PSI vs PSIA vs PSIG: Veiledning for forskjell, formel og utvalg

PSI (pounds per square inch) er en generell trykkenhet. PSIG måler trykk i forhold til atmosfæren rundt. PSIA måler trykk i forhold til et perfekt vakuum. Konverteringsformelen er:PSIA=PSIG + lokalt atmosfærisk trykk. Ved havnivå tilsvarer 0 PSIG omtrent 14.696 PSIA - ikke null trykk.

Hva er PSI?

PSI står for pund per kvadrattomme. Den beskriver kraft påført per arealenhet og er den mest brukte trykkenheten i USA og i mange industrielle applikasjoner over hele verden. PSI alene angir imidlertid ikke et referansepunkt. En trykkavlesning på 50 PSI kan bety 50 PSI over atmosfærisk trykk (måler), eller 50 PSI over absolutt vakuum (absolutt). Disse to tolkningene beskriver svært forskjellige fysiske forhold.

På grunn av denne tvetydigheten bør ingeniørdokumenter, instrumentdatablader og kalibreringsposter aldri bruke "PSI" uten å avklare om verdien er måler eller absolutt. Å skrive bare "PSI" på en innkjøpsordre eller P&ID har ført til feil sensorvalg, mislykket kalibrering og prosessforstyrrelser i reelle installasjoner.

Hva er PSIG (Pounds per Square Inch Gauge)?

PSIG måler trykk i forhold til det lokale atmosfæriske trykket. En standard mekanisktrykkmålerviser 0 PSIG når sensorelementet er åpent for luften rundt. Dette betyr ikke at det ikke eksisterer trykk - det betyr at trykket inne i måleren samsvarer med atmosfæren utenfor.

Når en dekktrykkmåler viser 32 PSIG, utøver luften inne i dekket 32 ​​psi mer enn atmosfæren rundt. En trykkluftmottaker vurdert til 125 PSIG holder luft ved 125 psi over atmosfæretrykket. I begge tilfeller er det faktiske totale trykket på gassmolekylene høyere enn PSIG-verdien tilsier, fordi atmosfærisk trykk fortsatt virker på systemet.

PSIG er standard trykkreferanse for de fleste feltinstrumenter og anleggsoperasjoner. Rørtrykk, tanktrykk, pumpeutslipp,dampledningstrykk, hydraulisk systemtrykk og kjelens driftstrykk er nesten alltid uttrykt i PSIG. Vedlikeholdsteknikere, operatører og de fleste utstyrsnavneskiltene bruker manometertrykk fordi den praktiske bekymringen er hvor mye trykk som overstiger den omgivende atmosfæren -. Denne forskjellen bestemmer mekanisk belastning på rør, kar, flenser og beslag.

Hva er PSIA (Pounds per Square Inch Absolute)?

PSIA måler trykk i forhold til et perfekt vakuum - den teoretiske tilstanden til null molekylær aktivitet og null trykk. På denne skalaen representerer 0 PSIA absolutt vakuum, og standard atmosfærisk trykk ved havnivå er omtrent 14.696 PSIA (ofte avrundet til 14.7 PSIA for praktiske beregninger).

Absolutt trykk er viktig når det totale trykket i et system påvirker resultatet - ikke bare trykket over atmosfæren. Dette er tilfellet i vakuumsystemer, gasstetthetsberegninger, termodynamiske ligninger og enhver prosess derideell gass loveller andre gassatferdsmodeller gjelder. Gassmolekyler reagerer på totalt (absolutt) trykk, uavhengig av hva en måler leser.

PSIA er også den tydeligere referansen i vakuumapplikasjoner. Et vakuumkammer som opererer ved 2 PSIA kommuniserer en spesifikk fysisk tilstand. Å beskrive samme tilstand som -12,7 PSIG (omtrent) er mindre intuitivt og introduserer risiko for tegnfeil i beregninger.

