3.2 - Medidores de Pressão3.2 - Medidores de Pressão

A medição da pressão ou vácuo é muito A medição da pressão ou vácuo é muito importante a bordo dos navios e na indústria importante a bordo dos navios e na indústria de um modo geral. Pois na maioria das de um modo geral. Pois na maioria das vezes o controle pela medição da pressão é vezes o controle pela medição da pressão é muito mais eficiente do que pela medição muito mais eficiente do que pela medição da temperatura. da temperatura.

Conceito sobre Pressão e Unidades:Conceito sobre Pressão e Unidades:

Ex.: Pressão é a força que atua por unidade Ex.: Pressão é a força que atua por unidade de área, podendo ser expressa em Kgf/cm2, de área, podendo ser expressa em Kgf/cm2, psi, N/m2 (Pa), lb/pol2 e também pode ser psi, N/m2 (Pa), lb/pol2 e também pode ser medida em altura de colunas líquidas, tais medida em altura de colunas líquidas, tais como: cmH2O; mmHg; inH2O; inHg e etc:como: cmH2O; mmHg; inH2O; inHg e etc:

P = F \ AP = F \ A

F – força em (N)F – força em (N)

A – área em (m2)A – área em (m2)

Classes de pressão:Classes de pressão:

Pressão absoluta – é aquela em que o valor Pressão absoluta – é aquela em que o valor do zero de referência é tomado em relação do zero de referência é tomado em relação ao zero absoluto.ao zero absoluto.

Ex.: Pressão no ponto “A” da Fig. 1.Ex.: Pressão no ponto “A” da Fig. 1.

Pabs = Patm + PmanPabs = Patm + Pman

Pressão Manométrica ou Relativa – é a Pressão Manométrica ou Relativa – é a diferença entre os valores das pressões diferença entre os valores das pressões absoluta e a pressão atmosférica local onde absoluta e a pressão atmosférica local onde se realiza a medição.se realiza a medição.

Ex.:Ex.:

Prel. = Pabs – Patm.Prel. = Pabs – Patm.

Pressão atmosférica = é a pressão exercida Pressão atmosférica = é a pressão exercida sobre todos os corpos da superfície da terra sobre todos os corpos da superfície da terra através de uma camada de ar com cerca de através de uma camada de ar com cerca de 80 Km de altura mais ou menos.80 Km de altura mais ou menos.

Ao nível do mar, a pressão é equivalente a Ao nível do mar, a pressão é equivalente a 760mmHg ou 29,9 “Hg ou ainda 14,7 psi 760mmHg ou 29,9 “Hg ou ainda 14,7 psi absolutos.absolutos.

Esta pressão é medida por um barômetro Esta pressão é medida por um barômetro de torricelli.de torricelli.

Em que se baseia a medição de Em que se baseia a medição de pressão?pressão?

1.1. na deformação elástica dos materiais; na deformação elástica dos materiais;

2.2. no equilíbrio de colunas líquidas no equilíbrio de colunas líquidas

3.3. na alteração de propriedades elétricas.na alteração de propriedades elétricas.

1 - Medição de pressão por 1 - Medição de pressão por deformação elástica.deformação elástica.

O instrumento que se baseia na medição O instrumento que se baseia na medição de pressão por deformação elástica é o de pressão por deformação elástica é o “Manômetro”. “Manômetro”.

Exemplo.:Exemplo.:

Os principais tipos desses Os principais tipos desses medidores são:medidores são:

1.1. Tubo de Bourdon;Tubo de Bourdon;

2.2. Diafragma de metálico e não metálico;Diafragma de metálico e não metálico;

3.3. Fole;Fole;

1 – Manômetro do tipo Tubo de 1 – Manômetro do tipo Tubo de Bourdon.Bourdon.

Formatos do Tubo de Bourdon.Formatos do Tubo de Bourdon.

