Bộ so sánh khí nén: Thiết kế, Hoạt động, Loại & Ứng dụng của nó

Các người so sánh trong Đo lường là một công cụ chính xác, được sử dụng để đo độ chính xác của một thành phần nhất định bằng cách so sánh kích thước thành phần đã cho với tiêu chuẩn làm việc thực tế. Đây là một loại phép đo độ chính xác gián tiếp vì nó sẽ không đo kích thước, nhưng nó sẽ xác định sự khác biệt trong phép đo giữa thành phần được chỉ định và tiêu chuẩn làm việc. Nói chung, bộ so sánh có nhiều loại khác nhau được sử dụng dựa trên yêu cầu trong các lĩnh vực khác nhau như điện và điện tử, quang học, cơ điện, cơ-quang, khí nén, đa kiểm tra, dịch chuyển chất lỏng, phép chiếu, đo tự động  & bộ so sánh cơ học . Vì vậy, bài viết này thảo luận về một trong những loại bộ so sánh cụ thể là - bộ so sánh khí nén , làm việc, các loại & ứng dụng của nó.

Bộ so sánh khí nén là gì?

Một thiết bị chính xác được vận hành bằng khí nén hoặc hệ thống khí nén được biết đến như một bộ so sánh khí nén. Trong bộ so sánh khí nén, thuật ngữ 'Khí nén' có nghĩa là không khí được sử dụng để phóng đại kết quả đo được. Vì vậy, khí điều áp hoặc khí nén được sử dụng làm môi trường làm việc trong bộ so sánh này. Tương tự như các bộ so sánh khác, các bộ so sánh này cũng chủ yếu được sử dụng để phân tích sự thay đổi kích thước giữa phôi tiêu chuẩn và phôi cần đo. Như vậy bộ so sánh này có nhiều ưu điểm so với các loại bộ so sánh khác nên nó cực kỳ được lựa chọn trong hầu hết các trường hợp so với các loại bộ so sánh khác.

nguyên tắc làm việc

Bộ so sánh khí nén hoạt động trên nguyên tắc cơ bản của sự thay đổi áp suất được tạo ra trong luồng không khí. Không khí chảy với áp suất ổn định trong toàn bộ phôi, sau đó nó sẽ tạo ra áp suất ngược. Vì vậy, sự thay đổi của áp suất ngược này sẽ giúp tìm ra kích thước phôi.

Thiết kế so sánh khí nén

Bộ so sánh khí nén được thiết kế với một số bộ phận quan trọng như máy nén, bình chứa nước, bộ lọc không khí, bộ điều chỉnh áp suất, ống nhúng, ống áp kế, lỗ điều khiển, ống mềm, đầu đo và thang đo được giải thích bên dưới.

Máy nén

Máy nén trong bộ so sánh này là thành phần quan trọng nhất. Chức năng chính của máy nén này là sản xuất và cung cấp liên tục khí nén bên trong bộ so sánh khí nén.

Bộ lọc khí

Bộ lọc không khí trong bộ so sánh này được kết nối với bộ phận nén. Bộ lọc không khí rất hữu ích trong việc lọc các hạt bụi bẩn từ không khí. Tại đây không khí được nén qua máy nén.

Bộ điều chỉnh áp suất

Bộ phận này được bố trí một bộ lọc không khí. Chức năng chính của bộ phận này là kiểm soát áp suất khí nén đến từ bộ lọc khí.

nhúng ống

Các ống nhúng được bố trí trong hãng hàng không bên cạnh bộ điều chỉnh áp suất. Ống này được nhúng trực tiếp vào xi lanh kim loại hoặc bể chứa nước. Kết nối của ống này cũng như hãng hàng không được gọi là buồng trên.

Bồn nước

Bình chứa nước là một hình trụ kim loại được bố trí ở đáy của khoang trên trong thiết bị so sánh này để giữ ống nhúng bên trong.

ống áp kế

Ống áp kế trong bộ so sánh này được cố định thẳng đứng song song với đáy của bể nước. Điều khiển

lỗ

Lỗ điều khiển được đặt trong đường hàng không giữa hai giao điểm của ống nhúng và ống áp kế. Lỗ này cho phép không khí được cung cấp ở áp suất ổn định.

ống linh hoạt

Một ống linh hoạt được sử dụng trong hãng hàng không để giữ đầu đo. Điểm ban đầu của ống linh hoạt được cố định với một khoang tiếp theo, đó là đường giao nhau của áp kế & đường hàng không trong khi điểm cuối được kết nối thông qua đầu đo hoặc đầu đo.

