02_01 Mecanismos de Medição de Pressão

8/3/2019 02_01 Mecanismos de Medio de Presso

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Elementos primrios demedio

Robson da Silva MagalhesAgosto 2011


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Sumrio

2. Tipos e especificao de medidores depresso.

Elementos primrios de medio:


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Medio de Presso

Pabs = Prel + Patm

2.1. Medio de Presso


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Pabs = Prel + Patm

Medio de Presso



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Pabs = Prel + Patm

Medio de Presso



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Pabs = Prel + Patm

Medio de Presso



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Medio de Presso



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Tabela de Converso - Unidades de Presso:

Exemplo 1 mmHg = 0,5362 pol, H2

O = 1,3332 m Bar .

Medio de Presso



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Exerccios converso de unidades de presso:

Medio de Presso



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Presso Diferencial:

a diferena entre duas presses, sendorepresentada pelo simbologia P (delta P).Essa diferena de presso normalmente utilizada para medio indireta de vazo,

nvel, presso, etc.

Medio de Presso



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Presso Esttica:

o peso (fora) exercido por um lquido em

repouso ou que esteja fluindoperpendicularmente a tomada de impulso, porunidade de rea.

Medio de Presso



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Presso Dinmica ou Cintica:

a presso exercida por um fludo em

movimento. medida fazendo a tomada deimpulso de tal forma que se mede o impactodo fluxo.

Medio de Presso



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Presso Total:

a presso resultante do somatrio daspresses estticas e dinmicas exercidas porum fluido que se encontra em movimento.

Medio de Presso



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Classificao dos Sensores de Presso:

Sensores com coluna lquida.

Sensores que medem por deformaoelstica.

Sistemas que relacionam grandezaseltricas com a presso.

Medio de Presso



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Sensores com Coluna Lquida:

Reta Vertical

Reta Inclinada

Tubo em U



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Consiste, basicamente, num tubo devidro, contendo certa quantidade delquido, fixado a uma base com umaescala graduada.

As colunas podem ser basicamente

de trs tipos: coluna reta vertical,reta inclinada e em forma de U.



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Os lquidos mais utilizados nas colunasso: gua (normalmente com um corante) emercrio.

Quando se aplica uma presso na coluna olquido deslocado, sendo que este

deslocamento proporcional a pressoaplicada.



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A faixa de medio definidaem funo do peso especficodo lquido de enchimento etambm da resistncia do tubode vidro. Esse instrumento

utilizado somente para mediode baixas presses.



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Em termos prticos, a altura de colunamxima disponvel no mercado de 2metros e assim a presso mxima medida:

de 2 m (coluna de gua) caso se utilize guadestilada, e

2 m (Hg) com a utilizao do mercrio.



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Sensores que medem por deformaoelstica.

Diafragma

Fole

Bourdon



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Membrana ou Diafragma:

constitudo por um disco de

material elstico (metlico ouno), fixo pela borda. Uma haste

fixa ao centro do disco est ligadaa um mecanismo de indicao.Quando uma presso aplicada,

a membrana se desloca e essedeslocamento proporcional presso aplicada.

2.1. Medio de Presso (Deformao Elstica)


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Manmetro de Fole:

tambm chamado de sanfona. O fole

um tipo de sensor que consiste em um tubometlico de paredes finas, fechado em umade suas extremidades, que foi submetido adeformao permanente em seu perfil,normalmente por meio de estiramento

hidrulico ou por outros processos comolaminao e repuxamento.



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Manmetro de Fole:

Essa deformao tem como objetivo

produzir grandes variaes no dimetro aolongo do comprimento, dando ao tubo umformato sanfonado.



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Manmetro de Fole:

Os materiais usados na sua construo

devem ser flexveis, dcteis e de boaresistncia fadiga. Os mais empregadosso: lato, bronze, cobre-berlio, liga denquel/cobre e ao, dentre outros.



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Tubo de Bourdon:

Esse dispositivo de medio de presso foipatenteado pelo engenheiro francsEugne Bourdon, em 1852.



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Tubo de Bourdon:

O principal componente desse tipo demedidor o Tubo (Mola) Bourdon. Essetubo fabricado pelo processo de

deformao mecnica, em uma calandra,partindo da seo original de um tubometlico para uma forma achatada (oval) e

do seu comprimento para um formatocurvado.



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Tubo de Bourdon:

Quanto ao formato, o tubo de Bourdonpode se apresentar nas seguintes formas:tipo C, espiral e helicoidal.



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Tubo de Bourdon:

Com o avano da tecnologia, os manmetros de Bourdon

helicoidal e espiral caram em desuso. Devido ao baixocusto e boa preciso, os manmetros de Bourdon tipo Cso os mais utilizados at hoje nas indstrias..


2 M di d P


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Tubo de Bourdon:

Muitas vezes o manmetro de

Bourdon vm preenchido comum lquido viscoso paradiminuir o efeito de vibraonas mquinas ou linhas nasquais o mesmo est

instalado, bem como manterlubrificadas as partes internasdo mesmo.


2 1 M di d P


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Sistemas que relacionam grandezaseltricas com a presso:

Clula capacitiva

Strain-gauges(medidores de deformao)

Piezoeltrico


2 1 M di d P


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Clula Capacitiva:

o sensor mais utilizado emtransmissores de presso. Nele umdiafragma de medio se move entre dois

diafragmas fixos. Entre os diafragmasfixos e o mvel,existe um lquido de

enchimento quefunciona como umdieltrico.

