চাপ মাপন

চাপ মাপন হ'ল তরল (তরল বা গ্যাস) দ্বারা কোনও তলে প্রযুক্ত বল এর বিশ্লেষণ। চাপ সাধারণত একক ক্ষেত্রতল এ প্রযুক্ত বল দ্বারা পরিমাপ করা হয়। চাপ এবং শূণ্যতা পরিমাপের জন্য অনেক পদ্ধতি অবলম্বন করা হয়। এককের সাথে অঙ্গাঙ্গীভাবে জড়িত চাপের পরিমাপ ও প্রদর্শনের জন্য ব্যবহৃত যন্ত্রপাতিগুলিকে চাপ মিটার বা চাপ মাপন বা শূণ্যতা মাপন বলা হয়। চাপ মাপনের একটি ভাল উদাহরণ হল ম্যানোমিটার। কারণ এর সাহায্যে তরলের তল এবং তরলটির স্তম্ভের ওজন উভয়ই পরিমাপ করা যায় আবার নির্দেশ করাও যায়। তেমনি বহুল ব্যবহৃত বোর্দোন মাপনও পরিমাপ করা এবং নির্দেশ করা - উভয় কাজই করে এবং সম্ভবত এটিই সবার সেরা পরিচিত মাপন। শূণ্যতা মাপন একটি চাপ মাপন যার সাহায্যে পারিপার্শ্বিক বায়ুমন্ডলের চাপের থেকে নিম্ন চাপ মাপার জন্য ব্যবহৃত হয়। এর সাহায্যে ঋণাত্মক মানকে শূণ্য ধরে (যেমন −১৫ পিএসআইজি বা −৭৬০ পারদ স্তম্ভ সমান মোট শূন্যতা) চাপের পরিমাপ করা হয়। চাপ মাপার জন্য বেশিরভাগ মাপন বায়ুমণ্ডলীয় চাপকে শূণ্য ধরে তার সাপেক্ষে পরিমাপ করে বলে এই ধরনের পাঠকে "মাপন চাপ" (গেজ প্রেসার) হিসাবে উল্লেখ করা হয়। প্রযুক্তিগতভাবে মোট শূণ্যতার থেকে বেশি হলে সেটা চাপই হবে। খুব নির্ভুল পাঠের জন্য বিশেষ করে খুব কম চাপের ক্ষেত্রে মাপনে মোট শূণ্যতাকে শূণ্য বিন্দু ধরে চাপের পরিমাপের পাঠ পরম স্কেল এর সাহায্যে করা যেতে পারে। চাপ পরিমাপের অন্যান্য পদ্ধতিতে সেন্সর যুক্ত থাকে যাদের সাহায্যে চাপ কোনও দূরবর্তী নির্দেশকে বা ব্যবস্থাপনায় (টেলিমেট্রি) প্রেরিত হয়। প্রতিদিনের চাপ মাপন যেমন গাড়ির টায়ারের চাপ মাপার জন্য সাধারণত পরিবেশের সাধারণ বায়ুমন্ডলের চাপের সাপেক্ষে তৈরি করা হয়। অন্যান্য ক্ষেত্রে চাপের পরিমাপ শূন্যস্থানের সাপেক্ষে বা অন্য কোনও নির্দিষ্ট কিছুর সাপেক্ষে করা হয়। এই শূন্যতার সাপেক্ষে নিম্নলিখিত শব্দ বা পরিভাষাগুলি ব্যবহার করা হয়: পরম চাপ (Absolute pressure) সম্পূর্ণ শূন্যস্থানের চাপকে শূণ্য ধরে পরম স্কেল এ এই পরিমাপ করা হয়। তাই এ ক্ষেত্রে চাপের পরিমাণ হয় মাপনের চাপ যুক্ত বায়ুমণ্ডলীয় চাপের সমান। মাপন চাপ (Gauge pressure) সাধারণ বায়ুমন্ডলের চাপকে শূণ্য ধরে তার সাপেক্ষে চাপের এই পরিমাপের মান হয় বায়ুমন্ডলীয় চাপ বাদ দিয়ে পরম চাপের সমান। ঋণাত্মক মান সাধারণত উপেক্ষা করা হয়। [তথ্যসূত্র প্রয়োজন] ঋণাত্মক চাপকে আলাদা করতে মানটির সাথে "শূন্য" (vacuum) শব্দটি যোগ করা যেতে পারে বা মাপনে "শূণ্য মাপন" লেখা লেবেল সেঁটে দেওয়া যেতে পারে। এগুলি আরও দুটি উপশ্রেণীতে বিভক্ত: উচ্চ এবং নিম্ন শূন্যস্থান (এবং কখনও কখনও অতি-উচ্চ শূন্যস্থান)। শূন্যস্থান ওভারল্যাপ পরিমাপ করতে বহু প্রকার পদ্ধতির ব্যবহারযোগ্য চাপের ব্যাপ্তি ব্যবহৃত হয়। অতএব বিভিন্ন ধরনের মাপনের সংমিশ্রণে ১০ এমবার থেকে ১০−১১ এমবার পর্যন্ত বিস্তারের চাপ পরিমাপ করা সম্ভব হয়। পার্থক্যমূলক চাপ দুটি বিন্দুর মধ্যের চাপের পার্থক্য। টায়ারের চাপ এবং রক্তচাপ মাপার জন্য প্রচলিত চাপ মাপন ব্যবহৃত হয়। আবার বায়ুমণ্ডলীয় চাপ, গভীর শূণ্যস্থানের চাপ (ডিপ ভ্যাকুয়াম প্রেসার) এবং অল্টিমিটার চাপ মাপার জন্য আবশ্যক হয় পরম চাপ মাপন। বেশিরভাগ কার্যকরী তরল এর ক্ষেত্রে যেখানে বদ্ধ তরল রয়েছে সেখানে চাপ মাপন পরিমাপ কার্যকর হয়। সিস্টেমের সাথে সংযুক্ত চাপের সরঞ্জামগুলিতে বর্তমান বায়ুমণ্ডলীয় চাপের সাপেক্ষে চাপ নির্দেশ করার ব্যবস্থা থাকে। চরম শূণ্যস্থান পরিমাপ করার সময় এই পরিস্থিতিই পাল্টে যায়। তখন সাধারণত পরম চাপ ব্যবহৃত হয়। পার্থক্যমূলক চাপ সাধারণত শিল্পে ব্যবহৃত হয়। পার্থক্যমূলক চাপের দুটি বহিঃসংযোগ রয়েছে। যার যার চাপ পর্যবেক্ষণ করা হবে তার তার আয়তনের সাথে এই সংযোগ দুটির এক-একটি সংযুক্ত থাকে। বাস্তবে এ জাতীয় মাপন যান্ত্রিক উপায়ে বিয়োগের গাণিতিক কাজ দ্বারা দুটি পৃথক মাপন দেখে তাদের পাঠের পার্থক্য নির্ধারণ করে। মাঝারি শূণ্যতার চাপের পাঠের ক্ষেত্রে যথাযথ প্রসঙ্গ ছাড়াই পাঠের অর্থ অস্পষ্ট হতে পারে। কারণ সেগুলি ঋণাত্মক চিহ্ন ছাড়া পরম চাপ বা মাপন চাপ হতে পারে। এইভাবে ২৬ inHg শূণ্যতার পরিমাপ পরম শূণ্যতায় ৪ inHg এর সমতুল্য হলে গণনায় হবে ৩০ inHg (সাধারণ বায়ুমণ্ডলীয় চাপ) − ২৬ inHg (মাপন চাপ)। সমুদ্র পৃষ্ঠে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ সাধারণত প্রায় ১০০ কেপিএ (kPa) হয়। তবে তা উচ্চতা এবং আবহাওয়ার সাথে পরিবর্তনশীল। যদি কোনও তরলের পরম চাপ স্থির থাকে তবে বায়ুমণ্ডলীয় চাপের পরিবর্তনের সাথে সাথে সেই তরলের মাপন