Đầu đo

Đầu đo được kết nối đơn giản với ống khí nén hoặc ống mềm. Chức năng chính của việc này là tính toán những bất thường bên trong phôi.

Tỉ lệ

Thang đo trong bộ so sánh này được hiệu chuẩn & bố trí song song với ống áp kế. Chức năng chính của thang đo là đo sự dịch chuyển của chất lỏng xảy ra trong ống áp kế.

Bộ so sánh khí nén làm việc

Bộ so sánh khí nén đang hoạt động; bộ so sánh khí nén bao gồm một bể chứa nước hoặc xi lanh kim loại chứa đầy nước đến một mức cụ thể. Một áp kế đã hiệu chuẩn được nối thẳng đứng song song với bình chứa nước này. Mực nước trong ngăn chứa nước cũng như áp kế phải tương tự nhau và được điều chỉnh bằng phôi. Ở áp suất tối đa, không khí được nén bằng máy nén & nó được lọc & điều hòa áp suất thông qua bộ lọc khí cũng như bộ điều chỉnh áp suất.

Không khí được lọc chảy qua một ống nhúng chìm trong bể nước. Đồng thời, khí nén với áp suất bằng nhau sẽ chảy qua khe hở lỗ điều khiển. Khi luồng không khí đi qua lỗ điều khiển, vận tốc sẽ tăng lên và áp suất sẽ trở nên ổn định. Không khí với vận tốc lớn đi qua ống khí nén hoặc ống mềm và cuối cùng đến đầu đo.

Do sự giãn nở của không khí trong ống nhúng, cột nước được duy trì ổn định. Không khí dư thừa sẽ thoát ra dưới dạng bong bóng khí trong ngăn chứa nước. Ở áp suất không đổi, không khí chạy ra khỏi vòi đo trong đầu đo hoặc dụng cụ đo.

Nếu phôi bình thường hoặc không có giới hạn trong phôi, thì không khí liên tục thoát ra qua tia đo. Đồng thời, mực nước trong ống áp kế và bình chứa nước sẽ khớp với nhau. Nếu có bất kỳ hạn chế hoặc bất thường nào trong phôi gia công đối với dòng chảy thực tế trong vòi đo, thì một lực ngược nhất định sẽ được hình thành.

Mức nước trong áp kế sẽ giảm xuống do áp suất ngược gây ra bởi các hạn chế bên trong phôi. Sự thay đổi mực nước trong áp kế được biểu thị là sự thay đổi kích thước hoặc bất kỳ sự bất thường nào trong phôi được đo khi so sánh với phôi tiêu chuẩn.

Các Loại Bộ So Sánh Khí Nén

Bộ so sánh khí nén có sẵn trong ba loại được thảo luận dưới đây.

• Bộ so sánh khí nén loại lưu lượng/vận tốc.
• Bộ so sánh khí nén loại áp suất ngược.
• Bộ so sánh khí nén loại vi sai.

Bộ so sánh khí nén loại lưu lượng/vận tốc

Bộ so sánh khí nén loại lưu lượng hoặc vận tốc được thiết kế với các bộ phận khác nhau như máy nén, bộ lọc không khí, bộ điều chỉnh áp suất, van ngắt, cột thủy tinh, phao, vít điều chỉnh điểm không, xả khí, thang đo, ống mềm, đầu đo & phôi.

Lúc đầu, cột thủy tinh cần được hiệu chỉnh theo kích thước cần thiết bằng cách sử dụng vít điều chỉnh điểm không và xả khí. Giống như một bộ so sánh khí nén, không khí được nén, lọc và điều chỉnh. Sau đó, không khí đi qua van ngắt và di chuyển về phía cột thủy tinh có phao kim loại. Van ngắt chủ yếu được sử dụng để tắt nguồn cấp khí khi không sử dụng. Không khí cung cấp khắp cột không khí & cuối cùng di chuyển ra khỏi đầu đo.

Ở đây, đầu đo trong bộ so sánh này được đặt trong phôi gia công cần phân tích. Nếu có bất kỳ hạn chế hoặc bất thường nào tồn tại trên phôi, thì luồng không khí sẽ được kiểm soát. Điều này dẫn đến sự dịch chuyển một chút của phao kim loại trong cột thủy tinh.

