Introdução à Instrumentação de Pressão

Compreender a instrumentação de pressão é fundamental em diversas aplicações industriais, desde o controle de processos até sistemas de segurança. Este guia oferece uma visão geral clara dos dispositivos comuns de medição de pressão, seus princípios de funcionamento e aplicações típicas. Cada seção foi elaborada para simplificar conceitos complexos, tornando o aprendizado eficiente e envolvente.

1. Manômetro de tubo de Bourdon

Comumente utilizados em sistemas industriais, como caldeiras, os manômetros de tubo de Bourdon operam com base no princípio de um tubo curvo e oco que se deforma sob pressão interna.

Princípio de funcionamento:

• O fluido pressurizado entra no tubo de Bourdon curvo.
• O tubo se endireita ligeiramente, transferindo esse movimento através de um sistema de:
  • Biela
  • Engrenagem de segmento e pinhão
  • Ponteiro e mostrador
• O ponteiro então exibe precisamente o valor da pressão em um mostrador calibrado.

Grau de precisão:

A precisão é definida como uma porcentagem da escala completa do erro permitido.

• As notas comuns incluem: 0,5, 1,0, 1,5, 2,0 e 2,5.
• Uma nota menor significa maior precisão.
• Os graus 3 e 4 raramente são empregados em aplicações críticas, como sistemas de caldeiras, devido à sua menor precisão.

2. Manômetro de contato elétrico

Este instrumento é uma versão aprimorada do manômetro Bourdon, integrando contatos elétricos para fornecer funcionalidades cruciais de alarme e controle.

Características:

• Equipado com contatos de limite superior e inferior.
• Aciona um alarme ou uma resposta automática quando os limites de pressão são excedidos.
• Pode ser perfeitamente integrado com relés e contatores para controle automático abrangente.
• Particularmente aplicável em ambientes exigentes, como sistemas de caldeiras de óleo e gás.

3. Sensor de pressão capacitivo

Esses sensores sofisticados detectam a pressão medindo com precisão a mudança na capacitância resultante da deformação de um diafragma flexível.

Princípio de funcionamento:

• A pressão aplicada faz com que o diafragma flexível se desloque.
• Esse deslocamento altera diretamente a capacitância entre duas placas.
• O sinal resultante é então convertido com precisão em uma saída elétrica mensurável.

Tipos:

• Disponível em designs de extremidade única e diferencial.
• Os sensores de pressão diferencial normalmente apresentam aproximadamente o dobro da sensibilidade dos tipos de terminação única.

Vantagens:

• Alta sensibilidade, permitindo medições precisas.
• Velocidade de resposta rápida para aplicações dinâmicas.
• Excelente resistência a choques e vibrações.
• Design estrutural simples e robusto.

4. Manômetro de fole

Este medidor é a escolha ideal para medir mudanças sutis de pressão, sendo particularmente adequado para sistemas de ventilação de caldeiras e gasodutos.

Princípio de funcionamento:

• A pressão entra na cavidade especializada do fole.
• O fole se expande, gerando um deslocamento mecânico preciso.
• Esse movimento é então transmitido com precisão a um ponteiro por meio de um mecanismo de engrenagem.
• Uma leitura de pressão ao vivo é exibida diretamente no mostrador do instrumento.

5. Termômetros de pressão

Esses instrumentos integrados utilizam um sistema selado preenchido com um fluido específico para converter precisamente as mudanças de temperatura em leituras de pressão correspondentes.

Componentes:

• Uma esfera (sonda) colocada estrategicamente dentro da zona de temperatura a ser monitorada.
• Um tubo capilar projetado para suportar as mudanças de pressão.
• Um tubo de Bourdon, que reage às mudanças na pressão transmitida.
• Um ponteiro que indica com precisão a temperatura em um mostrador calibrado.

Fluidos utilizados:

• Geralmente preenchido com líquidos, vapor ou gases como nitrogênio (escolhido por sua estabilidade).
• A faixa operacional normalmente varia de -100°C a +500°C.

Aplicações:

• Essencial para monitoramento contínuo de temperatura e funções de comutação automática.
• Amplamente utilizado em circuitos de controle em diversos sistemas industriais.

6. Sensores de pressão do extensômetro

Esses sensores altamente precisos utilizam medidores de tensão para converter a tensão mecânica diretamente em mudanças mensuráveis ​​na resistência elétrica.

Elementos-chave:

• Um extensômetro meticulosamente fixado a um substrato sensível à pressão.
• O substrato se deforma sob pressão aplicada, alterando assim a resistência do extensômetro.
• Normalmente utiliza um circuito de ponte de Wheatstone para medição precisa de mudanças de resistência.
• O sinal resultante é então amplificado e digitalizado para uma saída precisa.

Variações:

• Disponível em tipos de folha metálica e semicondutor.
• Os tipos de folhas metálicas incluem ainda subtipos de fios e folhas.

Casos de uso:

• Excelente para integração perfeita em sistemas de controle digital modernos.
• Oferece alta precisão e é bem adaptado para aplicações de medição dinâmica.

Conclusão: Aprendizagem visual, habilidades práticas

Não importa se você é iniciante em instrumentação ou está apenas atualizando seus conhecimentos: estes guias animados sobre instrumentação de pressão foram projetados para ajudar você a compreender rapidamente os conceitos básicos e desenvolver uma compreensão prática.

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