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 de medição de pressão mais comuns, 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 Bourdon

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

Princípio de funcionamento:

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

Grau de precisão:

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

• As notas mais comuns incluem: 0,5, 1,0, 1,5, 2,0 e 2,5.
• Uma classificação numérica mais baixa 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 de Bourdon, integrando contatos elétricos para fornecer funcionalidades essenciais 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 um controle automático abrangente.
• Particularmente aplicável em ambientes exigentes, como sistemas de caldeiras a óleo e gás.

3. Sensor de pressão capacitivo

Esses sensores sofisticados detectam a pressão medindo com precisão a variação 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 as duas placas.
• O sinal resultante é então convertido com precisão em uma saída elétrica mensurável.

Tipos:

• Disponível em modelos de terminação simples e diferencial.
• Os sensores de pressão diferencial normalmente apresentam sensibilidade aproximadamente duas vezes maior que os sensores de terminação única.

Vantagens:

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

4. Manômetro de fole

Este manômetro é a escolha ideal para medir pequenas variações 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.
• A leitura da pressão em tempo real 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 com precisão as variações de temperatura em leituras de pressão correspondentes.

Componentes:

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

Fluidos utilizados:

• Geralmente preenchidos com líquidos, vapor ou gases como o nitrogênio (escolhido por sua estabilidade).
• A faixa de operação 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 com extensômetro

Esses sensores de alta precisão utilizam extensômetros para converter a deformação mecânica diretamente em mudanças mensuráveis ​​na resistência elétrica.

Elementos-chave:

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

Variações:

• Disponível em versões com folha metálica e semicondutores.
• Os tipos de folha metálica incluem ainda subtipos de fio e folha.

Casos de uso:

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

Conclusão: Aprendizagem visual, habilidades práticas

Se você é iniciante em instrumentação ou simplesmente deseja atualizar seus conhecimentos, estes guias animados sobre instrumentação de pressão foram criados para ajudá-lo a compreender rapidamente os conceitos básicos e a desenvolver um conhecimento prático.

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