1.1. Formato em “C”;Formato em “C”;

2.2. Formato em Espiral;Formato em Espiral;

3.3. Formato em Helicoidal;Formato em Helicoidal;

Exemplo dos formatos:Exemplo dos formatos:

Porque o Man. Tubo de Bourdon é o Porque o Man. Tubo de Bourdon é o mais utilizados nas indústrias?mais utilizados nas indústrias?

Devido a sua inerente robustez; Devido a sua inerente robustez; simplicidade e custo relativamente baixosimplicidade e custo relativamente baixo

Como é constituído o tubo de Como é constituído o tubo de bourdon ?bourdon ?

É constituído de um tubo metálico com É constituído de um tubo metálico com seção paraelítica, encurvando em forma de seção paraelítica, encurvando em forma de “C”, tendo uma das suas extremidades “C”, tendo uma das suas extremidades fechadas e livre e a outra fixa a um suporte fechadas e livre e a outra fixa a um suporte (soquete) que serve de conexão ao ponto (soquete) que serve de conexão ao ponto de medida.de medida.

Exemplo do Tubo de Bourdon:Exemplo do Tubo de Bourdon:

Qual é a função do tubo de Qual é a função do tubo de bourdon?bourdon?

É o elemento sensível do instrumento que É o elemento sensível do instrumento que entra em contato direto com o fluído,na entra em contato direto com o fluído,na qual se deseja medir a pressão. qual se deseja medir a pressão.

Como é constituído a sua máquina?Como é constituído a sua máquina?

Pinhão, eixo, setor dentado, barra de Pinhão, eixo, setor dentado, barra de aclopamento e molas espirais.aclopamento e molas espirais.

Como é o seu princípio de Como é o seu princípio de funcionamento?funcionamento?

A pressão aplicada no interior do tubo, A pressão aplicada no interior do tubo, provoca um deslocamento ou expansão que provoca um deslocamento ou expansão que é proporcional a aplicação da força é proporcional a aplicação da força resultante exercida.resultante exercida.

Lei de Hooke: P = FLei de Hooke: P = F

F = K (^S)F = K (^S)

^S = Variação do deslocamento;^S = Variação do deslocamento;

K = constante de elasticidade da mola;K = constante de elasticidade da mola;

Qual a faixa aconselhável para Qual a faixa aconselhável para medição da sua escala?medição da sua escala?

Entre 1\3 à 2\3 da escala do instrumento.Entre 1\3 à 2\3 da escala do instrumento.

Faixa de Funcionamento.

Pode ser utilizado para medir pressões até 2000Kgf/cm2.

Proteção dos Manômetros:Proteção dos Manômetros:

A – Proteção Contra Fluídos Corrosivos:A – Proteção Contra Fluídos Corrosivos:

Utiliza-se uma cápsula de selagem para Utiliza-se uma cápsula de selagem para protegê-lo, ou seja, o manômetro não entra protegê-lo, ou seja, o manômetro não entra em contato direto com o fluído.em contato direto com o fluído.

Ex.:Ex.:

B – proteção contra temperatura elevada:B – proteção contra temperatura elevada:Utiliza-se um tubo de sifão.Utiliza-se um tubo de sifão.

Ex.:Ex.:

2 - Medidor do Tipo Diafragma.2 - Medidor do Tipo Diafragma.

O funcionamento desse dispositivo baseia-O funcionamento desse dispositivo baseia-se na deformação elástica de membranas se na deformação elástica de membranas pela ação da diferença de pressão entre pela ação da diferença de pressão entre dois pontos quaisquer ou entre a pressão a dois pontos quaisquer ou entre a pressão a ser medida e a pressão atmosférica local.ser medida e a pressão atmosférica local.

Ex.: Ver o diferencial no slide seguinte.Ex.: Ver o diferencial no slide seguinte.

Manômetro de diafragma simples. – Manômetro de diafragma duplo.

Medidor Tipo Foles.Medidor Tipo Foles.

O fole é um elemento elástico, geralmente O fole é um elemento elástico, geralmente formado a partir de um tubo de paredes formado a partir de um tubo de paredes finas, sem costura e com corrugações na finas, sem costura e com corrugações na parede exterior.parede exterior.

