PSI vs PSIA vs PSIG: 違い、計算式、選択ガイド

PSI (ポンド/平方インチ) は一般的な圧力単位です。 PSIG は周囲の大気に対する圧力を測定します。 PSIA は、完全な真空に対する相対的な圧力を測定します。変換式は次のとおりです。PSIA=PSIG + 現地の大気圧。海抜ゼロでは、0 PSIG は約 14.696 PSIA - に相当し、圧力はゼロではありません。

PSIとは何ですか?

PSI はポンド/平方インチを表します。これは単位面積あたりに加えられる力を表し、米国および世界中の多くの産業用途で最も広く使用されている圧力単位です。ただし、PSI だけでは基準点を指定しません。圧力測定値 50 PSI は、大気圧 (ゲージ) より 50 PSI 高いこと、または絶対真空 (絶対) より 50 PSI 高いことを意味する場合があります。これら 2 つの解釈は、非常に異なる身体状態を説明します。

この曖昧さのため、エンジニアリング文書、機器データシート、および校正記録では、値がゲージ値であるか絶対値であるかを明確にすることなく、「PSI」を決して使用してはなりません。注文書または P&ID に「PSI」のみを記述すると、実際の設置環境では、センサーの選択が間違ったり、校正が失敗したり、プロセスが混乱したりすることがあります。

PSIG (ポンド/平方インチ ゲージ) とは何ですか?

PSIG は、地域の大気圧に対する相対的な圧力を測定します。標準的な機械式圧力計検出素子が周囲の空気に開放されている場合、0 PSIG を読み取ります。これは圧力が存在しないという意味ではありません - ゲージ内の圧力が外部の大気と一致することを意味します。

タイヤ空気圧計が 32 PSIG を示している場合、タイヤ内の空気は周囲の大気よりも 32 psi 高い圧力をかけています。 125 PSIG 定格の圧縮空気レシーバーは、大気圧より 125 psi 高い空気を保持します。どちらの場合も、大気圧が依然としてシステムに作用しているため、ガス分子にかかる実際の全圧力は PSIG 値が示すよりも高くなります。

PSIG は、ほとんどのフィールド機器およびプラント操作のデフォルトの圧力基準です。配管圧力、タンク圧力、ポンプ吐出量、蒸気ライン圧力、油圧システム圧力、およびボイラー作動圧力は、ほとんどの場合 PSIG で表されます。メンテナンス技術者、オペレータ、およびほとんどの機器の銘板はゲージ圧力を使用します。実際の関心事は、圧力が周囲の大気をどれだけ超えるかであるためです -。その差によってパイプ、容器、フランジ、および継手の機械的応力が決まります。

PSIA (絶対ポンド/平方インチ) とは何ですか?

PSIA は、完全真空 - 分子活性および圧力がゼロの理論的状態を基準とした圧力を測定します。このスケールでは、0 PSIA は絶対真空を表し、海面での標準大気圧は約 14.696 PSIA (実際の計算では 14.7 PSIA に四捨五入されることがよくあります) です。

絶対圧力は、大気圧以上の圧力だけでなく、システムの全圧力が結果に影響する場合には常に重要です-。これは、真空システム、ガス密度計算、熱力学方程式、その他のプロセスに当てはまります。理想気体の法則または他のガス挙動モデルが適用されます。気体分子は、ゲージの読み取り値に関係なく、全 (絶対) 圧力に反応します。

PSIA は、真空アプリケーションにおけるより明確な基準でもあります。 2 PSIA で動作する真空チャンバーは、特定の物理的状態を伝えます。同じ状態を -12.7 PSIG (およそ) と記述することは直感的ではなく、計算時に符号エラーが発生するリスクが生じます。

PSI vs PSIA vs PSIG: 比較表

PSID に関する注意:産業用ユーザーは、PSIG や PSIA と並んで差圧 (PSID) に頻繁に遭遇します。あ差圧発信器2 つのプロセス圧力 - の差を測定します。たとえば、フィルター、オリフィス プレート、熱交換器での圧力損失などです。 PSID は大気や真空を参照しません。接続された 2 つの圧力タップ間のギャップのみを測定します。

PSIGからPSIAへの変換式

ゲージと絶対圧力の関係は、物理学で確立された単純な方程式によって定義されます。

PSIA=PSIG + 現地の大気圧

そしてその逆:

PSIG=PSIA − 地域の大気圧

海抜ゼロメートルでは、標準大気圧は次のようになります。101,325 Pa (14.696 psi)、通常、日常のエンジニアリング作業では 14.7 psi に四捨五入されます。