PSI vs PSIA vs PSIG: Sammenligningstabell

Merknad om PSID:Industrielle brukere møter ofte differensialtrykk (PSID) sammen med PSIG og PSIA. ENdifferensialtrykktransmittermåler forskjellen mellom to prosesstrykk -, for eksempel trykkfallet over et filter, en åpningsplate eller en varmeveksler. PSID refererer ikke til atmosfære eller vakuum; den måler kun gapet mellom to sammenkoblede trykkkraner.

PSIG til PSIA konverteringsformel

Forholdet mellom måler og absolutt trykk er definert av en enkel ligning etablert i fysikk:

PSIA=PSIG + lokalt atmosfærisk trykk

Og omvendt:

PSIG=PSIA − Lokalt atmosfærisk trykk

Ved havnivå er standard atmosfærisk trykk101 325 Pa (14,696 psi), vanligvis avrundet til 14,7 psi for daglig ingeniørarbeid.

Hvordan konvertere PSIG til PSIA (trinn for trinn)

Trinn 1:Identifiser om trykkverdien du har er gauge (PSIG) eller absolutt (PSIA).

Trinn 2:Bestem ditt lokale atmosfæriske trykk. Hvis du er nær havnivået, er 14,7 psi en rimelig tilnærming. I høyere høyder -, for eksempel, Denver, Colorado ved 5280 fot - er gjennomsnittlig atmosfærisk trykk nærmere 12,2 psi. For presisjonsarbeid, bruk et-barometer på stedet eller referer til en lokal værstasjon.

Trinn 3:Bruk formelen. Legg til atmosfærisk trykk til PSIG for å få PSIA, eller trekk atmosfærisk trykk fra PSIA for å få PSIG.

Trinn 4:Bestem om 14,7 psi-tilnærmingen er akseptabel for din applikasjon eller om du trenger faktiske lokale forhold. For trykkluftkontroller og rutinemessig vedlikehold er tilnærmingen vanligvis fin. For vakuumkalibrering, gasstetthetskompensasjon inngassstrømmålere, eller laboratorie-karaktermåling, bruk den sanne lokale atmosfæriske verdien.

Konverteringseksempler

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

PSIA=100 + 14.7=114.7 PSIA

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

PSIG=30 − 14.7=15.3 PSIG

Eksempel 3 - Hva er 0 PSIG i PSIA?

PSIA=0 + 14.7=14.7 PSIA. Dette bekrefter at 0 PSIG ikke er et vakuum - det betyr ganske enkelt at trykket er lik den lokale atmosfæren.

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

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

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

PSIA=−10 + 14.7=4.7 PSIA. Dette representerer et dypere vakuum, og en måler som leser så langt under null nærmer seg det lavere målbare området for mange standardmålere.

Eksempel 6 - Konverter 100 PSIG til PSIA i Denver, Colorado (høyde ~5280 fot):

PSIA=100 + 12.2=112.2 PSIA. Vær oppmerksom på at dette er 2,5 psi lavere enn hav-resultatet. For de fleste rørtrykksjekker påvirker ikke forskjellen avgjørelsen. For gasstetthetskompensasjon i envirvelstrømningsmålereller en massestrømberegning, at 2,5 psi offset kan gi en målbar feil i den korrigerte strømningsavlesningen.

Hvorfor er lokalt atmosfærisk trykk viktig?

Tallet 14,7 psi (nærmere bestemt 14,696 psi) representerer gjennomsnittlig atmosfærisk trykk ved gjennomsnittlig havnivå. Faktisk atmosfærisk trykk endres med høyde, vær og temperatur. I følgeatmosfære av internasjonal standard, faller trykket omtrent 0,5 psi for hver 1000 fot med høydeøkning. I Denvers høyde på 5280 fot er det gjennomsnittlige lokale atmosfæriske trykket omtrent 12,2 psi - omtrent 17 % lavere enn standarden for hav-nivå.

For rutinemessige anleggsoperasjoner i moderate høyder skaper det vanligvis ikke noe praktisk problem å bruke 14,7 psi som standard. Et trykkluftsystem vurdert til 125 PSIG fungerer trygt enten den lokale atmosfæren er 14,7 eller 12,2 psi, fordi målerens referanse justeres automatisk.

