manometro petrobras medição de pressão

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MediMediçção de Pressãoão de Pressão

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Instrumentação Industrial - Medição de Pressão 13 de outubro de 2008

Universidade Petrobras - Escola de Ciências e Tecnologias de Abastecimento 2

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Pressão - Referências

Pressão Atmosférica de Referência

Zero Absoluto

Pressão Diferencial

Pressão Absoluta

Pressão manométrica

Positiva

B

A C

D

Pressão atmosférica

Pressão manométrica Negativa ou

Vácuo

ASME/ANSI PTC 19.2-l 987

Pressão - ReferênciasDe acordo com a referência da medição, a pressão medida pode ser absoluta, manométrica ou diferencial.

Pressão absoluta : É a pressão a partir do vácuo perfeito ou zero absoluto. A pressão absoluta é sempre positiva. Para representá-la, geralmente coloca-se a letra “a” após a unidade.

Pressão manométrica : É a pressão medida em relação à pressão atmosférica existente no local, podendo ser positiva ou negativa. Geralmente se coloca a letra “g” após a unidade para representá-la. Uma pressão negativa em relação àpressão atmosférica de referência é também denominada de pressão de vácuo.

Pressão diferencial : É o resultado da diferença entre duas pressões medidas.

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Pressão - Unidades

Tabela de Conversão de Unidades

Atmosfera Pascal Bar milibar mm Hg m H2O kgf/cm2

Atmosfera 1 1,01325×105 1,01325 1013,25 760 10,33 1,033

Pascal 9,869×10-6 1 10-5 0,01 7,501×10-3 1,020×10-4 1,019×10-5

Bar 0,9869 100000 1 1000 750,1 10,2 1,02

milibar 9,869×10-4 100 0,001 1 0,7501 1,020×10-2 10,2

mm Hg 1,316×10-3 133,3 1,333×10-3 1,333 1 1,360×10-2 13,6

m H2O 9,678×10-2 9807 9,807×10-2 98,06 73,56 1 0,1

kgf/cm2 0,968 9,810×104 0,981 981 735,8 10 1

1 Bar = 14,5 Psi

1 atm = 14,7 Psi

Pressão – UnidadesExprime-se pressão em termos das unidades de força e área ou altura de uma coluna de líquido. No Sistema Internacional (SI), pressão é expressa em Pascal (1 Pa = 1 N/m2).

O pascal é uma unidade muito pequena. Um pascal equivale à pressão exercida por uma coluna d'água de altura de 0,1 mm. Ela equivale a pressão de uma cédula de dinheiro sobre uma superfície plana. Na prática, usa-se o kilopascal(kPa) e o megapascal (MPa).

Geralmente são aplicadas diferentes unidades de pressão para que os valores desta grandeza oscilem entre 0,1 e 1000. Por este motivo estas

Diversas unidades são encontradas na prática.

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Medição de Pressão

• Manômetros Líquidos: – Tubo em “U”– Tubo Reto– Tubo Inclinado

• Manômetros Elásticos:– Bourdon– Diafragma– Fole– Cápsula

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Manômetros Líquidos

Características:• Baseiam-se na equação

manométrica;• Sua construção é simples e de

baixo custo;• Feitos com tubos de vidro ou

plástico transparente, escala graduada e líquido de enchimento.

Hoje encontrados em laboratórios de calibração, poi s podem ser tratados como padrões.

Manômetros LíquidosOs Manômetro tipo tubo em “U”, tipo coluna e tipo coluna inclinada são instrumentos que se utilizam de um líquido como meio para se medir a pressão. Portanto, são classificados como manômetros líquidos .

Os manômetros líquidos possuem as seguintes características comuns:

• Baseiam-se na equação manométrica;

• São Frágeis;

• Sua construção é simples e de baixo custo;

• São feitos com tubos de vidro ou plástico transparente, escala graduada e líquido de enchimento.

Nos primórdios da instrumentação, os manômetros de líquido foram largamente utilizados na medição de pressão, nível e vazão. Hoje, com o advento de outras tecnologias que permitem leituras remotas, a aplicação destes instrumentos na área industrial se limite a oficinas e laboratórios de calibração, pois podem ser tratados como padrões.

