PSI vs PSIA vs PSIG: Vejledning til forskel, formel og udvælgelse

PSI (pounds per square inch) er en generel trykenhed. PSIG måler trykket i forhold til den omgivende atmosfære. PSIA måler tryk i forhold til et perfekt vakuum. Konverteringsformlen er:PSIA=PSIG + lokalt atmosfærisk tryk. Ved havoverfladen er 0 PSIG lig med cirka 14.696 PSIA - ikke nul tryk.

Hvad er PSI?

PSI står for pounds per square inch. Den beskriver kraft påført pr. arealenhed og er den mest udbredte trykenhed i USA og i mange industrielle applikationer verden over. PSI alene angiver dog ikke et referencepunkt. En trykaflæsning på 50 PSI kan betyde 50 PSI over atmosfærisk tryk (måler) eller 50 PSI over absolut vakuum (absolut). Disse to fortolkninger beskriver meget forskellige fysiske forhold.

På grund af denne tvetydighed bør tekniske dokumenter, instrumentdatablade og kalibreringsregistreringer aldrig bruge "PSI" uden at afklare, om værdien er måler eller absolut. Kun at skrive "PSI" på en indkøbsordre eller P&ID har ført til forkert sensorvalg, mislykket kalibrering og procesforstyrrelser i rigtige installationer.

Hvad er PSIG (Pounds per Square Inch Gauge)?

PSIG måler tryk i forhold til det lokale atmosfæriske tryk. En standard mekanisktrykmålerviser 0 PSIG, når dets følerelement er åbent for den omgivende luft. Dette betyder ikke, at der ikke er tryk - det betyder, at trykket inde i måleren matcher atmosfæren udenfor.

Når en dæktryksmåler viser 32 PSIG, udøver luften inde i dækket 32 ​​psi mere end den omgivende atmosfære. En trykluftbeholder vurderet til 125 PSIG holder luft ved 125 psi over atmosfærisk tryk. I begge tilfælde er det faktiske totale tryk på gasmolekylerne højere end PSIG-værdien antyder, fordi atmosfærisk tryk stadig virker på systemet.

PSIG er standardtrykreferencen for de fleste feltinstrumenter og anlægsoperationer. Rørtryk, tanktryk, pumpeudledning,dampledningstryk, hydraulisk systemtryk og kedeldriftstryk er næsten altid udtrykt i PSIG. Vedligeholdelsesteknikere, operatører og de fleste udstyrsnavneskilte bruger manometertryk, fordi den praktiske bekymring er, hvor meget tryk der overstiger den omgivende atmosfære -, denne forskel bestemmer mekanisk belastning på rør, beholdere, flanger og fittings.

Hvad er PSIA (Pounds per Square Inch Absolute)?

PSIA måler tryk i forhold til et perfekt vakuum - den teoretiske tilstand af nul molekylær aktivitet og nul tryk. På denne skala repræsenterer 0 PSIA absolut vakuum, og standard atmosfærisk tryk ved havoverfladen er cirka 14.696 PSIA (ofte afrundet til 14.7 PSIA for praktiske beregninger).

Absolut tryk har betydning, når det samlede tryk i et system påvirker resultatet - ikke kun trykket over atmosfæren. Dette er tilfældet i vakuumsystemer, gasdensitetsberegninger, termodynamiske ligninger og enhver proces, hvorideel gasloveller andre gasadfærdsmodeller gælder. Gasmolekyler reagerer på totalt (absolut) tryk, uanset hvad en måler læser.

PSIA er også den klarere reference i vakuumapplikationer. Et vakuumkammer, der opererer ved 2 PSIA, kommunikerer en specifik fysisk tilstand. At beskrive den samme tilstand som -12,7 PSIG (ca.) er mindre intuitiv og introducerer risiko for tegnfejl i beregninger.

PSI vs PSIA vs PSIG: Sammenligningstabel

Bemærk om PSID:Industrielle brugere støder ofte på differenstryk (PSID) sammen med PSIG og PSIA. ENdifferenstryktransmittermåler forskellen mellem to procestryk -, f.eks. trykfaldet over et filter, en åbningsplade eller en varmeveksler. PSID refererer ikke til atmosfære eller vakuum; den måler kun afstanden mellem to tilsluttede trykhaner.