PSIGからPSIAに変換する方法（ステップバイステップ）

ステップ 1:所有している圧力値がゲージ圧 (PSIG) か絶対圧 (PSIA) かを特定します。

ステップ 2:地域の大気圧を調べます。海面近くにいる場合は、14.7 psi が妥当な近似値です。より高い標高 -、たとえばコロラド州デンバーの標高 5,280 フィート - では、平均気圧は 12.2 psi に近くなります。正確な作業を行うには、現場の気圧計を使用するか、地元の気象観測所を参照してください。-

ステップ 3:式を適用します。 PSIG に大気圧を加算して PSIA を取得するか、PSIA から大気圧を減算して PSIG を取得します。

ステップ 4:14.7 psi の近似値がアプリケーションに受け入れられるかどうか、または実際の局所条件が必要かどうかを決定します。圧縮空気のチェックや定期的なメンテナンスの場合は、通常、この近似値で問題ありません。真空校正、ガス密度補正用ガス流量計、または実験室グレードの測定では、実際の現地の大気値を使用します。-

変換例

例 1 - 100 PSIG を PSIA (海面) に変換します。

PSIA=100 + 14.7=114.7 PSIA

例 2 - 30 PSIA を PSIG (海抜) に変換します:

PSIG=30 − 14.7=15.3 PSIG

例 3 - PSIA の 0 PSIG とは何ですか?

PSIA=0 + 14.7=14.7 PSIA。これは、0 PSIG が真空ではないことを裏付けています -。これは単に圧力が局所大気と等しいことを意味します。

例 4 - -5 PSIG を PSIA (海面) に変換します。

PSIA=−5 + 14.7=9.7 PSIA。システムは部分真空下にあります。絶対圧力は完全真空を 9.7 psi 上回ります。

例 5 - -10 PSIG を PSIA (海面) に変換します。

PSIA=−10 + 14.7=4.7 PSIA。これはより深い真空を表しており、ゼロよりはるかに低いゲージの読み取り値は、多くの標準ゲージの測定可能範囲の下限に近づいています。

例 6 - コロラド州デンバー (標高 ~5,280 フィート) で 100 PSIG を PSIA に変換します:

PSIA=100 + 12.2=112.2 PSIA。これは海面の結果より 2.5 psi 低いことに注意してください。-ほとんどのパイプ圧力チェックでは、その差は決定に影響しません。ガス濃度補正用渦流量計または質量流量計算では、2.5 psi オフセットにより、補正された流量読み取り値に測定可能な誤差が生じる可能性があります。

なぜ地域の大気圧が重要なのでしょうか?

14.7 psi (より正確には 14.696 psi) という数字は、平均海面における平均大気圧を表します。実際の大気圧は、標高、天候、気温によって変化します。によると、国際標準の雰囲気、標高が 1,000 フィート上がるごとに、圧力は約 0.5 psi 低下します。デンバーの標高 5,280 フィートでは、地域の平均気圧は約 12.2 psi - で、海面基準より約 17% 低くなります。-。

適度な標高でのプラントの日常運転では、デフォルトとして 14.7 psi を使用しても、通常は実用上問題は生じません。定格 125 PSIG の圧縮空気システムは、ゲージ基準が自動的に調整されるため、周囲の雰囲気が 14.7 psi であっても 12.2 psi であっても安全に動作します。

14.7 psi の近似は、絶対圧力計の校正、密度が重要な気体則計算の実行、ターゲットが PSIA で表される真空システムの実行、補償などの特定の状況で問題になります。ガス質量流量計絶対圧力を入力として使用します。このような場合、実際のローカル値 12.2 psi を 14.7 psi に置き換えると、大気圧の約 6 分の 1 の誤差が生じ、計算精度に直接影響します。

PSIG と PSIA をいつ使用するか?

大気圧以上の加圧システムには PSIG を使用する

PSIG は、周囲の大気を超える圧力を知る必要がある場合に適切な基準となります。これは、圧縮空気システム、水道配管、油圧ライン、蒸気システム、圧力容器、ポンプ吐出量 - は基本的に、格納容器に対する機械的ストレスが主な懸念事項となるあらゆる用途に使用できます。パイプ壁にかかる応力は内外の圧力差に依存し、それをゲージで測定します。

真空、ガスの法則、密度に依存するプロセスに PSIA を使用する-

PSIA は、総圧力が身体的結果を左右する場合に適切な基準です。ガス密度は絶対圧力に比例し、絶対温度に反比例します (理想気体の法則: PV=nRT より)。もし流量計または、フロー コンピューターは圧力を使用してガスの体積測定値を標準状態に補正するため、絶対圧力が必要です。絶対的な - またはその逆の - が予想される場合にゲージ値を与えると、結果はおよそ 1 気圧オフセットされます。 30 PSIG で実行されるプロセスでは、これは補正された体積流量の約 33% の誤差を表します。