Có thể dễ dàng kiểm soát chuyển động của phao kim loại thông qua tốc độ luồng không khí trong cột thủy tinh, tốc độ này được quyết định bởi khoảng hở giữa đầu đo và phôi. Do đó, tốc độ luồng không khí tỷ lệ thuận với độ hở. Độ chính xác của bộ so sánh lên tới 1 µm và độ phóng đại của nó là 1000.000:1.

Bộ so sánh khí nén loại áp suất ngược

Bộ so sánh khí nén loại áp suất ngược được thiết kế với các bộ phận khác nhau như máy nén, bộ điều chỉnh áp suất, bộ lọc, thang đo, bộ hạn chế điều chỉnh và đầu đo. Loại thiết bị so sánh này bao gồm hai lỗ như phòng điều khiển 'O1' và lỗ đo 'O2'.

Tương tự như bộ so sánh trên, khí nén trong bộ so sánh này được lọc qua bộ lọc khí sau đó đi qua bộ điều chỉnh áp suất. Tại đây, áp suất giảm xuống 2 bar và nó đi qua lỗ điều khiển. Cuối cùng, không khí di chuyển ra khỏi lỗ đo trong đầu đo.

Đường kính của hai lỗ trong đầu đo được ký hiệu là D1 & D2, và áp suất của các lỗ được ký hiệu là P1 & P2. Không khí có áp suất ổn định 'P1' đi qua lỗ O1 vào khoang giữa. Cuối cùng, nó di chuyển ra khỏi đầu đo trong suốt lỗ O2. Khoảng cách giữa lỗ O2 & phôi được biểu thị bằng 'd'.

Lúc đầu, lỗ đo O2 sẽ được đóng hoàn toàn. Khi nó được đóng lại thì cả hai áp suất như P1 & P2 sẽ bằng nhau. Tương tự, khi lỗ đo được mở hoàn toàn thì áp suất P1 & P2 tại các lỗ O1 & O2 bằng không.

Bất cứ khi nào khoảng cách giữa lỗ đo & phôi thay đổi thì áp suất P1 & P2 tại lỗ O1 & O2 sẽ thay đổi. Sự khác biệt về áp suất được đo bằng thiết bị chỉ thị áp suất. Trong bộ so sánh này, độ phóng đại có thể đạt tới 7500:1.

Bộ so sánh khí nén loại vi sai

Bộ so sánh khí nén kiểu vi sai được thiết kế với các bộ phận khác nhau như bộ điều chỉnh áp suất, máy nén, bộ lọc không khí, lỗ điều khiển, van cài đặt điểm không hoặc vòi phun tham chiếu, thiết bị chỉ báo áp suất & đầu đo.

Đầu tiên, không khí trong loại máy so sánh này được nén lại & cho phép đi khắp bộ phận lọc gió & điều áp. Cuối cùng, áp suất không khí được tạo ra và ổn định. Ở áp suất ổn định, không khí chảy qua kênh phân chia.

Luồng không khí ở một đầu đi qua lỗ OC1 & đến đầu đo qua kênh 'P'. Tương tự như vậy, không khí chảy qua lỗ OC2 và đến van điều chỉnh số 0 qua kênh.
Thiết bị chỉ báo áp suất được đặt trong máy bay và kết nối cả hai kênh P & Q. Đầu tiên, nó được hiệu chỉnh bởi một phôi tiêu chuẩn. Khi đầu đo di chuyển về phía phôi thì con trỏ trong thiết bị đo bắt đầu quay sang một bên. Nếu có bất kỳ sự cho phép hoặc hạn chế nào giảm giữa đầu đo và phôi, thì áp suất trong hệ thống sẽ tăng lên. Cuối cùng, sự lệch hướng diễn ra.

Để chuyển đổi số đọc áp suất thành kích thước tuyến tính từ thiết bị chỉ báo, công thức sau đây được sử dụng.

P = ρgh

Trong đó, P = Áp suất được chỉ báo thông qua thiết bị, ρ=Mật độ không khí, g = trọng lượng riêng và h= kích thước phôi cần phân tích. Phạm vi phóng đại của bộ so sánh này nằm trong khoảng từ 1250x đến 20000x.

Sự khác biệt giữa Bộ so sánh cơ học và Bộ so sánh khí nén

Sự khác biệt giữa bộ so sánh cơ học và bộ so sánh khí nén được thảo luận dưới đây.