PSIG til PSIA konverteringsformel

Forholdet mellem manometer og absolut tryk er defineret af en ligetil ligning etableret i fysik:

PSIA=PSIG + lokalt atmosfærisk tryk

Og omvendt:

PSIG=PSIA − Lokalt atmosfærisk tryk

Ved havoverfladen er standard atmosfærisk tryk101.325 Pa (14.696 psi), almindeligvis afrundet til 14,7 psi til dagligt ingeniørarbejde.

Sådan konverteres PSIG til PSIA (trin for trin)

Trin 1:Identificer, om den trykværdi, du har, er gauge (PSIG) eller absolut (PSIA).

Trin 2:Bestem dit lokale atmosfæriske tryk. Hvis du er tæt på havoverfladen, er 14,7 psi en rimelig tilnærmelse. I højere højder - er f.eks. Denver, Colorado ved 5.280 fod - det gennemsnitlige atmosfæriske tryk tættere på 12,2 psi. Til præcisionsarbejde skal du bruge et-barometer på stedet eller henvise til en lokal vejrstation.

Trin 3:Anvend formlen. Tilføj atmosfærisk tryk til PSIG for at få PSIA, eller træk atmosfærisk tryk fra PSIA for at få PSIG.

Trin 4:Beslut om 14,7 psi-tilnærmelsen er acceptabel for din applikation, eller om du har brug for faktiske lokale forhold. Til tryklufttjek og rutinemæssig vedligeholdelse er tilnærmelsen normalt fin. Til vakuumkalibrering, gasdensitetskompensation indgasflowmålere, eller laboratorie-kvalitetsmåling, skal du bruge den sande lokale atmosfæriske værdi.

Konverteringseksempler

Eksempel 1 - Konverter 100 PSIG til PSIA (havniveau):

PSIA=100 + 14.7=114.7 PSIA

Eksempel 2 - Konverter 30 PSIA til PSIG (havniveau):

PSIG=30 − 14.7=15.3 PSIG

Eksempel 3 - Hvad er 0 PSIG i PSIA?

PSIA=0 + 14.7=14.7 PSIA. Dette bekræfter, at 0 PSIG ikke er et vakuum -, det betyder blot, at trykket er lig med den lokale atmosfære.

Eksempel 4 - Konverter −5 PSIG til PSIA (havniveau):

PSIA=−5 + 14.7=9.7 PSIA. Systemet er under delvis vakuum. Det absolutte tryk er 9,7 psi over perfekt vakuum.

Eksempel 5 - Konverter −10 PSIG til PSIA (havniveau):

PSIA=−10 + 14.7=4.7 PSIA. Dette repræsenterer et dybere vakuum, og en måler, der aflæser så langt under nul, nærmer sig det lavere målbare område af mange standardmålere.

Eksempel 6 - Konverter 100 PSIG til PSIA i Denver, Colorado (højde ~5.280 fod):

PSIA=100 + 12.2=112.2 PSIA. Bemærk, at dette er 2,5 psi lavere end hav-resultatet. For de fleste rørtrykskontroller påvirker forskellen ikke beslutningen. Til gasdensitetskompensation i envortex flowmålereller en masseflowberegning, at 2,5 psi offset kan producere en målbar fejl i den korrigerede flowaflæsning.

Hvorfor er lokalt atmosfærisk tryk vigtigt?

Tallet 14,7 psi (mere præcist 14,696 psi) repræsenterer det gennemsnitlige atmosfæriske tryk ved middelhavniveau. Det faktiske atmosfæriske tryk ændres med højde, vejr og temperatur. Ifølgeatmosfære af international standard, falder trykket omkring 0,5 psi for hver 1.000 fods højdestigning. I Denvers højde på 5.280 fod er det gennemsnitlige lokale atmosfæriske tryk ca. 12,2 psi - ca. 17 % lavere end standarden for havniveau-.

