المقارنة الهوائية: التصميم والعمل والأنواع وتطبيقاتها

ال المقارنة في علم القياس هو أداة دقيقة ، تُستخدم لقياس دقة مكون معين من خلال مقارنة بُعد المكون المحدد بمعيار العمل الفعلي. إنه نوع غير مباشر من قياس الدقة لأنه لن يقيس البعد ، ولكنه سيحدد الاختلاف داخل القياس بين المكون المحدد ومعيار العمل. بشكل عام ، تتوفر المقارنات في أنواع مختلفة يتم استخدامها بناءً على المتطلبات في مجالات مختلفة مثل الكهرباء والإلكترونيات ، والبصرية ، والكهروميكانيكية ، والميكانيكية الضوئية ، والهوائية ، والفحوصات المتعددة ، وإزاحة السوائل ، والإسقاط ، والقياس التلقائي و المقارنة الميكانيكية . لذلك تناقش هذه المقالة أحد أنواع المقارنة وهو - مقارن هوائي العمل وأنواعه وتطبيقاته.

ما هو المقارنة الهوائية؟

جهاز دقيق يعمل بالهواء المضغوط أو نظام هوائي يُعرف باسم المقارنة الهوائية. في المقارنة الهوائية ، مصطلح 'هوائي' يعني الهواء المستخدم لتكبير القراءة المقاسة. لذلك ، يتم استخدام الهواء المضغوط أو المضغوط كوسيط عمل في هذا المقارنة. على غرار المقارنات الأخرى ، تُستخدم هذه المقارنات أيضًا بشكل أساسي لتحليل اختلاف الأبعاد بين قطعة العمل القياسية وقطعة العمل المراد قياسها. وبالتالي فإن هذا المقارن له فوائد عديدة مقارنة بأنواع المقارنة الأخرى ، لذلك يتم اختياره بشكل كبير في معظم الحالات على أنواع المقارنة الأخرى.

مبدأ العمل

يعمل المقارن الهوائي على المبدأ الأساسي لتغير الضغط المتولد داخل تدفق الهواء. يتدفق الهواء بضغط ثابت في جميع أنحاء قطعة العمل ، ثم سيخلق ضغطًا عكسيًا. لذا فإن الاختلاف في هذا الضغط الخلفي سيساعد في اكتشاف بُعد قطعة العمل.

تصميم المقارنة الهوائية

تم تصميم جهاز المقارنة الهوائي ببعض الأجزاء المهمة مثل ضاغط وخزان مياه وفلتر هواء ومنظم ضغط وأنبوب غطس وأنبوب مقياس ضغط وفتحة تحكم وأنبوب مرن ورأس قياس ومقياس موضحة أدناه.

ضاغط

الضاغط في هذا المقارنة هو المكون الأكثر أهمية. تتمثل الوظيفة الرئيسية لهذا الضاغط في إنتاج الهواء المضغوط وتزويده بشكل مستمر داخل جهاز المقارنة الهوائي.

مرشح الهواء

مرشح الهواء في هذا المقارنة متصل بوحدة الضاغط. مرشح الهواء مفيد جدًا في تصفية جزيئات الأوساخ القادمة من الهواء. هنا يتم ضغط الهواء من خلال الضاغط.

وحدة تنظيم الضغط

هذه الوحدة مرتبة بفلتر هواء. تتمثل الوظيفة الرئيسية لهذه الوحدة في التحكم في ضغط الهواء المضغوط الذي يأتي من مرشح الهواء.

أنبوب الغمس

يتم ترتيب أنبوب الغطس داخل شركة الطيران بجوار منظم الضغط. يتم غمس هذا الأنبوب مباشرة في اتجاه الأسطوانة المعدنية أو خزان المياه. يُعرف توصيل هذا الأنبوب وكذلك شركة الطيران بالغرفة العلوية.

خزان المياه

خزان المياه عبارة عن أسطوانة معدنية مرتبة في قاعدة الحجرة العلوية في هذا المقارنة بحيث تحمل أنبوب الغطس بداخلها.

أنبوب المانومتر

يتم تثبيت أنبوب المانومتر في هذا المقارنة عموديًا بالتوازي مع قاعدة خزان المياه. يتحكم

فتحة

توجد فتحة التحكم في الخطوط الجوية بين تقاطعين لأنبوب الغمس وأنبوب المانومتر. تسمح هذه الفتحة للهواء بالتزويد بضغط ثابت.