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Manômetros tipo tubo em “U”

• A pressão que se quer medir éequilibrada por uma coluna líquida de densidade conhecida

hhgP ∆=∆=∆ γρ

altura

específico peso

gravidade da aceleração

específica massa

pressão

=====

h

g

P

γ

ρ

∆h

Pa Pb

• Os fluidos manométricos mais utilizados são a água e o mercúrio.

h1

h2

0

Manômetros tipo tubo em “U”Métodos para a medição de pressão são conhecidos há séculos. Dentre eles, o tubo em “U” foi o primeiro indicador de pressão conhecido.

Neste medidor, a pressão que se quer medir é equilibrada por uma coluna líquida de densidade conhecida. A medida de pressão é dada pela diferença de nível entre as superfícies do fluido manométrico. Os fluidos manométricos mais utilizados são a água e o mercúrio.

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h1

h2

Pa

Pb

d1 d2

Manômetro tipo coluna

• A leitura é realizada observando-se somente a coluna• A escala é compensada

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21 10

hhh

dd

+=∆>

d

1 γ∆L∆P2

1

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+=

d

Manômetro tipo colunaO manômetro tipo coluna baseia-se no mesmo princípio que o manômetro tipo tubo em “U”, porém temos em um dos braços uma coluna capilar cujo diâmetro é, no mínimo, 10 vezes menor do que o da cuba. Dessa maneira, o volume de líquido deslocado causará uma variação h2 no capilar muito maior do que h1 na cuba. Entretanto, a diferença que nos interessa é a diferença entre os níveis do capilar e da cuba, ou seja, ∆h = h1+h2.

A leitura é realizada observando-se somente a coluna, ao invés dos dois ramos do tubo em “U”. Entretanto, para que se possa realizar a leitura direta da pressão desejada, a escala é compensada, trabalhando-se no espaçamento de suas graduações, onde são considerados os pequenos abaixamentos da cuba (h1).

- Como fazemos apenas uma leitura, o erro na medição é menor do que no caso do manômetro tubo em “U”.

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Manômetro tipo coluna inclinada

• Aprimoramento do manômetro tipo coluna vertical. • Melhorar a resolução através da inclinação da coluna.

senα D

d1 γ∆L∆P

2

2

+=

Mede pressões da ordem de 0,02 mmH20

Manômetro tipo coluna inclinadaO manômetro tipo coluna inclinada é um aprimoramento do manômetro tipo coluna vertical. A sua vantagem é, para baixas pressões, melhorar a resolução através da inclinação da coluna.

- O diâmetro interno do tubo reto é de 2-3 mm.

- Aplicação: Medição de Pressões da ordem de 50 mmH2O.

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Manômetros Elásticos

• Baseiam-se na Lei de Hooke (Elasticidade dos Materiais);• O elemento de recepção de pressão tipo elástico sofre deformação tanto maior quanto maior for a pressão aplicada;

1. Tipo tubo de Bourdon (Tipo C, espiral e hélice);2. Tipo Diafragma ou Cápsula;3. Tipo Fole.

Manômetros ElásticosOs manômetros elásticos baseiam-se na lei de Hooke sobre elasticidade dos materiais: “o módulo da força aplicada em um corpo é proporcional à deformação provocada”. Sendo assim, o elemento de recepção de pressão tipo elástico sofre deformação tanto maior quanto maior for a pressão aplicada.

Os principais manômetros elásticos são:

- Tipo tubo de Bourdon (Tipo C, espiral e hélice)

- Tipo Diafragma / Tipo Cápsula

- Tipo Fole

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Manômetro Bourdon Tipo “C”

Vistas Frontal e Traseira

Instrumentos Medidores e Indicadores de Pressão

Manômetro BourdonO mais conhecido manômetro elástico é o Manômetro tipo “Bourdon”. Este dispositivo foi desenvolvido por Eugene Bourdon, inventor francês, em 1849. Por ser simples, resistente e de custo relativamente baixo o manômetro tipo “Bourdon” foi amplamente utilizado na indústria para medição local de pressão.

Manômetro Bourdon tipo C : Ele consiste basicamente de um tubo metálico em forma de “C”, de seção aproximadamente elíptica, com uma das extremidades fechada e outra em contato com o fluido na pressão em que se deseja medir. A ação da pressão tende a abrir a seção do tubo provocando um pequeno deslocamento da extremidade livre. Este movimento é normalmente amplificado (pode ser por um sistema alavanca-engrenagens) girando um ponteiro que indica sobre uma escala o valor desejado.