2.1. Medio de Presso (Grandezas Eltricas)

2 1 M di d P


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Clula Capacitiva:

Como um capacitor de placas paralelas constitudo por duas placas paralelasseparadas por um meio dieltrico, ao

sofrer o esforo de presso, o diafragmamvel (que vem a ser uma das placas docapacitor) tem sua distncia (em relao

ao diafragma fixo) modificada.Isso provoca modificao na capacitncia de um circuito de medio, e

ento tem-se a medio de presso.


2 1 M di d P


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Clula Capacitiva:

O circuito eletrnico alimentado por umsinal AC atravs de um oscilador e entomodula-se a freqncia ou a amplitude do

sinal em funo da variao de pressopara se ter a sada emcorrente ou digital.

Como lquido deenchimento utiliza-senormalmente glicerina, ou fluor-oil.


2 1 Medio de Presso


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Clula Capacitiva:

A principal caracterstica dos sensorescapacitivos a completa eliminao dossistemas de alavancas na transferncia

da fora / deslocamento entre o processoe o sensor.


2 1 Medio de Presso


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Clula Capacitiva:

A falta de linearidade entre a capacitncia e a distncia

das armaduras devido deformao no linear, fazcom que seja necessria uma compensao(linearizao) a cargo

do circuito eletrnico.


2 1 Medio de Presso


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Clula Capacitiva:

Tubos Capilares

Diafragma Sensor

Vidro

Fluido de EnchimentoFluido de EnchimentoDiafragma de Processo

Placas do Capacitor


2 1 Medio de Presso (G d El i )


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DESVANTAGENS Sensvel a variao datemperatura ambiente

(Temp. oper. 32 a 74o

C) Sensvel a vibrao Alta impedncia de sada

Clula Capacitiva:

VANTAGENS Boa exatido (+/- 0,1% a+/- 0,2%)

Boa faixa dinmica (0,25Pa a 70 MPa)

Linearidade

Velocidade na reposta Custo (~US$1.000)


2 1 Medio de Presso (G d Elt i )


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Strain-Gauges (medidores dedeformao):

um dispositivo que mede a deformaoelstica sofrida pelos slidos quandoestes so submetidos ao esforo detrao ou compresso.


2 1 Medio de Presso (Grandezas Eltricas)


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So na realidade fitas metlicas fixadasadequadamente nas faces de um corpo aser submetido ao esforo de trao oucompresso e que temsua seo transversal e

seu comprimentoalterados devido a esseesforo imposto ao corpo.




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Strain-Gauges (medidores de deformao):

Pequenas variaes de dimenses da

estrutura so ento transmitidasmecanicamente ao strain-gauge, quetransforma essas variaes em variaesequivalentes de sua resistncia eltrica.

R = (.L) / A




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Strain-Gauges (medidores de deformao):

Essas fitas so interligadas em um circuito

tipo ponte de WHEATSTONE ajustada ebalanceada para condio inicial e que ao teros valores de resistncia da fita mudada coma presso, sofre desbalanceamentoproporcional variao desta presso.




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VANTAGENS Boa exatido (+/- 0,03%

FS)

Boa faixa dinmica (0,7Pa a 1725 kPa)

Pequenos e Repetitivos

Nvel alto - Output

DESVANTAGENS Sensvel a variao datemperatura ambiente, quepode ser compensadoutilizando transmissoresinteligentes (Temp. oper.32 a 74 o C)

Alto custo (Exceo oproduto da Honeywell -~US$1.000)

Sinal de sada no linear




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Sensores Piezoeltricos:

Os elementos piezoeltricos so cristais,

como o quartzo , a turmalina e o titanatoque acumulam cargas eltricas em certasreas da estrutura cristalina,quando sofrem umadeformao fsica, por ao

de uma presso.




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Sensores Piezoeltricos:

So elementos pequenos e de construorobusta. Seu sinal de resposta linearcom a variao de presso, so capazes

de fornecer sinais de altssimasfreqncias de milhes de ciclos porsegundo.




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Sensores Piezoeltricos:VANTAGENS

Tamanho pequeno Construo robusta Alta velocidade da

resposta Resposta linear No necessitam de

fonte externa paragerar seu sinal

DESVANTAGENS

Limitados a medirpresso dinmica Sensvel a variao da

temperatura ambiente Requer cabeamento

especial eamplificao do sinalde sada




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SELO REMOTO :

O fludo do processo for corrosivo aodispositivo de medio; O fludo for um gs com possibilidade de

condensao por diminuio detemperatura, quando for aplicado aodispositivo de medio, ex: vapor dgua;

O fludo for um lquido com slidos emsuspenso;




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SELO REMOTO :

O fludo for um lquido pastoso; O fludo tender a cristalizar-se com

variaes de temperatura ao ser aplicado

ao dispositivo de medio; O fludo no puder permanecer parado no

dispositivo de medio, ex: medicamentos,leite, etc.



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SELO REMOTO : Instalao: Tomadas de Impulso.

GS

LQUIDO

VAPOR

Fluido do Processo Localizao das Tomadas Localizao do TRM em relao TomadaGs Superior ou Lateral Acima

Lquido Lateral Abaixo ou no mesmo nvelVapor Lateral Abaixo usando-se cmara

de condensao



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SELO REMOTO :

Sistemas de Selagem.

SELO DE AR



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SELO REMOTO :

Sistemas de Selagem.

SELO VOLUMTRICO

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