أنبوب مرن

يتم استخدام أنبوب مرن داخل الخطوط الجوية لعقد رأس القياس. يتم إصلاح النقطة الأولية للأنبوب المرن مع الغرفة التالية ، وهي مقياس الضغط وتقاطع خطوط الطيران بينما يتم توصيل نقطة النهاية من خلال رأس قياس أو قياس.

قياس الرأس

يتم توصيل رأس القياس ببساطة بالخرطوم الهوائي أو الأنبوب المرن. وتتمثل الوظيفة الرئيسية لهذا في حساب العيوب داخل قطعة العمل.

حجم

يتم معايرة مقياس القياس في هذا المقارن وترتيبه في أنبوب المانومتر بالتوازي. تتمثل الوظيفة الرئيسية للمقياس في قياس إزاحة السائل الذي يحدث داخل أنبوب مقياس الضغط.

مقارن هوائي يعمل

يعمل المقارن الهوائي ؛ يتضمن المقارن الهوائي خزان مياه أو أسطوانة معدنية مملوءة بالماء حتى مستوى معين. يتم توصيل مقياس ضغط معاير عموديًا بالتوازي مع خزان المياه هذا. يجب أن يكون مستوى الماء داخل خزان المياه وكذلك مقياس الضغط متماثلين ويتم تعديله بقطعة عمل. عند الضغط الأقصى ، يتم ضغط الهواء بضاغط ويتم ترشيحه وتنظيمه بالضغط من خلال مرشح الهواء بالإضافة إلى منظم الضغط.

يتدفق الهواء المصفى عبر أنبوب غاطس مغمور داخل خزان مياه. في نفس الوقت ، يتدفق الهواء المضغوط ذو الضغط المتساوي عبر فجوة فتحة التحكم. بمجرد تدفق الهواء عبر فتحة التحكم ، ستزداد السرعة ويصبح الضغط مستقرًا. يمر الهواء بسرعة كبيرة عبر الخرطوم الهوائي أو الأنبوب المرن وأخيراً يصل إلى رأس القياس.

بسبب تمدد الهواء داخل أنبوب الغطس ، يتم الحفاظ على استقرار رأس الماء. سوف يهرب الهواء الفائض على شكل فقاعات هواء داخل خزان المياه. عند الضغط المستمر ، يبتعد الهواء عن نفاثة القياس داخل رأس القياس أو مقياس القياس.

إذا كانت قطعة العمل طبيعية أو لا يوجد حد داخل قطعة العمل ، فإن الهواء يهرب باستمرار عبر نفاثة القياس. في الوقت نفسه ، سيتطابق مستوى الماء داخل أنبوب مقياس الضغط وخزان المياه. إذا كان هناك أي قيود أو عدم انتظام داخل قطعة العمل للتدفق الفعلي داخل نفاثة القياس ، فسيتم تشكيل قوة رجعية معينة.

سينخفض ​​مستوى الماء داخل مقياس ضغط الدم بسبب الضغط الخلفي الناجم عن القيود داخل قطعة العمل. يُشار إلى تغيير مستوى الماء داخل مقياس الضغط على أنه تباين الأبعاد أو أي تشوهات داخل قطعة العمل التي يتم قياسها عند مقارنتها بقطعة العمل القياسية.

أنواع أجهزة المقارنة الهوائية

المقارنات الهوائية متوفرة في ثلاثة أنواع والتي تمت مناقشتها أدناه.

• جهاز مقارنة هوائي من نوع التدفق / السرعة.
• مقارن هوائي من نوع الضغط الخلفي.
• مقارن هوائي من النوع التفاضلي.

جهاز مقارنة هوائي من نوع التدفق / السرعة

تم تصميم المقارن الهوائي من نوع التدفق أو السرعة بأجزاء مختلفة مثل الضاغط ، وفلتر الهواء ، ومنظم الضغط ، وصمام الإغلاق ، والعمود الزجاجي ، والطفو ، وبرغي ضبط صفري ، ونزيف الهواء ، والمقياس ، والأنبوب المرن ، ورأس القياس وقطعة العمل.

في البداية ، يجب معايرة العمود الزجاجي إلى البعد الضروري باستخدام برغي ضبط صفري ونزيف الهواء. مثل المقارن الهوائي ، يتم ضغط الهواء وتصفيته وتنظيمه. بعد ذلك ، يمر الهواء عبر صمام الإغلاق ويتحرك باتجاه العمود الزجاجي الذي يتضمن عوامة معدنية. يستخدم صمام الإغلاق بشكل أساسي لإغلاق مصدر الهواء عند عدم استخدامه. يتدفق الهواء في جميع أنحاء عمود الهواء ويتحرك بعيدًا في النهاية عن رأس القياس.

