Sensores de Pressão 1

Transcrição

1 Sensores de Pressão 1

2 Esse teorema foi estabelecido por Bernoulli em 1738 e relaciona as energias potenciais e cinéticas de um fluido ideal ou seja, sem viscosidade e incompressível. Através desse teorema pode-se concluir que para um fluido perfeito, toda forma de energia pode ser transformada em outra, permanecendo constante sua somatória ao longo de uma linha decorrente. 2

3 Relaciona as pressões estáticas exercidas por um fluido em repouso com a altura da coluna do mesmo em um determinado reservatório. Seu enunciado diz: A diferença de pressão entre dois pontos de um fluido em repouso é igual ao produto do peso específico do fluido pela diferença de cota entre os dois pontos. 3

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7 É a pressão exercida em um ponto, em fluidos estáticos, que é transmitida integralmente em todas as direções e produz a mesma força em áreas iguais. É a pressão exercida por um fluido em movimento paralelo à sua corrente. É a pressão resultante da somatória das pressões estáticas e dinâmicas exercidas por um fluido que se encontra em movimento. 7

8 É a pressão positiva a partir do vácuo perfeito, ou seja, a soma da pressão atmosférica do local e a pressão manométrica. Geralmente coloca-se a letra A após a unidade. Mas quando representamos pressão abaixo da pressão atmosférica por pressão absoluta, esta é denominada grau de vácuo ou pressão barométrica. 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. Quando se fala em uma pressão negativa, em relação a pressão atmosférica chamamos pressão de vácuo. 8

9 É o resultado da diferença de duas pressões medidas. Em outras palavras, é a pressão medida em qualquer ponto, menos no ponto zero de referência da pressão atmosférica. 9

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12 Manômetros 12

13 Manômetros de Líquido 13

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18 Manômetro Tubo de Bourdon 18

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21 Medição da pressão em tubulação superior de uma caldeira 21

22 Medição de vácuo 22

23 Selagem de manômetros tipo Bourdon Utilizado em manômetros instalados em processos com fluidos corrosivos, viscosos, radioativos e sujeitos a alta temperatura. O objetivo da selagem é isolar o elemento elástico preservando-o do ataque de elementos químicos, de deformações devido a altas temperaturas e devido a dificuldade de escoamento dos fluidos viscosos. 23

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26 Manômetro tipo Fole 26

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28 Manômetro tipo Diafragma 28

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30 Calibração de Manômetros 30

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34 Transmissores eletrônicos 34

35 Transmissores capacitivos A principal característica dos sensores capacitivos é a completa eliminação dos sistemas de alavancas na transferência da força/deslocamento entre o processo e o sensor. Este tipo de sensor resume-se na deformação, diretamente pelo processo de uma das armaduras do capacitor. Tal deformação altera o valor da capacitância total que é medida por um circuito eletrônico. Esta montagem, se por um lado, elimina os problemas mecânicos das partes móveis, expõe a célula capacitiva às condições do processo, principalmente a temperatura do processo. Este inconveniente pode ser superado através de circuitos sensíveis à temperatura montados juntos ao sensor. 35

36 Outra característica inerente a montagem, é a falta de linearidade entre a capacitância e a distância das armaduras devido á deformação não linear, sendo necessário portanto, uma compensação (linearização) a cargo do circuito eletrônico. 36

37 O sensor é composto por: Armaduras fixas metalizadas sobre um isolante de vidro fundido Dielétrico formado pelo óleo de enchimento (silicone ou fluorube) Armadura móvel (Diafragma sensor) A força atinge a armadura flexível (diafragma sensor) provocando sua deformação, alterando portanto, o valor das capacitâncias formadas pelas armaduras fixas e a armadura móvel. Esta alteração é medida pelo circuito eletrônico que gera um sinal proporcional à variação de pressão aplicada à câmara da cápsula de pressão diferencial capacitiva. 37

38 A pressão atinge a armadura flexível (diafragma sensor) provocando sua deformação, alterando portanto, o valor das capacitâncias formadas pelas armaduras fixas e a armadura móvel. Esta alteração é medida pelo circuito eletrônico que gera um sinal proporcional à variação de pressão aplicada à câmara da cápsula de pressão diferencial capacitiva. 38

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40 Transmissores indutivos 40

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42 Transmissores piezorresistivos Os elementos piezelétricossão cristais, como o quartzo, a turmalina e o titanatoque acumulam cargas elétricas em certas áreas da estrutura cristalina, quando sofrem uma deformação física, por ação de uma pressão. Seu sinal de resposta é linear com a variação de pressão, são capazes de fornecer sinais de altíssimas freqüências de milhões de ciclos por segundo. 42

43 Sensores com strain gauge 43

44 Sensor de Silício Ressonante Possuem em geral o princípio da tecnologia que é conhecida como vibrating wire. Uma mola de fio magnético é atachadaao diafragma que ao ser submetido a um campo magnético e ser percorrido por uma corrente elétrica entra em oscilação. A freqüência de oscilação é proporcional ao quadrado da tensão (expansão/compressão) do fio. No sensor Silício Ressonante, não se usa fio e sim o silício para ressonar com diferentes freqüências que são funções da expansão/compressão. O sensor é formado por uma cápsula de silício colocada em um diafragma que vibra ao se aplicar um diferencial de pressão, e a freqüência de vibração depende da pressão aplicada. 44

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47 Material extraído de: THOMAZINI, DANIEL; ALBUQUERQUE, PEDRO U.B.; Sensores Industriais ; 4a. ed., São Paulo: Ed. Editora Érica, Eqpmaq.pdf e%20sensores.php RUMENTACAO%20PRESSAO.pdf 47