Parte 3 - Presso INSTRUMENTAO INDUSTRIAL

PressoA medio de presso o mais importante padro de medida, pois as medidas de vazo, nvel, etc. podem ser feitas utilizando-se esse princpio.

Presso definida como uma fora atuando em uma unidade de rea.P = F onde P = Presso A F = Fora A = rea

Presso atmosfrica a presso exercida pela atmosfera terrestre medida em um barmetro. Ao nvel do mar esta presso aproximadamente de 760 mmHg.

PressoPresso relativa a presso medida em relao presso atmosfrica, tomada como unidade de referncia.

Presso absoluta a soma da presso relativa e atmosfrica, tambm se diz que medida a partir do vcuo absoluto.

Importante: Ao se exprimir um valor de presso, determinar se a presso relativa ou absoluta.

Exemplo: 3 Kgf/cm2 ABS Presso Absoluta4 Kgf/cm2 Presso RelativaO fato de se omitir esta informao na indstria significa que a maior parte dos instrumentos medem presso relativa.

PressoPresso negativa ou vcuo quando um sistema tem presso relativa menor que a presso atmosfrica.

Presso diferencial a diferena entre 2 presses, sendo representada pelo smbolo P (delta P). Essa diferena de presso normalmente utilizada para medir vazo, nvel, presso, etc.

Presso esttica o peso exercido por um lquido em repouso, ou que esteja fluindo perpendicularmente a tomada de impulso, por unidade de rea exercida

Presso dinmica ou cintica a presso exercida por um fludo em movimento. medida fazendo a tomada de impulso de tal forma que recebe o impacto do fluxo.

PressoComo existem muitas unidades de presso necessrio saber a correspondncia entre elas, pois nem sempre na indstria temos instrumentos padres com todas as unidades e para isto necessrio saber fazer a converso . Exemplo:10 PSI = ______?______ Kgf/cm21 PSI = 0,0703 Kgf/cm2 Portanto: 10 x 0,0703 = 0,703 Kgf/cm2Unidades de presso

Presso

Unidades de presso6

Manmetros

ManmetrosSo os instrumentos mais simples para se medir presso. Podem ter vrios elementos sensveis. Podem ser utilizados tambm por transmissores e controladores.8

Manmetro de coluna de lquidoConsiste num tubo de vidro, contendo certa quantidade de lquido, fixado a uma base com uma escala graduada.

As colunas podem ser de trs tipos: coluna reta vertical, reta inclinada e em forma de U.

Os lquidos mais utilizados nas colunas so: gua (normalmente com um corante ) e mercrio.

Quando se aplica uma presso na coluna o lquido deslocado, sendo que este deslocamento proporcional a presso aplicada.Sendo a frmula : P1 P2 = h . dr

Manmetro de coluna de lquidoTubo em UTubo inclinadoTubo reto

Manmetro de elstico um tubo com seo oval, disposto na forma de arco de circunferncia, tendo uma extremidade fechada e a outra aberta presso a ser medida. Com a presso agindo em seu interior, o tubo tende a tomar uma seo circular, resultando um movimento em sua extremidade fechada. Esse movimento atravs da engrenagem transmitido a um ponteiro que vai indicar uma medida de presso.O tubo de Bourdon pode se apresentar nas seguintes formas: tipo C, espiral e helicoidal.Tubo de Bourdon

Manmetro de elstico

Tipo CEspiralHelicoidalTipos de Tubo de Bourdon

Manmetro de elstico constitudo por um disco de material elstico (metlico ou no), fixo pela borda. Uma haste fixa ao centro do disco est ligada a um mecanismo de indicao.Quando uma presso aplicada, a membrana se desloca e esse deslocamento proporcional presso aplicada.Membrana ou diafragma

Manmetro de elstico um cilindro metlico, corrugado ou sanfonado.Quando uma presso aplicada no interior do fole, provoca sua distenso, e como ela tem que vencer a flexibilidade do material e a fora de oposio da mola, o deslocamento proporcional presso aplicada parte interna.Fole

Tipo capacitivoA principal caracterstica dos sensores capacitivos a completa eliminao dos sistemas de alavancas, na transferncia da fora / deslocamento entre o processo e o sensor .

Este tipo de sensor resume-se na deformao diretamente pelo processo de uma das armaduras do capacitor . Tal deformao altera o valor da capacitncia total, que medida por um circuito eletrnico .

Esta montagem , se por um lado , elimina os problemas mecnicos das partes mveis , expe a clula capacitiva s rudes condies do processo , principalmente a temperatura do processo . Este inconveniente pode ser superado atravs de circuitos sensveis a temperatura montados juntos ao sensor .

Tipo capacitivo

Por silcio ressonante

uma cpsula de silcio colocada estrategicamente em um diafragma, utilizando do diferencial de presso para vibrar em maior ou menor intensidade, afim de que essa freqncia seja proporcional a presso aplicada.

Por silcio ressonanteNa figura a seguir podemos ver o conjunto do sensor. Ele possui um im permanente e o sensor de silcio propriamente dito .

Conjunto sensor

Por silcio ressonanteFatores que influenciam na ressonncia do sensor de silcio:

- o campo magntico gerado por um im permanente posicionado sobre o sensor- campo eltrico gerado por uma corrente em AC (alm das presses exercidas sobre o sensor).

Esquema de funcionamento

Por silcio ressonanteA combinao do fator campo magntico/campo eltrico responsvel pela vibrao do sensor .

Um dos sensores ficar localizado ao centro do diafragma (FC), enquanto que o outro ter a sua disposio fsica mais borda do diafragma (FR)

Por estarem localizadas em locais diferente, porm, no mesmo encapsulamento, um sofrer uma compresso e o outro sofrer uma trao conforme a aplicao de presso sentida pelo diafragma.

Desta maneira, os sensores possuiro uma diferena de freqncia entre si. Esta diferena pode ser sentida por um circuito eletrnico, tal diferena de freqncia ser proporcional ao P aplicado. Esquema de funcionamento20

Por silcio ressonanteSensor

Por silcio ressonanteVariao da freqncia com a presso

PiezoeltricoOs elementos piezoeltricos so cristais, como o quartzo , a turmalina e o titanato, que acumulam cargas eltricas em certas reas da estrutura cristalina, quando sofrem uma deformao fsica, por ao de uma presso. So pequenos e de construo robusta. Seu sinal de resposta linear com a variao de presso, so capazes de fornecer sinais de altssimas freqncias de milhes de ciclos por segundo.

O efeito piezoeltrico um fenmeno reversvel . Se for conectado a um potencial eltrico , resultar em uma correspondente alterao da forma cristalina . Este efeito altamente estvel e exato , por isso utilizado em relgios de preciso .

PiezoeltricoA carga devida alterao da forma gerada sem energia auxiliar , uma vez que o quartzo um elemento transmissor ativo . Esta carga conectada entrada de um amplificador, sendo indicada ou convertida em um sinal de sada , para tratamento posterior .

Piezo resistivos (strain gages)So fabricados usando materiais resultantes do desenvolvimento dos semicondutores.

Tem como princpio de medio a variao de resistncia, que o material semicondutor apresenta quando sofre deformaes. So construdos utilizando resistores em configurao tal que, aplicando-se presso, um conjunto de resistores apresenta queda de resistncia eltrica enquanto outro apresenta aumento de resistncia eltrica.

Piezo resistivos (strain gages)