هنا ، يتم وضع رأس القياس في هذا المقارنة داخل قطعة عمل لتحليلها. في حالة وجود أي قيود أو مخالفات على قطعة العمل ، فسيتم التحكم في تدفق الهواء. ينتج عن هذا إزاحة صغيرة للطفو المعدني في العمود الزجاجي.

يمكن التحكم في حركة تعويم المعدن بسهولة من خلال سرعة تدفق الهواء داخل العمود الزجاجي والتي يتم تحديدها من خلال الخلوص بين رأس القياس وقطعة العمل. وبالتالي ، فإن معدل تدفق الهواء يتناسب طرديا مع الخلوص. دقة المقارنة تصل إلى 1 ميكرومتر وتكبيرها 1000.000: 1.

مقارن هوائي من نوع الضغط الخلفي

تم تصميم المقارن الهوائي من نوع الضغط الخلفي بأجزاء مختلفة مثل ضاغط ، منظم ضغط ، مرشح ، مقياس ، مقيد قابل للتعديل ورأس قياس. يتضمن هذا النوع من المقارنة فتحتين مثل مكتب التحكم 'O1' وفتحة القياس 'O2'.

على غرار المقارنة أعلاه ، يتم ترشيح الهواء المضغوط في هذا المقارنة من خلال مرشح هواء ثم يمر عبر منظم الضغط. هنا ينخفض ​​الضغط إلى 2 بار ويمر عبر فتحة التحكم. أخيرًا ، يتحرك الهواء بعيدًا عن فتحة القياس داخل رأس القياس.

يُشار إلى قطر الفتحتين داخل رأس القياس بالرمز D1 و D2 ، ويُشار إلى ضغط الفتحات بالرمز P1 & P2. يمر الهواء ذو ​​الضغط المستقر 'P1' عبر فتحة O1 إلى الغرفة الوسطى. أخيرًا ، يتحرك بعيدًا عن رأس القياس عبر فتحة O2. يُشار إلى المسافة بين فتحة O2 وقطعة العمل بالحرف 'd'.

في البداية ، سيتم إغلاق فتحة قياس O2 تمامًا. بمجرد إغلاقه ، فإن كلا الضغطين مثل P1 و P2 سيكونان متساويين. وبالمثل ، عندما يتم فتح فتحة القياس بالكامل ، فإن الضغط P1 & P2 صفر عند الفتحات O1 & O2.

كلما تغيرت المسافة بين فتحة القياس وقطعة العمل ، يتغير الضغط P1 & P2 عند فتحات O1 & O2. يتم قياس الفرق في الضغط بواسطة جهاز بيان الضغط. في هذا المقارنة ، يمكن تحقيق التكبير حتى 7500: 1.

مقارن هوائي من النوع التفاضلي

تم تصميم جهاز المقارنة الهوائي من النوع التفاضلي بأجزاء مختلفة مثل منظم الضغط ، والضاغط ، وفلتر الهواء ، وفتحة التحكم ، وصمام الضبط الصفري أو النفاثة المرجعية ، وجهاز بيان الضغط ، ورأس القياس.

أولاً ، يتم ضغط الهواء في هذا النوع من أجهزة المقارنة ويسمح له بالتدفق عبر مرشح الهواء ومنظم الضغط. أخيرًا ، يتم إنشاء ضغط الهواء وجعله مستقرًا. عند الضغط المستقر ، يتدفق الهواء عبر القناة المنقسمة.

يتدفق الهواء في أحد طرفيه عبر فتحة OC1 ويصل إلى رأس القياس عبر القناة 'P'. وبالمثل ، يتدفق الهواء عبر فتحة OC2 ويصل إلى صمام ضبط صفري عبر القناة.
يقع جهاز بيان الضغط داخل شركة الطيران ويربط قناتي P & Q. أولاً ، يتم معايرتها بواسطة قطعة عمل قياسية. بمجرد أن يتحرك رأس القياس نحو قطعة العمل ، يبدأ المؤشر داخل جهاز القياس في الانعطاف جانبًا. إذا كان هناك أي انخفاض في الإذن أو التقييد بين رأس القياس وقطعة العمل ، فسيتم زيادة الضغط في النظام. أخيرًا ، يحدث الانحراف.

لتحويل قراءات الضغط إلى أبعاد خطية من وسيلة البيان ، يتم استخدام الصيغة التالية.

P = ρgh

حيث ، P = الضغط المشار إليه من خلال الجهاز ، ρ = كثافة الهواء ، g = الثقل النوعي ، و h = أبعاد قطعة العمل المراد تحليلها. نطاق التكبير لهذا المقارنة يتراوح من 1250x إلى 20000x.