14,7 psi-tilnærmingen blir problematisk i spesifikke situasjoner: kalibrering av instrumenter for absolutt trykk, utføring av gasslovberegninger der tetthet betyr noe, kjører vakuumsystemer der målet er uttrykt i PSIA, og kompenseringgass ​​massestrømsmåleresom bruker absolutt trykk som input. I disse tilfellene introduserer det å erstatte 14,7 psi med en sann lokal verdi på 12,2 psi en feil på omtrent en- sjettedel av en atmosfære, som direkte påvirker beregningsnøyaktigheten.

Når skal du bruke PSIG vs PSIA?

Bruk PSIG for trykksatte systemer over atmosfæren

PSIG er den rette referansen når du trenger å vite hvor mye trykk som overstiger atmosfæren rundt. Dette gjelder trykkluftsystemer, vannrør, hydraulikkledninger,dampsystemer, trykkbeholdere og pumpeutslipp - i hovedsak alle applikasjoner der mekanisk påkjenning på inneslutningen er hovedproblemet. Spenningen på en rørvegg avhenger av trykkforskjellen mellom innsiden og utsiden, som er det en måler måler.

Bruk PSIA for vakuum, gasslover og tetthet-avhengige prosesser

PSIA er den rette referansen når totalt trykk driver det fysiske resultatet. Gasstetthet er proporsjonal med absolutt trykk og omvendt proporsjonal med absolutt temperatur (fra den ideelle gassloven: PV=nRT). Hvis enstrømningsmålereller strømningscomputer bruker trykk for å kompensere en volumetrisk gassavlesning til standardforhold, den trenger absolutt trykk. Hvis du mater den med en måleverdi når den forventer absolutt - eller omvendt -, vil resultatet forskyves med omtrent én atmosfære. I en prosess som kjører på 30 PSIG, representerer det omtrent en feil på 33 % i korrigert volumstrøm.

PSIA er også foretrukket for vakuumdestillasjon, vakuumovner, fryse-tørking, halvlederfremstilling og enhver prosess der driftstrykket er under atmosfære. Å uttrykke et dypt vakuum som "−13 PSIG" er mindre tydelig og mer feil-utsatt enn å oppgi "1.7 PSIA."

Valgveiledning for trykkreferanse

Industrielle applikasjoner

Trykkmålere og trykktransmittere

De fleste mekaniske trykkmålere og industrielletrykktransmitteremåle manometertrykket. De er bygget med den ene siden av sensorelementet ventilert til atmosfæren, slik at utgangen bare reflekterer trykket over (eller under) atmosfæriske forhold. Denne utformingen gjør dem egnet for rørtrykk, tanknivå ved hydrostatisk trykkhøyde, overvåking av pumpeytelse og generell prosesskontroll.

Absolutte trykktransmittere bruker et forseglet referansevakuum på den ene siden av følermembranen i stedet for en atmosfærisk ventil. Dette gjør dem passende for vakuummåling, barometrisk logging og applikasjoner der prosesstrykket må være kjent i forhold til sann null. Å spesifisere feil sendertype - å bestille en målersender når prosessen krever absolutt - er en vanlig anskaffelsesfeil. Før du velger en sensor, bør instrumentdataarket eller spesifikasjonsarket tydelig angi om den nødvendige inngangen er PSIG, PSIA eller PSID.

Trykkluftsystemer

Trykkluftsystemer bruker PSIG fordi operatører og vedlikeholdspersonell er opptatt av hvor mye trykk systemet holder over atmosfæren rundt. En kompressor vurdert til 125 PSIG produserer luft ved 125 psi over atmosfæriske forhold, og mottakertanken, sikkerhetsventiler, regulatorer og nedstrøms rør er alle vurdert basert på denne målerreferansen. Dekkpumping, pneumatisk verktøydrift og luft-drevne aktuatorer fungerer også med manometertrykk.