PSIA は、真空蒸留、真空炉、凍結乾燥、半導体製造、および操作圧力が大気圧より低いプロセスにも適しています。{0}深真空を「−13 PSIG」と表現するのは、「1.7 PSIA」と表現するよりも明確ではなく、間違いが発生しやすくなります。{3}}

圧力基準選択ガイド

産業用途

圧力計および圧力伝送器

ほとんどの機械式圧力計および工業用圧力計圧力トランスミッターゲージ圧を測定します。これらは、感知要素の片側が大気に通気されるように構築されているため、出力は大気条件を上回る (または下回る) 圧力のみを反映します。この設計により、パイプ圧力、静水頭によるタンクレベル、ポンプ性能監視、および一般的なプロセス制御に適しています。

絶対圧トランスミッタは、大気ベントの代わりに、検出ダイアフラムの片側に密閉された基準真空を使用します。これにより、真空測定、気圧ロギング、および真のゼロを基準にしてプロセス圧力を知る必要があるアプリケーションに適しています。プロセスで絶対値 - が必要な場合に、間違ったトランスミッタ タイプ - を指定してゲージ トランスミッタを注文することは、よくある調達エラーです。センサーを選択する前に、機器のデータシートまたは仕様シートに、必要な入力が PSIG、PSIA、または PSID のいずれであるかを明確に記載する必要があります。

圧縮空気システム

圧縮空気システムでは PSIG が使用されます。これは、オペレータやメンテナンス スタッフが、システムが周囲の大気よりどれだけ高い圧力を維持できるかに関心があるためです。 125 PSIG 定格のコンプレッサーは、大気条件より 125 psi 高い空気を生成し、レシーバータンク、安全弁、レギュレーター、および下流配管はすべて、このゲージ基準に基づいて定格されます。タイヤの空気圧、空気圧ツールの操作、空気駆動のアクチュエーターはすべてゲージ圧からも動作します。-

真空システム

真空システムでは、業界や真空の深さに応じて、PSIA、負の PSIG、水銀柱インチ (inHg)、Torr、またはミリバールを使用できます。工業用の粗い真空（リークテストのために真空ポンプがプロセス容器を引き下げるなど）の場合は、負の範囲の PSIG が使用されることがあります。より深い真空用途の場合、- 真空炉、凍結乾燥機、蒸留塔 - PSIA は、真空が深まるにつれて数値がゼロに近づくため、より直感的なスケールを提供します。トールやミクロンなどの単位は、高真空や半導体の作業では一般的です。-真空仕様を検討するときは、サプライヤーがどのユニットとどの基準を使用しているかを必ず確認してください。

ガス流量とプロセス測定

ガス流量測定では、PSIG と PSIA の混同が最も重大なエラーを引き起こします。とき渦流量計, 熱式質量流量計、またはフローコンピュータは、体積測定値を標準条件に補正し、圧力と温度を使用して実際のガス密度を計算します。ガス密度はゲージ圧ではなく絶対圧力 - に比例します。流量コンピュータまたは送信機が PSIA を予期し PSIG を受信した場合 (またはその逆)、密度計算は約 1 気圧ずれて、補正された流量出力に重大な誤差が生じます。

たとえば、海面近くの 30 PSIG で稼働している天然ガス ラインを考えてみましょう。絶対圧力は約 44.7 PSIA です。フロー コンピューターが密度式で 44.7 ではなく 30 を誤って使用した場合、計算された密度は約 33% 低すぎ、報告される標準体積流量は同じ割合でずれることになります。このタイプのエラーは、保管移管とプロセスの最適化において実際の財務上の影響を及ぼします。

を指定する場合流量測定器、機器のマニュアルで圧力入力要件を確認してください。一部のデバイスは PSIG を受け入れ、内部で大気圧を追加します。他のものは PSIA を直接必要とします。試運転エンジニアはセットアップ中にこれを確認する必要があります。

PSI、PSIA、PSIG でよくある間違い

間違い 1: 「PSI」が常に PSIG を意味すると思い込む

現場での会話では、「PSI」は通常 PSIG を意味します。エンジニアリング文書、注文書、および校正証明書では、その仮定が間違った機器、間違った範囲、または間違った計算につながる可能性があります。データシートに「動作圧力: 50 PSI」と記載されていると、読者はその基準値を推測することになります。常に PSIG または PSIA を明示的に記述します。