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Instrumentos Medidores e Indicadores de Pressão

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Manômetro Bourdon tipo espiral ou hélice

Bourdon tipo espiral Bourdon tipo hélice

Manômetro Bourdon tipo espiral ou hélice Manômetro Bourdon tipo hélice ou espiral : São tubos Bourdon enrolados como hélices ou espirais. Nestes casos, o deslocamento do ponto livre é mais acentuado, não necessitando de amplificação mecânica de movimento para a indicação da pressão, o que aumenta a sensibilidade e exatidão do instrumento, pois deixam de existir as perdas introduzidas provocadas pelo conjunto de amplificação mecânica.

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Características dos fluidos - Selagem

Fluidos corrosivos, viscosos, tóxicos, sujeitos à alta temperatura e/ou radioativos

1. Selagem líquida, utilizando um fluido líquido inerte (pote de selagem).

2. Selagem líquida porém utilizando um diafragmacomo selo.

Selagem(glicerina ou silicone)

SelagemCaracterísticas do fluido como corrosividade, viscosidade, teor de sólidos em

suspensão, toxidade, radioatividade, etc devem ser corretamente levadas em consideração, a fim de se preservar o instrumento. Assim, pode-se recorrer àutilização de algum tipo de isolação para impedir o contato direto do fluido do processo com o medidor.

Existem basicamente dois tipos de isolação ou selagem:

Selagem líquida, utilizando um fluido líquido inerte em contato com o medidor e que não se mistura com o fluido do processo. Nesse caso éusado um pote de selagem.

Selagem líquida porém utilizando um diafragma como selo.

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Selagem – Principais características

Evitar:

• Ataques corrosivos

• Que líquidos viscosos que se solidifiquem dentro do instrumento não aquecido termicamente

• Partículas sólidas em suspensão que causem entupimento

• Efeitos de líquidos em alta ou baixa temperatura sobre o elemento elástico de medição (no máximo igual a 65,5º C e no mínimo 4,4º C ).

Selagem – Principais características A selagem, ou seja, o uso de um líquido que se interpõe entre o fluído de processo e o instrumento, objetiva, principalmente, evitar:

• Ataques corrosivos

• Que líquidos viscosos que se solidifiquem dentro do instrumento não aquecido termicamente

• Partículas sólidas em suspensão que causem entupimento

• Efeitos de líquidos em alta ou baixa temperatura sobre o elemento elástico de medição (no máximo igual a 65,5º C e no mínimo 4,4º C).

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Líquidos de Selagem - propriedades

A selagem ideal deve apresentar como propriedades:

• Possuir densidade diferente da do fluído de processo• Possuir maior ponto de ebulição e menor ponto de

congelamento que o fluído de processo• Possuir baixa viscosidade, sendo a mesma praticamente

constante• Não ser tóxica, perigosa para a saúde e ser inodora• Não se misturar, sofrer ataques ou funcionar como

solvente para o fluido de processo

Os líquidos de selagem mais comuns são a Glicerina e o Silicone

Líquidos de Selagem - propriedadesOs líquidos de selagem mais comuns são a glicerina (-8º C a 149º C) e o silicone (-40º C a 315,5º C).

A selagem ideal deve apresentar como propriedades:

• Possuir densidade diferente da do fluido de processo;

• Possuir maior ponto de ebulição e menor ponto de congelamento que o fluído de processo;

• Possuir baixa viscosidade, sendo a mesma praticamente constante;

• Não ser tóxica, perigosa para a saúde e ser inodora;

• Não se misturar, sofrer ataques ou funcionar como solvente para o fluído de processo.

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Sifão

• Utilizado, além de selo, para “isolar” o calor das linhas de vapor d’água ou líquidos cuja temperatura supera o limite previsto para o instrumento de pressão

Cachimbo Rabo de Porco Bobina Alta Pressão

SifãoO emprego do sifão objetiva a retenção, junto ao instrumento, de uma selagem que se forma naturalmente, do próprio fluído de processo, que em instalações na vertical, retornaria ao vaso ou a tubulação. Seu uso é recomendado para vapores condensáveis em alta temperatura, tipicamente vapor d’água superaquecido. Os sifões são metálicos, feitos em geral de aço, tendo diâmetros que variam entre 1/4 in e 1/2 in.