Vakuumsystemer

Vakuumsystemer kan bruke PSIA, negativ PSIG, tommer kvikksølv (inHg), Torr eller millibar avhengig av industrien og dybden på vakuumet. For grovt industrielt vakuum (som en vakuumpumpe som trekker et prosessbeholder ned for lekkasjetesting), brukes noen ganger PSIG i det negative området. For dypere vakuumapplikasjoner gir - vakuumovner, frysetørkere, destillasjonskolonner - PSIA en mer intuitiv skala fordi tallet nærmer seg null når vakuumet blir dypere. Enheter som Torr og mikron er vanlige i høy-vakuum- og halvlederarbeid. Ved gjennomgang av vakuumspesifikasjoner må du alltid bekrefte hvilken enhet og hvilken referanse leverandøren bruker.

Gassstrøm og prosessmåling

Gassstrømmåling er der PSIG vs PSIA forvirring forårsaker de fleste følgefeilene. Når envirvelstrømningsmåler, termisk massestrømsmåler, eller strømningscomputer kompenserer en volumetrisk avlesning til standardforhold, bruker den trykk og temperatur for å beregne faktisk gasstetthet. Gasstetthet er proporsjonal med absolutt trykk - ikke målertrykk. Hvis strømningsdatamaskinen eller senderen forventer PSIA og mottar PSIG (eller omvendt), skifter tetthetsberegningen med omtrent én atmosfære, noe som gir en betydelig feil i den korrigerte strømningsutgangen.

Vurder for eksempel en naturgassledning som opererer ved 30 PSIG nær havnivå. Det absolutte trykket er omtrent 44,7 PSIA. Hvis en strømningscomputer feilaktig bruker 30 i stedet for 44,7 i sin tetthetsformel, er den beregnede tettheten omtrent 33 % for lav, og den rapporterte standard volumstrømningshastigheten vil være av samme andel. Denne typen feil har reell økonomisk innvirkning i varetektsoverføring og prosessoptimalisering.

Når du spesifiserer enstrømningsmålingsinstrument, sjekk kravene til trykkinngang i instrumenthåndboken. Noen enheter aksepterer PSIG og legger til atmosfærisk trykk internt; andre krever PSIA direkte. Igangkjøringsingeniøren bør verifisere dette under oppsettet.

Vanlige feil med PSI, PSIA og PSIG

Feil 1: Å anta "PSI" betyr alltid PSIG

I feltsamtaler innebærer "PSI" vanligvis PSIG. I tekniske dokumenter, innkjøpsordrer og kalibreringssertifikater kan denne antakelsen føre til feil instrument, feil rekkevidde eller feil beregning. Et datablad som viser "driftstrykk: 50 PSI" tvinger leseren til å gjette referansen. Skriv alltid PSIG eller PSIA eksplisitt.

Feil 2: Behandle 0 PSIG som No Pressure

Et fartøy åpent mot atmosfæren viser 0 PSIG, men det inneholder fortsatt luft på omtrent 14,7 PSIA (ved havnivå). Atmosfæren presser rundt 14,7 pund kraft på hver kvadrattomme av overflaten. Å forstå denne forskjellen er avgjørende for gassatferdsberegninger og for å innse at en måleravlesning på null ikke betyr at systemet er tomt eller trykkavlastet i absolutte termer.

Feil 3: Bruker 14,7 PSI ved hver høyde

Avrunding av atmosfærisk trykk til 14,7 psi er rimelig ved lave høyder. Ved 5000 fot faller det lokale atmosfæriske trykket til omtrent 12,2 psi. Ved 10 000 fot er det nærmere 10,1 psi. For gasstetthetsberegninger, vakuumsystemmål og presisjonskalibrering kan feilen ved bruk av 14,7 psi ved høy høyde være betydelig.

Feil 4: Bruk av manometertrykk i gasslovligninger

Den ideelle gassloven og relaterte ligninger (Boyles lov, kombinert gasslov, kompressibilitetsberegninger) krever absolutt trykk og absolutt temperatur. Å plugge PSIG inn i disse ligningene gir feil resultater fordi formelen behandler inngangen som totalt trykk fra absolutt null. Denne feilen er spesielt vanlig ved konvertering mellom faktisk og standard volumstrøm for gassmåling.