間違い 2: 0 PSIG を圧力なしとして扱う

大気に開放された容器は 0 PSIG と表示されますが、依然として約 14.7 PSIA (海面で) の空気が含まれています。大気は表面の 1 平方インチごとに約 14.7 ポンドの力を押し込みます。この区別を理解することは、ガスの挙動を計算する場合、およびゲージの読み取り値がゼロであっても、システムが空であることや絶対的に減圧されていることを意味するものではないことを理解するために不可欠です。

間違い 3: あらゆる標高で 14.7 PSI を使用する

標高が低い場合は、大気圧を 14.7 psi に四捨五入するのが妥当です。高度 5,000 フィートでは、現地の大気圧は約 12.2 psi まで低下します。 10,000 フィートでは、10.1 psi に近くなります。ガス密度の計算、真空システムのターゲット、および精密校正の場合、高所で 14.7 psi を使用すると誤差が大きくなる可能性があります。

間違い 4: 気体法則の式にゲージ圧を使用する

理想気体の法則と関連方程式 (ボイルの法則、結合気体の法則、圧縮率の計算) には、絶対圧力と絶対温度が必要です。 PSIG をこれらの方程式に代入すると、式では入力が絶対ゼロからの全圧力として扱われるため、誤った結果が生成されます。この誤差は、ガス計量用に実際の体積流量と標準体積流量を変換するときに特によく発生します。

間違い 5: 間違った圧力センサーを注文する

ゲージ圧伝送器と絶対圧伝送器は構造が異なります。ゲージセンサーは通気口を介して大気を参照します。絶対センサーは密閉された真空チャンバーを指します。絶対センサーが必要な場所にゲージ センサーを取り付ける -、またはその逆の - を使用すると、読み取り値が約 1 気圧オフセットされます。注文する前に、プロセス要件を確認してください。測定は大気に対するものなのか、真空に対するものなのか、それとも 2 つのプロセス ポイント間の差に対するものなのか?

チェックリスト: 圧力センサーを選択する前に

圧力計を選択する際には、このチェックリストを使用してください。圧力トランスミッタ、または新規設置または交換用の圧力スイッチ:

• プロセスは大気圧より高い圧力、それより低い圧力 (真空)、あるいはその両方で動作していますか?
• ダウンストリーム システム (PLC、フロー コンピューター、DCS、データ ロガー) は PSIG、PSIA、または PSID を予期しますか?
• 圧力測定値はガス密度補正または質量流量計算に使用されますか? 「はい」の場合、絶対圧力が必要になる可能性があります。
• プロセス データシートまたは P&ID で圧力基準が指定されていますか?ご購入前にご確認ください。
• 設置場所の気圧はどれくらいですか?高地の施設では、14.7 psi からのオフセットがセンサー範囲の選択と校正に影響を与える可能性があります。-
• プロセスは差動測定（フィルター、オリフィス、または制限を越えたもの）ですか? 「はい」の場合、差圧発信器(PSID 範囲) が正しい選択である可能性があります。

エンジニアリング文書で明確な単位ラベルを使用する方法

あいまいな圧力表記は、調達エラー、現場での設置の問題、および制御システム ロジックを通じて伝播する計算ミスを引き起こします。設計図面、仕様書、注文書、および校正手順には、必ず完全なユニット指定を記載してください。

明確なラベルの例:

• 動作圧力 100 PSIG
• 入口圧力 30 PSIA
• −10PSIG（真空）
• 5 PSIA 絶対プロセス圧力
• 150 PSIG 最大許容作動圧力
• フィルターエレメント全体の 15 PSID

このレベルの具体性は、仕様を作成するエンジニアから、送信機を注文する購入代理店、現場での設置や校正を行う技術者に至るまで、関係者全員-に役立ちます。

よくある質問

PSI、PSIA、PSIGの違いは何ですか?

PSI は、圧力測定の一般的な単位 (ポンド/平方インチ) です。 PSIG は、測定値が現地の大気圧に相対していることを指定しています -。周囲の空気をどの程度超える (または下回る) 圧力がわかります。 PSIA は、測定が完全な真空を基準としており、全圧を表すことを指定します。任意の点における PSIA と PSIG の間の数値差は、現地の大気圧 (海面で約 14.7 psi) に等しくなります。

PSIG は PSI と同じですか?