الفرق بين المقارن الميكانيكي والمقارن الهوائي

تتم مناقشة الفرق بين جهاز المقارنة الميكانيكي والمقارن الهوائي أدناه.

مزايا

ال مزايا المقارنة الهوائية تشمل ما يلي.

• هذه المقارنات سهلة التشغيل للغاية.
• لا يحتوي هذا المقارنة على أي اتصال بين قطعة العمل ورأس القياس.
• لديها نسبة تكبير عالية تصل إلى 30000: 1.
• لا يوجد تطفل عندما يتم ترتيب كل من جهاز البيان ورأس القياس في مواقع مختلفة.
• يساعد تدفق الهواء في هذا المقارنة على تنظيف قطعة العمل.
• أثناء تشغيل هذا المقارنة ، لا يحدث اهتزاز.
• هذه دقيقة للغاية بسبب العدد القليل جدًا من الأجزاء المتحركة ، لذا يكون هناك احتكاك أقل للغاية وقصور ذاتي منخفض.
• هذا المقارن هو الأفضل لتحديد مدى و شكل بيضاوي التجاويف الدائرية.
• القياس صغير للغاية ولا يسبب أي ضرر لقطعة العمل. لكنه يساعد في تنظيف الغبار من الجزء المقاس لنفث الهواء.

سلبيات

ال مساوئ المقارنة الهوائية تشمل ما يلي.

• هذه ليست في متناول اليد.
• يتطلب هذا المقارنة ضاغطًا.
• انها ليست مناسبة لجميع الظروف البيئية.
• يمكن أن يؤثر تغير درجة الحرارة والرطوبة على دقتها.
• هذه المقارنات بطيئة في الاستجابة مقارنة بالمقارنات الأخرى.
• يحتاج هذا المقارن إلى معدات مساعدة متقنة مثل منظم ضغط دقيق.
• إنها ليست اقتصادية مقارنة بمقارنات النوع الميكانيكي.
• المقياس في هذا المقارنة غير متسق.
• مطلوب رؤوس قياس مختلفة في هذا المقارنة أو أبعاد مختلفة.
• يحدث خطأ الغضروف الهلالي عند استخدام الأنابيب الزجاجية كوسيلة للإشارة.
• يحتاج إلى رؤوس قياس مختلفة لفحص أنواع مختلفة من قطع العمل.
• المكونات الإضافية مطلوبة بشكل إضافي مثل منظم الضغط وفلتر الهواء وما إلى ذلك

التطبيقات

تشمل استخدامات أو تطبيقات المقارنات الهوائية ما يلي.

• يكتشف المقارن الهوائي القطر الداخلي لقطع عمل الأسطوانة.
• يتم استخدام جهاز المقارنة هذا بمجرد اختبار عدد كبير من قطع العمل أو الأسطوانات.
• تستخدم على نطاق واسع في التحكم في حجم المكونات تلقائيًا مثل مقاييس التوصيل.
• تستخدم هذه المقارنات بشكل أساسي للتحقق السريع من عدد كبير من الأبعاد المتساوية.
• يتم استخدامه لاكتشاف مدى تغير الطول عن الأبعاد الأصلية.
• يمكن الكشف عن قطعة العمل داخل وخارج القطر باستخدام هذا المقارنة.
• يمكن الكشف عن استقامة قطعة العمل والتسطيح.
• يستخدم هذا المقارنة لتحليل Tappers & Ovality لقطعة الشغل.
• كما أنه مفيد للتحقق من تربيع واستدارة قطعة العمل.
• تتغير تطبيقات المقارنة الهوائية اعتمادًا على أنواع رأس القياس وعدد الفتحات.
• يمكن تطبيق هذه المقارنات على قياسات القطر الداخلي والخارجي وقياسات السماكة.
• هذه المقارنات مفيدة جدًا في التحقق من تركيز الأجزاء الزاويّة ، وعمق الفتحة العمياء ، ومسافة مركز الثقب ، واستواء التوازي ، وما إلى ذلك.

وبالتالي ، هذه معلومات موجزة عن الهوائية المقارنة - الأنواع ، مزايا وعيوب وتطبيقاته. المقارن الهوائي الأكثر استخدامًا هو المقارن الهوائي Solex الذي تم تصميمه وتسويقه بواسطة صناعة Solex Air Gauges Ltd في الولايات المتحدة الأمريكية. لذلك هذا هو أحد أكثر المقارنات الهوائية شيوعًا. إليك سؤال لك ، ما هو المقارن في الإلكترونيات؟