O seu uso, então, procura evitar alterações na elasticidade do elemento sensor, devido às altas temperaturas, que não devem exceder, em geral, 65,5º C.

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Amortecedores de Pulsação

• Têm o objetivo de estabilizar ou diminuir as oscilações do ponteiro em função de sinal pulsante

• A pulsação diminui a vida útil dos equipamentos devido ao “desgaste” do elemento sensor

A B C D

Tempo de resposta de 2 a 3 segundos

Amortecedores de PulsaçãoAinda sobre as pressões que chegam a um manômetro, convém ressaltar a presença dos surtos de pressão e as pulsações que danificam os instrumentos. As pulsações aparecem na sucção e descarga de máquinas alternativas, onde se deseja realizar a medição, introduzindo dificuldades para a leitura e desgaste prematuro dos instrumentos.

Os amortecedores de pulsação tem por finalidade restringir a passagem do fluido do processo até um ponto ideal em que a freqüência de pulsação se torne nula ou quase nula. Esse acessório é instalado em conjunto com o manômetro com objetivo de estabilizar ou diminuir as oscilações do ponteiro em função do sinal pulsante. Esta estabilização do ponteiro possibilita a leitura da pressão e também aumenta a vida útil do instrumento.

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Manômetros elásticos Diafragma

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Manômetro Diafragma ou Cápsula

Diafragma de superfície Plana

Cápsula diafragma corrugada

Cápsula de múltiplos elementos

Diafragma de superfície corrugada

Os Diafragmas são discos circulares

finos (membranas) de material elástico,

normalmente metálicos.

Manômetro Diafragma ou CápsulaAlguns instrumentos utilizam diafragmas como sensores de pressão. Os Diafragmas são discos circulares finos (membranas) de material elástico, normalmente metálicos.

Quando uma pressão é aplicada sobre a superfície do diafragma, a membrana se desloca. Esse deslocamento é proporcional à pressão aplicada.

Existem diafragmas simples com superfície plana ou corrugada. De maneira geral, os diafragmas são ondulados ou corrugados, a fim de aumentar sua área efetiva.

As cápsulas são constituídas por dois diafragmas soldados. Pode-se criar cápsulas com múltiplos elementos com o objetivo de se aumentar a amplitude do movimento.

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Elemento tipo fole

• Dispositivo em desuso• Utilizado para baixas pressões

Elemento tipo fole Fole é um dispositivo que possui ruga no círculo exterior, tendo a possibilidade de expandir-se e contrair-se em função de pressões aplicadas no sentido do eixo.

Como a resistência à pressão é limitada, este tipo de instrumento somente éutilizado para a medição de baixas pressões (até 3.000 kPa).

Atualmente, é um dispositivo em desuso.

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Recomendações – Durabilidade (Elásticos)

• Para garantir a vida útil do instrumento:

to_instrumen_operação P, P maxmax 750=

oinstrumentrangeoperaçãonormal P, P _max__ 500≈

Recomendações – Durabilidade (Elásticos)A escolha do range do instrumento de pressão a ser utilizado depende fortemente das condições de operação a que este estará submetido. Um range muito baixo pode causar fadiga do material, devido às altas tensões desenvolvidas durante uma condição anormal de sobrepressão. Já ranges muito elevados levam a baixas resoluções (as leituras tornam-se imprecisas principalmente quando houver vibrações no sistema).

Para garantir uma boa durabilidade:

•A pressão máxima na qual o medidor será continuamente operado não deveráexceder a 75% do valor máximo que o instrumento está especificado para suportar.

(Pmax_operacional = 0,75 Pmax_instrumento)

•O valor final da escala (limite superior do range) deverá ser, aproximadamente, o dobro da pressão normal de operação.

(Pnormal-operacional ≈ 0,50 Pmax-instrumento).

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Instalação

• Instalar o instrumento sempre com uma válvula de bloqueio e outra de dreno, para permitir a retirada do mesmo em operação.