技術的にはそうではありませんが、日常の現場で使用される「PSI」は PSIG を意味することがよくあります。ゲージまたは絶対値を指定せずに「PSI」を使用すると、読者が推測することになるため、技術文書では区別が重要になります。もし圧力トランスミッタデータシートには「範囲: 0–100 PSI」と記載されていますが、注文する前にそれが PSIG または PSIA のどちらを意味するのかを確認する必要があります。

PSIA は常に PSIG より高いのですか?

ゲージ圧が正の場合、大気圧が加わるため、対応する PSIA 値は高くなります。海面では、PSIA=PSIG + 14.7. PSIA が数値的に PSIG と等しい唯一のケースは、大気圧がゼロの場合ですが、これは地球の表面では起こりません。

PSIAの0PSIGとは何ですか?

海面では、0 PSIG は約 14.7 PSIA です。デンバーの標高 (約 5,280 フィート) では、0 PSIG は 12.2 PSIA に近くなります。ゼロゲージ圧力は、単にシステムが局所大気と平衡状態にあることを意味します - それは真空ではありません。

PSIG がマイナスになる可能性はありますか?

はい。負の PSIG は、圧力が大気圧より低いことを示し、部分真空を表します。たとえば、海面での -5 PSIG は約 9.7 PSIA に相当します。真空ポンプ、エジェクター、および特定のプロセス容器は負のゲージ圧で動作します。可能な最小 PSIG 値は海面で約 -14.7 PSIG で、これは 0 PSIA (完全真空) に相当します。

0PSIAとは何ですか?

0 PSIA は完全な真空 - 、圧力が完全に存在していないことを表します。これは理論上の限界です。高品質の実験室用真空チャンバーであっても、真の 0 PSIA を達成することは事実上不可能ですが、マイクロ-範囲の圧力は非常に近くなります。

圧力計には PSIG または PSIA が表示されますか?

ほとんどの標準的な工業用圧力計は、その感知機構が基準として大気圧を使用しているため (ブルドン管またはダイヤフラムの片側が空気に通気されている)、PSIG を読み取ります。絶対圧力計は存在しますが、あまり一般的ではありません。これらは通常、安定した絶対基準が必要な気圧測定または真空アプリケーションに使用されます。

ガス流量の計算には PSIG または PSIA を使用する必要がありますか?

密度、圧縮率、または標準状態への変換を含むガス流量の計算には、絶対圧力 (PSIA) が必要です。理想気体の法則 (PV=nRT) では、絶対圧力と絶対温度が使用されます。いくつかの流量計フロー コンピューターは PSIG を受け入れて内部で変換しますが、他のコンピューターは PSIA を直接期待します。必ず機器のマニュアルを参照して、デバイスに必要な入力を確認してください。

タイヤの空気圧は PSI または PSIG で測定されますか?

タイヤ空気圧計は PSIG を測定します。タイヤに 32 PSI まで空気を入れると、周囲の大気より 32 psi 高くなります。タイヤ内の絶対圧力は海抜ゼロメートルで約 32 + 14.7=46.7 PSIA です。

高度は PSIG 測定値に影響しますか?

ゲージは自動的に現地の大気を参照するため、高度によって特定の内圧に対するゲージの読み取り値が変わることはありません。ただし、高度によって PSIG と PSIA の関係は変化します。海面での 100 PSIG の測定値は 114.7 PSIA に相当し、デンバーの 100 PSIG は約 112.2 PSIA に相当します。これは、ガス密度と絶対圧力の計算に重要です。

ゲージ圧、絶対圧、差圧の違いは何ですか?

ゲージ圧 (PSIG) は、局所的な大気を基準にして測定されます。絶対圧力 (PSIA) は完全真空を基準にして測定されます。差圧 (PSID) は、2 つのプロセス圧力の差であり、2 つの圧力タップ - の間で測定されます。たとえば、フィルタまたは下流側です。流量計。各タイプには異なるセンサー設計が必要であり、異なる測定目的に役立ちます。

圧力トランスミッタの注文ではどの圧力単位を指定する必要がありますか?

プロセスが大気圧より高く、下流システムがゲージ入力を期待する場合は、PSIG を指定します。プロセスに真空、ガス密度補正、または絶対参照が必要な計算が含まれる場合は、PSIA を指定します。制限を越えた圧力損失を測定する場合は、PSID を指定します。発注書には決して「PSI」だけを書かないでください-。これはサプライヤーに想定を強いるものであり、間違ったセンサーを提供する危険性があります。

出典と参考資料

• OpenStax College Physics 2e、セクション 11.6: ゲージ圧、絶対圧、および圧力測定
• NIST CODATA 値: 標準大気 (101,325 Pa)
• 大気圧 - Wikipedia (標準大気の定義と高度の影響)