Thuận lợi

Các Ưu điểm của bộ so sánh khí nén bao gồm những điều sau đây.

• Những bộ so sánh này rất đơn giản để vận hành.
• Bộ so sánh này không có bất kỳ tiếp xúc nào giữa phôi và đầu đo.
• Nó có độ phóng đại cao lên tới 30000: 1.
• Không có sự xâm nhập khi cả thiết bị hiển thị & đầu đo được bố trí ở các vị trí khác nhau.
• Một luồng khí trong bộ so sánh này giúp làm sạch phôi.
• Trong khi vận hành bộ so sánh này, không xảy ra rung động.
• Chúng rất chính xác vì số lượng bộ phận chuyển động cực kỳ ít nên ma sát cực kỳ ít & quán tính thấp.
• Bộ so sánh này là tốt nhất để xác định độ thuôn và độ bầu dục của các lỗ tròn.
• Phép đo cực kỳ nhỏ và không gây ra bất kỳ thiệt hại nào cho phôi. Nhưng nó hỗ trợ làm sạch bụi từ phần được đo của luồng không khí.

Nhược điểm

Các Nhược điểm của bộ so sánh khí nén bao gồm những điều sau đây.

• Đây không phải là tiện dụng.
• Bộ so sánh này yêu cầu một máy nén.
• Nó không thích hợp với mọi điều kiện sinh thái.
• Sự thay đổi nhiệt độ và độ ẩm có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của chúng.
• Các bộ so sánh này phản ứng chậm so với các bộ so sánh khác.
• Bộ so sánh này cần các thiết bị phụ trợ phức tạp như bộ điều chỉnh áp suất chính xác.
• Nó không kinh tế so với các bộ so sánh loại cơ học.
• Thang đo trong bộ so sánh này không nhất quán.
• Các đầu đo khác nhau được yêu cầu trong bộ so sánh này hoặc các kích thước khác nhau.
• Lỗi mặt khum xảy ra khi ống thủy tinh được sử dụng làm thiết bị chỉ thị.
• Nó cần các đầu đo khác nhau để kiểm tra các loại phôi khác nhau.
• Các bộ phận phụ trợ được yêu cầu thêm như bộ điều chỉnh áp suất, bộ lọc không khí, v.v.

Các ứng dụng

Việc sử dụng hoặc ứng dụng của bộ so sánh khí nén bao gồm những điều sau đây.

• Bộ so sánh khí nén phát hiện đường kính trong của phôi xi lanh.
• Bộ so sánh này được sử dụng khi một số lượng lớn phôi hoặc xi lanh cần được kiểm tra.
• Chúng được sử dụng rộng rãi trong việc tự động kiểm soát kích thước của các thành phần như đồng hồ đo phích cắm.
• Các bộ so sánh này chủ yếu được sử dụng để kiểm tra nhanh một số lượng lớn các kích thước bằng nhau.
• Nó được sử dụng để khám phá xem chiều dài thay đổi bao nhiêu so với kích thước ban đầu.
• Có thể phát hiện đường kính bên trong và bên ngoài của phôi bằng cách sử dụng bộ so sánh này.
• Độ thẳng và độ phẳng của phôi có thể được phát hiện.
• Bộ so sánh này được sử dụng để phân tích Tapper & độ ovan của phôi.
• Nó cũng hữu ích để kiểm tra độ vuông và độ tròn của phôi.
• Các ứng dụng của bộ so sánh khí nén thay đổi tùy thuộc vào loại đầu đo và số lượng lỗ.
• Các bộ so sánh này có thể được áp dụng cho các phép đo đường kính trong và ngoài và đo độ dày.
• Các bộ so sánh này rất hữu ích trong việc kiểm tra độ đồng tâm của các bộ phận góc, độ sâu lỗ mù, khoảng cách tâm của lỗ, độ phẳng song song, v.v.

Vì vậy, đây là thông tin ngắn gọn về khí nén bộ so sánh - các loại , ưu điểm, nhược điểm và ứng dụng của nó. Bộ so sánh khí nén được sử dụng thường xuyên nhất là bộ so sánh khí nén Solex được thiết kế và tiếp thị bởi ngành công nghiệp Solex Air Gauges Ltd ở Hoa Kỳ. Vì vậy, đây là một trong những bộ so sánh khí nén phổ biến nhất. Đây là một câu hỏi cho bạn, một bộ so sánh trong điện tử là gì?