চাপ পরিবর্তিত হবে। যেমন কোনও গাড়ী যখন একটি পাহাড়ে চালানো হবে তখন তার টায়ারের চাপ বেশি হবে। কারণ উপরে বায়ুমণ্ডলের চাপ কম থাকে। বায়ুমণ্ডলীয় চাপের সাপেক্ষে চাপ পরিমাপের এককের পরে মাপনের জন্য "g" দ্বারা স্বাক্ষরিত করা হয়। উদাহরণ: ৭০ psig যার অর্থ হ'ল পরিমাপ করা চাপটি হবে মোট চাপ বিযুক্ত বায়ুমণ্ডলীয় চাপ। মাপন সাপেক্ষ চাপ দুই ধরনের: অভিব্যক্ত মাপন (ভেন্টেড গেজ - ভিজি) এবং সিলযুক্ত মাপন (সিল্ড গেজ - এসজি)। অভিব্যক্ত-মাপন যেমন চাপ ট্রান্সমিটার বাহ্যিক বায়ুচাপকে চাপ-সংবেদনশীল পাতলা পর্দার ঋণাত্মক দিকে উন্মুক্ত হওয়ার সুযোগ দেয়। এই ঋণাত্মক দিকটি একটি প্রকাশ্য তার অথবা একটি গর্তের মধ্যে প্রবশ করে সর্বদা পারিপাশ্বিক ব্যারোমেট্রিক চাপ নির্দেশ করে। এইভাবে চাপ সংযোগটিকে বাতাসে খোলা রাখলে অভিব্যক্ত মাপন সাপেক্ষ চাপ সংবেদীর সর্বদা শূন্য চাপ পাঠ করা উচিত। সিলযুক্ত মাপন সাপেক্ষটি অভিব্যক্ত মাপনেরই মতো কেবল পাতলা পর্দার ঋণাত্মক দিকটি সিলযুক্ত মাপন সাপেক্ষটির জন্য বন্ধ থাকে। এটি সাধারণত উচ্চ চাপের ব্যাপ্তিতে যেমন হাইড্রোলিক্স এ ব্যবহৃত হয় যেখানে নির্ভুল পাঠের ক্ষেত্রে বায়ুমণ্ডলীয় চাপের পরিবর্তন একটি নগণ্য প্রভাব ফেলে। সেই কারণে এখানে অভিব্যক্ত মাপন সাপেক্ষের প্রয়োজন পড়ে না। কিছু প্রস্তুতকারক প্রাথমিক চাপ সংবেদনের পাতলা পর্দায় বিস্ফোরণ চাপ অতিক্রম করলে তার থেকে চাপ সরঞ্জামটির সুরক্ষার জন্য অতিরিক্ত সতর্কতা হিসাবে গৌণ চাপ কন্টেন্ট রাখার ব্যবস্থা করেন। সিলযুক্ত মাপন সাপেক্ষ তৈরির অন্য উপায় রয়েছে এবং সেটি হ'ল সংবেদনশীল পাতলা পর্দার বিপরীত দিকে একটি উচ্চ শূণ্যতা সিল করে দেওয়া। ফলে বায়ুমণ্ডলের চাপ পরিমাপের সময় বেরিয়ে আসা সংকেত পূরণ হয়ে চাপ সংবেদকটি শ্ণ্যের কাছাকাছি পাঠ নিতে পারে। সিলযুক্ত মাপন সাপেক্ষ চাপ ট্রান্সডুসার কখনই ঠিক শূন্য পড়তে পারে না কারণ বায়ুমণ্ডলীয় চাপ সর্বদা পরিবর্তিত হয় এবং এই ক্ষেত্রে সাপেক্ষটি স্তম্ভ ১ এ স্থির করা হয়। পরম চাপ সংবেদী উৎপাদন করতে নির্মাতারা সংবেদী পাতলা পর্দার পিছনে একটি উচ্চ শূন্যতার সীল যুক্ত করেন। যদি পরমশূণ্য-চাপ ট্রান্সমিটারের প্রক্রিয়া-চাপ সংযোগটি বাতাসের মধ্যে উন্মুক্ত থাকে তবে তা প্রকৃত ব্যারোমেট্রিক চাপ পাঠ করবে।