Sifão

Válvula de Dreno

Válvula de Bloqueio

Sifão para Vapores

Condensantes


Válvula de Dreno

Amortecedor de Pulsação

Amortecedor de Pulsação

Válvula de Dreno


Diafragma de Selagem

Diafragma de Selagem

InstalaçãoRecomendações para uso

a) Quando escolher o local de instalação é conveniente determinar um lugar com pouca variação de temperatura, perto da origem de medição de pressão e de pouca pulsação e vibração. Observar o compromisso entre tais condições.

b) Construir a tubulação mais curta possível evitando locais onde existe umidade e gases corrosivos. Deve-se escolher materiais não corrosivos e não oxidantes e deve-se considerar a durabilidade da tubulação.

c) Deve-se colocar válvulas de bloqueio na tomada de impulso de pressão para se fazer com facilidade a manutenção.

d) Na medição de gases que condensam com facilidade tais como vapor e gás úmido é preciso tomar cuidado na colocação de pote de condensação com dreno para evitar acúmulo de água na parte molhada do medidor.

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Manifold

• Tudo que interliga um instrumento ao processo

Uma boa instalação é necessária para garantir:• Boa qualidade para a medição;• Facilidade de manutenção;• Segurança operacional;

ManifoldManifold é o nome dado a tudo que interliga um instrumento ao processo, dele fazendo parte válvulas e acessórios de tubulação. A qualidade de uma medição, as facilidades de manutenção e a segurança operacional dependem muito de uma boa instalação do instrumento. Seu comprimento recomendado é o menor possível e no caso de tomadas de pressão deve-se manter uma inclinação mínima, a fim de assegurar o retorno de bolhas de ar ou de gás à tubulação ou vaso. Essa mesma inclinação deve ser obedecida para gases permitindo o retorno ao vaso ou linha ou para potes de drenagem evitando acúmulo líquido no medidor.

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Transmissão de Sinal

Range

0 a 100% • 4 a 20 mA (sinal elétrico analógico)

• 3 a 15 psi (sinal pneumático)

Transforma as variações de pressão detectadas pelos

elementos sensores em sinais padrões de transmissão.

Leitura Transmissão do sinal

Transmissão de SinalOs instrumentos de transmissão de sinal de pressão tem a função de enviar informações à distância das condições atuais de processo dessa variável. Essas informações são enviadas, de forma padronizada, através de diversos tipos de sinais e utilizando sempre um dos elementos sensores já estudado anteriormente (fole, diafragma, cápsula, etc...) associados a conversores cuja finalidade principal é transformar as variações de pressão detectadas pelos elementos sensores em sinais padrões de transmissão.

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Transmissores Pneumáticos

Padrão de Transmissão: 3 a 15 psi

Sistema bico-palheta

A alimentação do instrumento, denominada de suprimento de ar, énormalmente de 1,4 kgf/cm2

Transmissores pneumáticosOs transmissores pneumáticos foram os pioneiros na instrumentação. O transmissor pneumático possui um elemento de transferência que converte o sinal detectado pelo elemento receptor de pressão em um sinal de transmissão pneumático. Na prática, o padrão de transmissão mais adotado é o de 3 a 15 psi.

A alimentação do instrumento denominada de suprimento de ar, é normalmente de 1,4 kgf/cm2 . Em instrumentos industriais o ar de suprimento vindo da fonte (compressor) deve ser limpo e constante, contribuindo com isto para aumentar a vida do instrumento bem como proporcionar o seu bom funcionamento.

O sistema denominado bico-palheta, constituído por uma lâmina metálica (palheta) e por um orifício específico de exaustão (bico) é comumente utilizado como elemento de conversão. No método de equilíbrio de força, o bico se mantém fixo e somente a palheta se afasta ou se aproxima do mesmo para ganhar uma contrapressão proporcional à detectada. Esta contrapressão seráamplificada pelo relé piloto.

