ゲージ圧は絶対圧とどう違うのですか?

ゲージ圧と絶対圧はどう違うのですか?

私はプロの圧力サプライヤーとして、ゲージ圧と絶対圧の違いについて混乱しているお客様によく遭遇します。これら 2 つの概念を理解することは、特にさまざまな用途に適切な圧力測定デバイスを選択する場合に重要です。このブログ投稿では、ゲージ圧と絶対圧の詳細を掘り下げ、それらの違いを説明し、さまざまな業界での実際的な意味について説明します。

ゲージ圧とは何ですか?

ゲージ圧は、周囲の大気圧を基準にして測定された圧力です。言い換えれば、流体または気体の圧力が特定の場所で大気圧を上回る、または下回る量を示します。ゲージ圧は、大気圧の基準点で十分な日常の用途で一般的に使用されます。

たとえば、車のタイヤの空気圧をチェックすると、圧力計にゲージ圧が表示されます。このゲージは、大気圧を超えるタイヤ内の圧力を測定します。ゲージの表示が 32 psi (ポンド/平方インチ) の場合、タイヤ内の圧力が外部の大気圧より 32 psi 高いことを意味します。

ゲージ圧は正または負の場合があります。正のゲージ圧力は、流体または気体の圧力が大気圧より高いことを示します。負のゲージ圧は真空圧としても知られ、圧力が大気圧よりも低いときに発生します。たとえば、真空ポンプ システムでは、ゲージが負の圧力値を示す場合があり、これはシステム内の圧力が大気圧を下回っていることを示します。

絶対圧力とは何ですか?

一方、絶対圧力は完全な真空を基準にして測定されます。ゲージ圧と大気圧の両方が含まれます。完全な真空では絶対圧力はゼロになります。圧力が増加すると、圧力の絶対値も増加します。

数学的には、絶対圧力 (P_abs)、ゲージ圧 (P_gauge)、および大気圧 (P_atm) の関係は次のように表すことができます。
P_abs = P_ゲージ + P_atm

たとえば、海面では、標準大気圧は約 14.7 psi です。圧力計がコンテナ内のゲージ圧 30 psi を示した場合、コンテナ内の絶対圧力は 30 psi (ゲージ圧) + 14.7 psi (大気圧) = 44.7 psi となります。

絶対圧力は、航空宇宙、高高度研究、一部の化学プロセスなど、正確な測定が必要な科学および工学用途でよく使用されます。これらのシナリオでは、完全な真空を参照することで、より基本的で一貫した圧力の尺度が提供されます。

ゲージ圧と絶対圧の違い

1. 基準点: ゲージ圧と絶対圧の最も大きな違いは基準点です。ゲージ圧は基準として局所的な大気圧を使用しますが、絶対圧は基準として完全な真空を使用します。
2. 測定値: 海面では、大気のゲージ圧はゼロですが、大気の絶対圧力は約 14.7 psi です。大気圧の変化はゲージ圧測定に影響を与えますが、絶対圧測定には影響しません。たとえば、圧力測定装置を大気圧の低い高地に持っていくと、ゲージ圧力の測定値は変化しますが、閉じたシステムの絶対圧力の測定値は変わりません。
3. アプリケーション: ゲージ圧は、一般的な産業用および民生用アプリケーションでより一般的に使用されます。測定が簡単で、配管システム、タイヤ空気圧監視、油圧システムなど、日常のほとんどの目的に十分です。ただし、真空チャンバー、深海探査、一部の医療機器など、真空に対する相対的な圧力が重要な用途では絶対圧力が不可欠です。

さまざまな業界での実際的な意味

1. 自動車産業: 自動車分野では、ゲージ圧が広く使用されています。タイヤ圧力計は、圧力差がタイヤの性能と安全性に影響を与えるため、ゲージ圧を測定します。ただし、一部のエンジン管理システムでは、吸気マニホールド圧力を正確に測定するために絶対圧力センサーが使用されます。この情報は、エンジン制御ユニットが空気と燃料の混合物を正確に計算するために非常に重要です。たとえば、私たちのシリコン圧力センサー SLDP3351 - DP自動車用途で正確な圧力測定に使用できます。
2. 航空宇宙産業: 航空宇宙では、絶対圧力が最も重要です。航空機の高度計は、大気の絶対圧力を測定する原理に基づいて動作します。航空機が上昇するにつれて絶対圧力は減少し、高度計はこの圧力変化を高度の測定値に変換します。さらに、ロケット推進システムでは、絶対圧力測定を使用して燃料タンクと燃焼室内の圧力を監視し、エンジンが適切に機能していることを確認します。
3. 化学およびプロセス産業：化学プラントでは工程に応じてゲージ圧と絶対圧が併用されます。流体を運ぶパイプラインなど、大気との圧力差が重要なプロセスでは、ゲージ圧センサーが使用されます。真空条件で発生するプロセス、またはゼロ圧力基準と比較する必要があるプロセスの場合、絶対圧力センサーが必要です。私たちの差圧レベル発信器さまざまな化学プロセスにおける圧力差の測定に使用できます。
4. 飲食業界: ゲージ圧は、食品や飲料の製造および保管中にタンクやパイプライン内の圧力を監視するために一般的に使用されます。たとえば、炭酸飲料の製造では、圧力計で貯蔵タンク内の圧力を測定し、正しい炭酸レベルを確保します。ただし、真空シールが必要な一部の食品包装プロセスでは、望ましい真空状態を作り出し、維持するために絶対圧力センサーが使用されます。私たちの静電容量式圧力センサーこれらの用途に適した高精度の圧力測定を提供します。

適切な圧力センサーの選択

アプリケーションに合わせて圧力センサーを選択する場合、ゲージ圧力を測定する必要があるのか​​、それとも絶対圧力を測定する必要があるのか​​を決定することが重要です。次の要因を考慮してください。

• 申請要件: 監視しているプロセスの性質を理解します。大気との圧力差が重要なパラメータである場合は、ゲージ圧センサーが適しています。真空に関する測定が必要な場合は、絶対圧センサーが必要です。
• 精度と精度: アプリケーションが異なれば、必要な精度も異なります。製薬産業や航空宇宙産業などの一部のプロセスでは、高精度の圧力測定が必要です。要求される精度仕様を満たすことができるセンサーを必ず選択してください。
• 環境条件: 温度、湿度、腐食性物質の存在などの環境要因を考慮します。これらの条件に耐えるように設計された圧力センサーを選択してください。

結論

結論として、ゲージ圧力と絶対圧力は、基準点と用途が異なる 2 つの異なる概念です。圧力サプライヤーとして、当社はゲージ圧や絶対圧測定用の圧力センサーを含む幅広い圧力センサーを提供しています。シリコン圧力センサー SLDP3351 - DP、差圧レベル発信器、 そして静電容量式圧力センサー。

業界向けの圧力測定ソリューションが必要な場合は、当社がお手伝いいたします。当社の専門家チームは、適切な圧力センサーの選択を支援し、必要な技術サポートを提供します。小規模プロジェクトに取り組んでいる場合でも、大規模な産業アプリケーションに取り組んでいる場合でも、当社にはお客様の要件を満たす製品と知識があります。お客様の具体的なニーズについて話し合い、調達プロセスを開始するには、お気軽にお問い合わせください。

参考文献

• ハリデー D.、レズニック R.、ウォーカー J. (2014)。物理学の基礎。ワイリー。
• ヤング、HD、フリードマン、RA (2016)。シアーズとゼマンスキーの大学物理学。ピアソン。