For rutinemæssige anlægsoperationer i moderate højder skaber det normalt ikke noget praktisk problem at bruge 14,7 psi som standard. Et trykluftsystem vurderet til 125 PSIG fungerer sikkert, uanset om den lokale atmosfære er 14,7 eller 12,2 psi, fordi målerens reference justeres automatisk.

14,7 psi-tilnærmelsen bliver problematisk i specifikke situationer: kalibrering af instrumenter med absolut tryk, udførelse af gaslovberegninger, hvor tæthed har betydning, kørsel af vakuumsystemer, hvor målet er udtrykt i PSIA, og kompensationgasmasseflowmålereder bruger absolut tryk som input. I disse tilfælde introducerer en udskiftning af 14,7 psi med en sand lokal værdi på 12,2 psi en fejl på ca. en -sjettedel af en atmosfære, hvilket direkte påvirker beregningsnøjagtigheden.

Hvornår skal man bruge PSIG vs PSIA?

Brug PSIG til tryksatte systemer over atmosfæren

PSIG er den rigtige reference, når du skal vide, hvor meget tryk der overstiger den omgivende atmosfære. Dette gælder for trykluftsystemer, vandrør, hydraulikledninger,dampsystemer, trykbeholdere og pumpeudledning - stort set alle applikationer, hvor mekanisk belastning på indeslutningen er den primære bekymring. Spændingen på en rørvæg afhænger af trykforskellen mellem inde og ude, hvilket er hvad en manometer måler.

Brug PSIA til vakuum, gaslove og tæthed-afhængige processer

PSIA er den rigtige reference, når det samlede tryk driver det fysiske resultat. Gasdensiteten er proportional med det absolutte tryk og omvendt proportional med den absolutte temperatur (fra den ideelle gaslov: PV=nRT). Hvis enflowmålereller flowcomputer bruger tryk til at kompensere en volumetrisk gasaflæsning til standardbetingelser, den har brug for absolut tryk. Hvis du tilfører den en måleværdi, når den forventer absolut - eller det omvendte -, vil resultatet forskydes med ca. én atmosfære. I en proces, der kører ved 30 PSIG, repræsenterer det omkring en 33 % fejl i korrigeret volumenstrøm.

PSIA foretrækkes også til vakuumdestillation, vakuumovne, fryse-tørring, halvlederfremstilling og enhver proces, hvor driftstrykket er under atmosfærisk. At udtrykke et dybt vakuum som "−13 PSIG" er mindre tydeligt og mere udsat for fejl- end at angive "1.7 PSIA."

Vejledning til valg af trykreference

Industrielle applikationer

Trykmålere og tryktransmittere

De fleste mekaniske trykmålere og industrielletryktransmitteremåle manometertryk. De er bygget med den ene side af følerelementet ventileret til atmosfæren, så outputtet afspejler kun trykket over (eller under) atmosfæriske forhold. Dette design gør dem velegnede til rørtryk, tankniveau ved hydrostatisk løftehøjde, overvågning af pumpeydelse og generel proceskontrol.

Absoluttrykstransmittere bruger et forseglet referencevakuum på den ene side af følermembranen i stedet for en atmosfærisk udluftning. Dette gør dem velegnede til vakuummåling, barometrisk logning og applikationer, hvor procestrykket skal kendes i forhold til sandt nul. Angivelse af den forkerte sendertype - at bestille en målersender, når processen kræver absolut -, er en almindelig indkøbsfejl. Før du vælger en sensor, skal instrumentets dataark eller specifikationsarket tydeligt angive, om det nødvendige input er PSIG, PSIA eller PSID.

Trykluftsystemer

Trykluftsystemer bruger PSIG, fordi operatører og vedligeholdelsespersonale er bekymrede over, hvor meget tryk systemet holder over den omgivende atmosfære. En kompressor, der er klassificeret til 125 PSIG, producerer luft ved 125 psi over atmosfæriske forhold, og modtagertanken, sikkerhedsventilerne, regulatorerne og nedstrømsrørene er alle klassificeret baseret på denne målereference. Dækoppumpning, pneumatisk værktøjsbetjening og luft-drevne aktuatorer fungerer også fra manometertryk.