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Sistema Bico-Palheta – Transmissor Pneumático de Pressão

Método Equilíbrio de Movimentos Método Equilíbrio de Forças

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Transmissores eletrônicos analógicos

• Fita Extensiométrica (Strain Gage)• Sensor Piezoelétrico• Sensor Capacitivo (Célula Capacitiva)

Convertem o sinal de pressão detectado em sinal elétrico padronizado de 4 a 20 mA

Transmissores eletrônicos analógicosEsses transmissores, sucessores dos pneumáticos, possuem elementos de detecção similares ao transmissor pneumático, porém utilizam elementos de transferência que convertem o sinal de pressão detectado em sinal elétrico padronizado de 4 a 20 mA. Existem vários princípios físicos relacionados com a variações de pressão que podem ser utilizados como elemento de transferência. Os transdutores mais utilizados nos transmissores atuais são:

•Fita Extensiométrica (Strain Gage)

•Sensor Piezoelétrico

•Sensor Capacitivo (Célula Capacitiva)

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Fita Extensiométrica (Strain Gage)

• Dispositivo cuja resistência elétrica varia quando submetida a uma dada pressão

S

LR ρ=

• Quanto maior o comprimento do fio , maior será a variação da resistência obtida e maior a sensibilidade do sensor

Fita Extensiométrica (Strain Gage)Strain significa em português esforço, tensão. Deformação ou mudança na forma de um material quando submetido a forças. Um strain gage é um dispositivo cuja resistência elétrica varia quando submetida a uma dada pressão. Um determinado fio tem seu diâmetro e comprimento alterados quando submetido a uma tensão ou compressão. Como R = ρ L/S, variando o comprimento L e a área S, variamos a resistência do fio. A variação da resistência é a medida da pressão que originou a distorção mecânica.

Seguindo esta linha de raciocínio , concluímos que se para um comprimento L obtivemos ∆L , então para um comprimento 10 x L teríamos 10 x ∆L , ou seja , quanto maior o comprimento do fio , maior será a variação da resistência obtida e maior a sensibilidade do sensor para uma mesma pressão (força) aplicada.

O sensor consiste de um fio firmemente colado sobre uma lâmina de base, dobrando-se tão compacto quanto possível. Esta montagem denomina-se fita extensiométrica .

O sistema completo de medição utilizando o strain gage é composto por um elemento sensor de pressão (bourdon, fole ou diafragma), um strain gauge conectado a esse elemento, uma fonte de alimentação estável e um dispositivo de leitura da resistência do strain gage através da corrente ou tensão.

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Ponte de Wheatstone

3 4

3 2 4 1out in

R RV V

R R R R

= − + +

04231 =→= IRRRR

Ponte de WheatstoneO sistema de detecção por ponte de Wheatstone é o mais empregado para medição da variação de resistência.

Quando a pressão é aplicada ao elemento sensor, a resistência do strain gagevaria com a deformação do sensor e a tensão de saída da ponte muda. Essa tensão é levada a um amplificador de modo a poder ser medida facilmente por instrumentos comerciais.

É comum a necessidade de se compensar variações de temperatura ocorridas no ambiente. Essas variações de temperatura influenciam na indicação do straingage devido a dilatações térmicas. Para corrigir isso, utilizamos um resistor (termistor) na ponte de Wheatstone com as mesmas características térmicas do strain gage.

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Sensor Piezoelétrico

• Cristais assimétricos ao sofrerem uma deformação elástica ao longo do seu eixo axial, produzem um potencial elétrico

Exemplo: Quartzo

Sensor PiezoelétricoA medição de pressão utilizando este tipo de sensor se baseia no fato dos cristais assimétricos ao sofrerem uma deformação elástica ao longo do seu eixo axial, produzirem internamente um potencial elétrico causando um fluxo de carga elétrica em um circuito externo.

A quantidade elétrica produzida é proporcional a pressão aplicada, sendo então essa relação linear, o que facilita sua utilização. Outro fator importante para sua utilização está no fato de se utilizar o efeito piezoelétrico de semi-condutores, reduzindo assim o tamanho e peso do transmissor, sem perda de precisão.

Cristais de turmalina, cerâmica Policristalina Sintética, quartzo e quartzo cultivado podem ser utilizados na sua fabricação, porém o quartzo cultivado é o mais empregado por apresentar características ideais de elasticidade e linearidade.

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Capacitância - Definição

• O sensor Capacitivo é o mais utilizado em transmissores de pressão.

• O Capacitor consiste de dois condutores, denominados placas, separados por um material dielétrico.

d

S εC=

placas as entre Distância

Área

dielétrica Constante

===

d

S

ε

C

Capacitância - DefiniçãoUm capacitor consiste de dois condutores, denominados placas, separados por um material dielétrico. Este componente, muito utilizado em circuitos elétricos, tem como principal característica a propriedade de armazenar cargas elétricas. A grandeza que caracteriza um capacitor é a capacitância, expressa em Faraday. Um capacitor de 1 Faraday armazena 1 Coulomb de carga ao ser submetido a uma diferença de potencial de 1 Volt. Quando submetido a uma tensão alternada, o capacitor é “percorrido” por uma corrente diretamente proporcional a sua capacitância.