Feil 5: Bestilling av feil trykksensor

En manometertrykktransmitter og en absolutttrykktransmitter er bygget forskjellig. En målersensor refererer til atmosfæren gjennom en ventil; en absolutt sensor refererer til et forseglet vakuumkammer. Installering av en målersensor der en absolutt sensor er nødvendig - eller omvendt - gir en avlesningsforskyvning med omtrent én atmosfære. Før du bestiller, bekreft prosesskravet: Er målingen i forhold til atmosfære, i forhold til vakuum, eller en forskjell mellom to prosesspunkter?

Sjekkliste: Før du velger en trykksensor

Bruk denne sjekklisten når du velger en trykkmåler,trykktransmitter, eller trykkbryter for en ny installasjon eller erstatning:

• Fungerer prosessen over atmosfærisk trykk, under det (vakuum), eller begge deler?
• Forventer nedstrømssystemet (PLC, flytdatamaskin, DCS, datalogger) PSIG, PSIA eller PSID?
• Vil trykkavlesningen brukes til gasstetthetskompensasjon eller massestrømsberegning? Hvis ja, er det sannsynligvis nødvendig med absolutt trykk.
• Spesifiserer prosessdatabladet eller P&ID trykkreferansen? Bekreft før du kjøper.
• Hva er det lokale atmosfæriske trykket på installasjonsstedet? Ved anlegg i høye- høyder kan forskyvningen fra 14,7 psi påvirke valg av sensorområde og kalibrering.
• Er prosessen en differensiell måling (over et filter, en åpning eller en restriksjon)? Hvis ja, adifferensialtrykktransmitter(PSID-område) kan være det riktige valget.

Hvordan bruke klare enhetsetiketter i tekniske dokumenter

Tvetydig trykknotasjon forårsaker innkjøpsfeil, feltinstallasjonsproblemer og beregningsfeil som forplanter seg gjennom kontrollsystemlogikk. I tekniske tegninger, spesifikasjoner, innkjøpsordrer og kalibreringsprosedyrer, skriv alltid hele enhetsbetegnelsen.

Eksempler på tydelig merking:

• 100 PSIG driftstrykk
• 30 PSIA innløpstrykk
• −10 PSIG (vakuum)
• 5 PSIA absolutt prosesstrykk
• 150 PSIG maksimalt tillatt arbeidstrykk
• 15 PSID over filterelementet

Dette spesifisitetsnivået hjelper alle involverte - fra ingeniøren som skriver spesifikasjonen, til innkjøpsagenten som bestiller senderen, til teknikeren som installerer og kalibrerer den i felten.

Ofte stilte spørsmål

Hva er forskjellen mellom PSI, PSIA og PSIG?

PSI er den generelle enheten for trykkmåling (pund per kvadrattomme). PSIG spesifiserer at målingen er i forhold til lokalt atmosfærisk trykk - det forteller deg hvor mye trykk som overstiger (eller faller under) luften rundt. PSIA spesifiserer at målingen er i forhold til et perfekt vakuum, som representerer totalt trykk. Den numeriske forskjellen mellom PSIA og PSIG på et gitt punkt er lik det lokale atmosfæriske trykket, omtrent 14,7 psi ved havnivå.

Er PSIG det samme som PSI?

Ikke teknisk, selv om "PSI" i daglig bruk ofte innebærer PSIG. Skillet er viktig i tekniske dokumenter fordi bruk av "PSI" uten å spesifisere måler eller absolutt lar leseren gjette. Hvis entrykktransmitterdataarket sier "område: 0–100 PSI," du må bekrefte om det betyr PSIG eller PSIA før du bestiller.

Er PSIA alltid høyere enn PSIG?

For ethvert positivt manometertrykk er den tilsvarende PSIA-verdien høyere fordi atmosfærisk trykk legges til. Ved havnivå, PSIA=PSIG + 14.7. Det eneste tilfellet der PSIA tilsvarer PSIG numerisk ville være hvis atmosfærisk trykk var null, noe som ikke forekommer på jordens overflate.

Hva er 0 PSIG i PSIA?

Ved havnivå er 0 PSIG omtrent 14,7 PSIA. På Denvers høyde (omtrent 5 280 fot) er 0 PSIG nærmere 12,2 PSIA. Null manometertrykk betyr ganske enkelt at systemet er i likevekt med den lokale atmosfæren - det er ikke et vakuum.