Vakuum systemer

Vakuumsystemer kan bruge PSIA, negativ PSIG, tommer kviksølv (inHg), Torr eller millibar afhængigt af industrien og dybden af ​​vakuumet. Til groft industrielt vakuum (såsom en vakuumpumpe, der trækker en procesbeholder ned til lækagetest), bruges nogle gange PSIG i det negative område. Til dybere vakuumapplikationer giver - vakuumovne, frysetørrere, destillationskolonner - PSIA en mere intuitiv skala, fordi tallet nærmer sig nul, efterhånden som vakuumet bliver dybere. Enheder som Torr og mikron er almindelige i høj-vakuum- og halvlederarbejde. Når du gennemgår vakuumspecifikationerne, skal du altid bekræfte, hvilken enhed og hvilken reference leverandøren bruger.

Gasflow og procesmåling

Gasflowmåling er det sted, hvor PSIG vs PSIA forvirring forårsager de mest følgefejl. Når envortex flowmåler, termisk masseflowmåler, eller flowcomputer kompenserer en volumetrisk aflæsning til standardbetingelser, bruger den tryk og temperatur til at beregne den faktiske gasdensitet. Gasdensiteten er proportional med det absolutte tryk - ikke overtryk. Hvis flowcomputeren eller transmitteren forventer PSIA og modtager PSIG (eller omvendt), skifter tæthedsberegningen med ca. én atmosfære, hvilket giver en signifikant fejl i det korrigerede flowoutput.

Overvej for eksempel en naturgasledning, der opererer ved 30 PSIG nær havoverfladen. Det absolutte tryk er omkring 44,7 PSIA. Hvis en flowcomputer fejlagtigt bruger 30 i stedet for 44,7 i dens tæthedsformel, er den beregnede massefylde groft sagt 33 % for lav, og den rapporterede standardvolumenstrømshastighed vil falde i samme forhold. Denne type fejl har reel økonomisk indvirkning i forbindelse med overførsel af forældremyndighed og procesoptimering.

Ved angivelse af enflowmåleinstrument, tjek kravene til trykinput i instrumentmanualen. Nogle enheder accepterer PSIG og tilføjer atmosfærisk tryk internt; andre kræver PSIA direkte. Idriftsættelsesingeniøren bør verificere dette under opsætningen.

Almindelige fejl med PSI, PSIA og PSIG

Fejl 1: At antage "PSI" betyder altid PSIG

I feltsamtaler betyder "PSI" normalt PSIG. I tekniske dokumenter, indkøbsordrer og kalibreringscertifikater kan denne antagelse føre til det forkerte instrument, forkert rækkevidde eller forkert beregning. Et datablad med "driftstryk: 50 PSI" tvinger læseren til at gætte referencen. Skriv altid PSIG eller PSIA eksplicit.

Fejl 2: Behandling af 0 PSIG som intet tryk

Et fartøj åbent for atmosfæren viser 0 PSIG, men det indeholder stadig luft ved cirka 14,7 PSIA (ved havoverfladen). Atmosfæren presser omkring 14,7 pund af kraft på hver kvadratcentimeter af overfladen. At forstå denne skelnen er afgørende for beregninger af gasadfærd og for at indse, at en måleraflæsning på nul ikke betyder, at systemet er tomt eller trykløst i absolutte tal.

Fejl 3: Brug af 14,7 PSI ved hver højde

Afrunding af atmosfærisk tryk til 14,7 psi er rimeligt ved lave højder. Ved 5.000 fod falder det lokale atmosfæriske tryk til omkring 12,2 psi. Ved 10.000 fod er det tættere på 10,1 psi. For gasdensitetsberegninger, vakuumsystemmål og præcisionskalibrering kan fejlen ved brug af 14,7 psi ved høj højde være betydelig.

Fejl 4: Brug af manometertryk i gaslovligninger

Den ideelle gaslov og relaterede ligninger (Boyles lov, kombineret gaslov, kompressibilitetsberegninger) kræver absolut tryk og absolut temperatur. Tilslutning af PSIG til disse ligninger giver forkerte resultater, fordi formlen behandler input som totalt tryk fra det absolutte nul. Denne fejl er især almindelig ved omregning mellem faktisk og standard volumenstrøm til gasmåling.