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Sensor Capacitivo

xd

SCA +

=0

εxd

SCB −

=0

ε

Sensor CapacitivoO sensor Capacitivo é o mais utilizado em transmissores de pressão. Nele, um diafragma de medição se move entre dois diafragmas fixos. Entre os diafragmas fixos e o móvel, existe um líquido de enchimento que funciona como um dielétrico. Como um capacitor de placas paralelas é constituídos por duas placas paralelas separadas por um meio dielétrico, ao sofrer o esforço de pressão, o diafragma móvel (que vem a ser uma das placas do capacitor) tem sua distância em relação ao diafragma modificada. Isso provoca modificação na capacitância de um circuito de medição, e então tem-se a medição de pressão.

Funcionamento:

No centro da célula está o diafragma sensor (1). Este diafragma flexiona-se em função da diferença de pressões aplicadas ao lado direito e esquerdo da célula. Essas pressões são aplicadas diretamente aos diafragmas isoladores (2), os quais têm resistência contra corrosão provocada por fluidos de processos. A pressão é diretamente transmitida ao diafragma sensor através do fluido de enchimento (3), provocando a sua deflexão. O diafragma sensor é um eletrodo móvel. As duas superfícies metalizadas (4) são eletrodos fixos. A deflexão do diafragma sensor é percebida através da variação da capacitância entre os dois eletrodos fixos e o móvel.

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EElementolemento SecundSecundááriorio TipoTipo DP CELLDP CELL

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Transmissor DP Cell Eletrônico tipo Capacitivo

Os instrumentos de pressão diferencial são destacados por causa das medidas inferenciais que podem realizar medições, tais como, medições de nível, vazão, viscosidade, densidade, etc.

Transmissor DP Cell Eletrônico tipo CapacitivoA importância de se chamar atenção para esta classe especial de instrumentos, não reside somente no fato de se poder utilizar valores diferentes para referência de medição. Os instrumentos de pressão diferencial são destacados por causa das medidas inferenciais que podem realizar medições, tais como, medições de nível, vazão, viscosidade, densidade, etc que serão abordadas posteriormente.

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Transmissores de pressão diferencial do tipo diafragma

Transmissores de pressão diferencial do tipo diafra gmaAs pressões que definem um dado diferencial são aplicadas através das conexões de entrada do instrumento a duas câmaras situadas em lados opostos, estanques entre si e separadas por um elemento sensível (diafragma). Estas pressões, atuando sobre o elemento com uma superfície determinada, produzem forças de mesma direção e sentidos opostos, fazendo originar uma força resultante. Esta força resultante, no caso de transmissor tipo célula capacitiva, provoca uma variação na relação das capacitâncias CA e CB. Esta variação, proporcional à pressão diferencial é convertida, amplificada proporcionando um sinal de saída em corrente na saída do transmissor (normalmente de 4 - 20 mA).

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Aplicações de transmissores diferenciais de pressão

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• Pressão Manométrica• Pressão Negativa ou Vácuo• Pressão Absoluta• Nível• Vazão

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Aplicações de transmissores de pressão

Pressão Manométrica

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Pressão Negativa ou Vácuo


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Medição de Nível


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Procedimento de Calibração de Instrumentos de medição de Pressão

• Escolher um padrão para comparação

• Comparar com o padrão– Aplica-se a mesma pressão no medidor padrão

escolhido e no medidor a ser calibrado, em diferentes pontos da escala (0, 25, 50, 75, 100%)

• Fazer os ajustes necessários no instrumento a ser calibrado

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• Calibração Utilizando Manômetro Tubo em “U”padrão (elemento mecânico de medição direta de pressão)

Comparar medições em:0%, 25%, 50, 75%, 100% da Escala do medidor padrão

Padrão Em calibração

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• Calibração Utilizando Manômetro Bourdon padrão

Padrão Em calibração


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• Calibração Utilizando a “Máquina de Peso Morto”


manometro petrobras medição de pressão

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