Kan PSIG være negativt?

Ja. Negativ PSIG indikerer at trykket er under atmosfærisk trykk, som beskriver et delvis vakuum. For eksempel tilsvarer −5 PSIG ved havnivå omtrent 9,7 PSIA. Vakuumpumper, ejektorer og visse prosessbeholdere opererer ved undertrykk. Minst mulige PSIG-verdi er omtrent −14,7 PSIG ved havnivå, som tilsvarer 0 PSIA (perfekt vakuum).

Hva er 0 PSIA?

0 PSIA representerer et perfekt vakuum - fullstendig fravær av trykk. Dette er en teoretisk grense. Selv i laboratorievakuumkamre av høy-kvalitet er det praktisk talt umulig å oppnå ekte 0 PSIA, selv om trykket i mikro-Torr-området kommer ekstremt nært.

Leser trykkmålere PSIG eller PSIA?

De fleste standard industrielle trykkmålere leser PSIG fordi deres sensormekanisme bruker atmosfærisk trykk som referanse (den ene siden av bourdon-røret eller membranen er ventilert til luft). Absolutte trykkmålere finnes, men er mindre vanlige; de brukes vanligvis til barometrisk måling eller vakuumapplikasjoner der en stabil absolutt referanse er nødvendig.

Bør gassstrømberegninger bruke PSIG eller PSIA?

Gassstrømberegninger som involverer tetthet, kompressibilitet eller konvertering til standardforhold krever absolutt trykk (PSIA). Den ideelle gassloven (PV=nRT) bruker absolutt trykk og absolutt temperatur. Noenstrømningsmålereog flytdatamaskiner godtar PSIG og konverterer internt, mens andre forventer PSIA direkte. Sjekk alltid instrumenthåndboken for å bekrefte hvilken inngang enheten krever.

Måles dekktrykket i PSI eller PSIG?

Dekktrykkmålere måler PSIG. Når du pumper et dekk til 32 PSI, er det 32 ​​psi over atmosfæren rundt. Det absolutte trykket inne i dekket er omtrent 32 + 14.7=46.7 PSIA ved havnivå.

Påvirker høyde PSIG-avlesninger?

Høyde endrer ikke hva en måler leser for et gitt indre trykk, fordi måleren automatisk refererer til den lokale atmosfæren. Høyde endrer imidlertid forholdet mellom PSIG og PSIA. En avlesning på 100 PSIG ved havnivå tilsvarer 114,7 PSIA, mens 100 PSIG i Denver tilsvarer omtrent 112,2 PSIA. Dette har betydning for gasstetthet og absolutt trykkberegninger.

Hva er forskjellen mellom måler, absolutt og differensialtrykk?

Manometertrykk (PSIG) måles i forhold til den lokale atmosfæren. Absolutt trykk (PSIA) måles i forhold til perfekt vakuum. Differensialtrykk (PSID) er forskjellen mellom to prosesstrykk, målt mellom to trykkuttak -, for eksempel oppstrøms og nedstrøms for et filter ellerstrømningsmåler. Hver type krever en annen sensordesign og tjener et annet måleformål.

Hvilken trykkenhet bør jeg angi på en trykktransmitterbestilling?

Spesifiser PSIG hvis prosessen er over atmosfærisk trykk og nedstrømssystemet forventer målerinngang. Spesifiser PSIA hvis prosessen involverer vakuum, gasstetthetskompensasjon eller en hvilken som helst beregning som krever absolutt referanse. Spesifiser PSID hvis du måler trykkfall over en begrensning. Skriv aldri bare "PSI" på en innkjøpsordre - dette tvinger leverandøren til å anta, noe som risikerer å levere feil sensor.

Kilder og videre lesning

• OpenStax College Physics 2e, seksjon 11.6: Manometertrykk, absolutt trykk og trykkmåling
• NIST CODATA-verdi: Standard atmosfære (101 325 Pa)
• Atmosfærisk trykk - Wikipedia (standard atmosfæredefinisjon og høydeeffekter)