3 – Medidor de pressão do tipo 3 – Medidor de pressão do tipo equilíbrio de coluna Líquida.equilíbrio de coluna Líquida.

Princípio de funcionamento dos Princípio de funcionamento dos Medidores de Coluna Líquida:Medidores de Coluna Líquida:

O funcionamento destes instrumentos se O funcionamento destes instrumentos se baseia no princípio dos vasos comunican_ baseia no princípio dos vasos comunican_ tes, onde os níveis serão os mesmos senão tes, onde os níveis serão os mesmos senão houver fluxo de líquido entre eles.houver fluxo de líquido entre eles.

Ex.: próximo slide.Ex.: próximo slide.

A – Manômetro do tipo coluna em “U”.A – Manômetro do tipo coluna em “U”.

B – Manômetro do tipo coluna “Reta”.B – Manômetro do tipo coluna “Reta”.

C – Manômetro do tipo coluna “Inclinada”. C – Manômetro do tipo coluna “Inclinada”.

A – Manômetro do tipo coluna em A – Manômetro do tipo coluna em “U”.“U”.

Ex.:Ex.:

Fig. 3.7 – Manômetro de tubo em “ U “ – para medição de pressão absoluta.

Fig. 3.8 – Manômetro de tubo em “ U “ – para medição de pressão diferencial.

Manômetro do tipo Coluna Reta:Manômetro do tipo Coluna Reta:

C – Manômetro do tipo coluna C – Manômetro do tipo coluna “Inclinada”. “Inclinada”.

Ex.:Ex.:

3 – Medição de pressão por 3 – Medição de pressão por alterações elétricas. alterações elétricas.

A – Sensores de Pressão Piezelétrico.A – Sensores de Pressão Piezelétrico.

B – Sensores de Pressão Piezoresistivo.B – Sensores de Pressão Piezoresistivo.

A – Sensor Piezelétrico.A – Sensor Piezelétrico.

Princípio de funcionamento = Constata-se o Princípio de funcionamento = Constata-se o surgimento de um potêncial, quando um surgimento de um potêncial, quando um cristal de quartzo é submetido a uma força cristal de quartzo é submetido a uma força mecânica.mecânica.

Isso acontece devido ao desalinhamento Isso acontece devido ao desalinhamento da sua estrutura atômica.da sua estrutura atômica.

Exemplo da estrutura antes e depois Exemplo da estrutura antes e depois da aplicação de uma pressão.da aplicação de uma pressão.

Atualmente o cristais estão sendo Atualmente o cristais estão sendo substituído pelo Titanato Zirconio de substituído pelo Titanato Zirconio de Chumbo.Chumbo.

Cite as principais vantagens deste Cite as principais vantagens deste medidor?medidor?

Não necessitam de uma fonte externa para Não necessitam de uma fonte externa para excitá-lo.excitá-lo.

São utilizados para medir pressões São utilizados para medir pressões dinâmicas.dinâmicas.

Ex.: explosões ocorridas dentro de um cilindro Ex.: explosões ocorridas dentro de um cilindro de um Motor de Combustão Principal ou em de um Motor de Combustão Principal ou em veículos normais. veículos normais.

Sensores de Pressão Piezoresistivo.Sensores de Pressão Piezoresistivo.

Principio de Funcionamento: O material Principio de Funcionamento: O material varia a sua resistência quando são varia a sua resistência quando são submetidos a uma pressão que deseja-se submetidos a uma pressão que deseja-se ser medida. ser medida.

Circuito em ponte de um sensor de Circuito em ponte de um sensor de pressão de Síliciopressão de Sílicio

Cite as principais vantagens deste Cite as principais vantagens deste medidor?medidor?

Apresenta uma boa sensibilidade;Apresenta uma boa sensibilidade; Boa linearidade sob temperatura constante;Boa linearidade sob temperatura constante;