Fejl 5: Bestilling af den forkerte tryksensor

En manometertrykstransmitter og en absoluttrykstransmitter er bygget forskelligt. En målersensor refererer til atmosfæren gennem en udluftning; en absolut sensor refererer til et forseglet vakuumkammer. Installation af en målersensor, hvor der er behov for en absolut sensor - eller omvendt - giver en aflæsningsforskydning med cirka én atmosfære. Før du bestiller, bekræft proceskravet: Er målingen i forhold til atmosfære, i forhold til vakuum eller en forskel mellem to procespunkter?

Tjekliste: Før du vælger en tryksensor

Brug denne tjekliste, når du vælger en trykmåler,tryktransmittereller trykafbryder til en ny installation eller udskiftning:

• Fungerer processen over atmosfærisk tryk, under det (vakuum) eller begge dele?
• Forventer downstream-systemet (PLC, flowcomputer, DCS, datalogger) PSIG, PSIA eller PSID?
• Vil trykaflæsningen blive brugt til gasdensitetskompensation eller masseflowberegning? Hvis ja, er absolut tryk sandsynligvis påkrævet.
• Angiver procesdatabladet eller P&ID trykreferencen? Bekræft før køb.
• Hvad er det lokale atmosfæriske tryk på installationsstedet? Ved faciliteter i høj-højde kan forskydningen fra 14,7 psi påvirke valg af sensorområde og kalibrering.
• Er processen en differentiel måling (på tværs af et filter, en åbning eller en begrænsning)? Hvis ja, adifferenstryktransmitter(PSID-område) kan være det rigtige valg.

Sådan bruges klare enhedsetiketter i tekniske dokumenter

Tvetydig tryknotation forårsager indkøbsfejl, feltinstallationsproblemer og beregningsfejl, der forplanter sig gennem kontrolsystemlogik. I tekniske tegninger, specifikationer, indkøbsordrer og kalibreringsprocedurer skal du altid skrive den fulde enhedsbetegnelse.

Eksempler på tydelig mærkning:

• 100 PSIG driftstryk
• 30 PSIA indløbstryk
• −10 PSIG (vakuum)
• 5 PSIA absolut procestryk
• 150 PSIG maksimalt tilladt arbejdstryk
• 15 PSID over filterelementet

Dette specificitetsniveau hjælper alle involverede - fra ingeniøren, der skriver specifikationerne, til indkøbsagenten, der bestiller transmitteren, til teknikeren, der installerer og kalibrerer den i marken.

Ofte stillede spørgsmål

Hvad er forskellen mellem PSI, PSIA og PSIG?

PSI er den generelle enhed for trykmåling (pund pr. kvadrattomme). PSIG specificerer, at målingen er i forhold til lokalt atmosfærisk tryk - det fortæller dig, hvor meget tryk der overstiger (eller falder under) den omgivende luft. PSIA specificerer, at målingen er i forhold til et perfekt vakuum, der repræsenterer det samlede tryk. Den numeriske forskel mellem PSIA og PSIG på ethvert givet punkt er lig med det lokale atmosfæriske tryk, cirka 14,7 psi ved havoverfladen.

Er PSIG det samme som PSI?

Ikke teknisk, selvom "PSI" i daglig brug ofte indebærer PSIG. Forskellen har betydning i tekniske dokumenter, fordi brug af "PSI" uden at angive måler eller absolut lader læseren gætte. Hvis entryktransmitterdatabladet siger "interval: 0-100 PSI", du skal bekræfte, om det betyder PSIG eller PSIA, før du bestiller.

Er PSIA altid højere end PSIG?

For ethvert positivt manometertryk er den tilsvarende PSIA-værdi højere, fordi atmosfærisk tryk tilføjes. Ved havoverfladen, PSIA=PSIG + 14.7. Det eneste tilfælde, hvor PSIA er lig med PSIG numerisk, ville være, hvis det atmosfæriske tryk var nul, hvilket ikke forekommer på Jordens overflade.

Hvad er 0 PSIG i PSIA?

