリケーションでは、ゲージ圧が自然でコスト効率の高い選択となります。真空プロセス、蒸留、熱力学計算では、絶対圧力が正しい基準となります。疑問がある場合は、プラント内の既存の計器を見て、マニュアルに「ゲージ圧」と記載されているか「絶対圧力」と記載されているかを確認してください。この違いを明確に理解することで、測定ミスを防ぎ、機器の選択プロセスがよりスムーズになります。