Ved havoverfladen er 0 PSIG cirka 14,7 PSIA. I Denvers højde (ca. 5.280 fod) er 0 PSIG tættere på 12,2 PSIA. Nul manometertryk betyder simpelthen, at systemet er i ligevægt med den lokale atmosfære - det er ikke et vakuum.

Kan PSIG være negativ?

Ja. Negativ PSIG indikerer, at trykket er under atmosfærisk tryk, hvilket beskriver et delvist vakuum. For eksempel svarer −5 PSIG ved havoverfladen til omkring 9,7 PSIA. Vakuumpumper, ejektorer og visse procesbeholdere arbejder ved undertryk. Den mindst mulige PSIG-værdi er cirka -14,7 PSIG ved havoverfladen, hvilket svarer til 0 PSIA (perfekt vakuum).

Hvad er 0 PSIA?

0 PSIA repræsenterer et perfekt vakuum - det fuldstændige fravær af tryk. Dette er en teoretisk grænse. Selv i laboratorievakuumkamre af høj-kvalitet er det praktisk talt umuligt at opnå ægte 0 PSIA, selvom trykket i mikro-Torr-området kommer ekstremt tæt på.

Kan trykmålere læse PSIG eller PSIA?

De fleste standard industrielle trykmålere læser PSIG, fordi deres følemekanisme bruger atmosfærisk tryk som reference (den ene side af bourdon-røret eller membranen er ventileret til luft). Absolutte trykmålere findes, men er mindre almindelige; de bruges typisk til barometrisk måling eller vakuumapplikationer, hvor der er behov for en stabil absolut reference.

Skal gasflowberegninger bruge PSIG eller PSIA?

Gasflowberegninger, der involverer tæthed, kompressibilitet eller konvertering til standardbetingelser, kræver absolut tryk (PSIA). Den ideelle gaslov (PV=nRT) bruger absolut tryk og absolut temperatur. Nogleflowmålereog flow-computere accepterer PSIG og konverterer internt, mens andre forventer PSIA direkte. Tjek altid instrumentmanualen for at bekræfte, hvilket input enheden kræver.

Måles dæktrykket i PSI eller PSIG?

Dæktryksmålere måler PSIG. Når du pumper et dæk op til 32 PSI, er det 32 ​​psi over den omgivende atmosfære. Det absolutte tryk inde i dækket er cirka 32 + 14.7=46.7 PSIA ved havoverfladen.

Påvirker højden PSIG-aflæsninger?

Højde ændrer ikke, hvad en måler læser for et givet indre tryk, fordi måleren automatisk refererer til den lokale atmosfære. Men højden ændrer forholdet mellem PSIG og PSIA. En aflæsning på 100 PSIG ved havoverfladen svarer til 114,7 PSIA, mens 100 PSIG i Denver svarer til omkring 112,2 PSIA. Dette har betydning for gasdensitet og absolut trykberegninger.

Hvad er forskellen mellem måler, absolut og differenstryk?

Manometertryk (PSIG) måles i forhold til den lokale atmosfære. Absolut tryk (PSIA) måles i forhold til perfekt vakuum. Differenstryk (PSID) er forskellen mellem to procestryk, målt mellem to trykudtag -, f.eks. opstrøms og nedstrøms for et filter ellerflowmåler. Hver type kræver et andet sensordesign og tjener et andet måleformål.

Hvilken trykenhed skal jeg angive på en tryktransmitterbestilling?

Angiv PSIG, hvis processen er over atmosfærisk tryk, og downstream-systemet forventer målerinput. Angiv PSIA, hvis processen involverer vakuum, gasdensitetskompensation eller en hvilken som helst beregning, der kræver absolut reference. Angiv PSID, hvis du måler trykfald på tværs af en restriktion. Skriv aldrig kun "PSI" på en indkøbsordre - dette tvinger leverandøren til at antage, hvilket risikerer at levere den forkerte sensor.

Kilder og videre læsning

• OpenStax College Physics 2e, afsnit 11.6: Manometertryk, absolut tryk og trykmåling
• NIST CODATA-værdi: Standardatmosfære (101.325 Pa)
• Atmosfærisk tryk - Wikipedia (standard atmosfæredefinition og højdeeffekter)