Manômetro e a medição de pressão
Fala pessoal, hoje a ideia é falar um pouco mais sobre a medição de pressão e para isso, nada melhor do que começar pelo começo, certo? (rs)
Uma das formas mais comuns de se fazer a medição e monitoramento de pressão no processo é utilizando os famosos manômetros. Além disso, eles também estão presentes fora do mundo industrial, sendo bem populares!
Existem alguns tipos de manômetros no mercado e como é padrão em quase tudo na automação industrial, cada um deles tem suas próprias características.
Assim como qualquer outro instrumento, os manômetros também evoluíram com o tempo. Hoje em dia, você pode encontrar manômetros digitais, onde você tem comunicação Bluetooth ou indicação digital.
Recentemente, tivemos o surgimento dos manômetros digitais com comunicação wireless, onde você tem a indicação local e os dados remotos integrados com o sistema de controle.
Vamos falar um pouco sobre cada um desses pontos tirando algumas dúvidas sobre funcionamento, instalação, etc.
Vamos nessa! 😉
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Tópicos do artigo:
- O que é manômetro?
- Quais os tipos de manômetros e tipos de pressão?
- Manômetros do tipo elásticos
- Manômetros de líquidos
- Manômetro digital e manômetro wireless
O que é manômetro?
Vamos começar respondendo uma pergunta básica: O que seria um manômetro e qual seria a melhor maneira de definir isso?
Quando temos que realizar a medição de pressão, existem diversas alternativas para fazer a indicação da pressão. No entanto, isso não acontece só no processo industrial. Fora dele podemos encontrar alguns exemplos.
Sabe quandoo você precisa aferir a pressão arterial ou quando você precisa calibrar o pneu do seu carro ou moto? É necessário ter a medição e indicação da pressão, caso contrário podemos colocar mais pressão do que recomendado ou menos pressão do que o ideal.
Em todos esses casos, podemos fazer a medição de pressão digitalmente ou “analogicamente”. Sim, mesmo fora da indústria, já é comum encontrarmos indicadores de pressão digitais.
Podemos dizer que o manômetro nada mais é do que um instrumento de medição que é responsável por medir a pressão em sistemas fechados.
Existem diferentes tipos de manômetros e vamos falar um pouco mais sobre eles. Essa divisão é basicamente feita de dois tipos que são os manômetros de líquidos e os tipo elásticos.
Se você é novato no ramo da automação, com certeza já viu manômetro em algum canto, mas agora você vai entender como ele funciona!
Quais os tipos de manômetros e tipos de pressão?
Existem diferentes tipos de pressão como também tipos de manômetro. Este ponto é importante quando for escolher um instrumento de medição adequado para sua aplicação.
Temos 3 tipos de pressão, que são chamadas de pressão manométrica, pressão absoluta e pressão diferencial.
Abaixo faço uma explicação breve de cada uma delas:
- Pressão manométrica: Utiliza a pressão atmosférica como referência. O sensor geralmente tem um respiradouro ou camara para acessar a pressão atmosfera. Ele faz a comparação desta pressão com a pressão do produto, indicando o valor de pressão correto. Em outras palavras a pressão medida reflete sempre as condições que o instrumento é exposto, por conta da pressão atmosférias e condições climáticas.
- Pressão absoluta: Utiliza o vácuo perfeito como sua referência, sua referência nunca muda independente da altura ou condições climática. Como ele usa um ponto de referência estável, isso pode tornar o trabalho dele mais fácil e menos propenso ao erro.
- Pressão diferencial: Compara a pressão entre dois pontos diferentes. Você pode até chamar o instrumento de pressão manométrica de pressão diferencial, porque ambos comparam duas pressões, certo? No entanto, a utilização do diferencial será para comparar a pressão de dois pontos diferentes no processo. Por exemplo, se você configurar um sensor em uma placa de orifício, então ele mede a pressão em ambos os lados da placa de orifício exibindo a diferença entre eles.
Manômetros do tipo elásticos
Agora que temos a definição dos tipos de pressão, entenda que isso é ponto fundamental para quando for dimensionar ou selecionar qualquer tipo de instrumento de medição de pressão.
LEMBRE-SE: Este conhecimento é indispensável, caso contrário você pode escolher o tipo errado para sua aplicação.
Os manômetros do tipo elásticos tem seu princípio de funcionamento baseado na lei de Hooke. Basicamente, a lei fala sobre a elasticidade dos materiais.
A lei de Hooke diz que a força aplicada em um corpo será proporcional a sua deformação.
Veja abaixo a lista dos tipos de manômetros. Caso note a falta de algum modelo, deixe seu comentário e podemos falar em outra oportunidade.
Manômetro de Bourdon
O princípio de funcionamento do tubo de Bourdon é de certa forma simples.
Aqui temos um tubo que pode ter um formato de “C”, onde uma de suas extremidades é fechada e a outra receberá a pressão do processo.
Este tubo tem uma seção oval, isto que dizer em uma linguagem mais simples que ele é “oco por dentro”. Quando o manômetro de Bourdon é exposto a uma pressão, o tubo tende a dilatar, gerando movimento em sua ponta fechada. Quando a pressão é aliviada, ele volta ao seu estado natural.
Lembra da lei de Hooke que falo logo acima? Então, esse tipo funciona usando esta lei. No entanto, temos mais itens internos para fazer a indicação da pressão.
O que acontece é que com o movimento do tubo, as engrenagens dentro do manômetro recebem a energia transferida pelo movimento do tubo.
Desta forma, o ponteiro se movimenta de acordo com a pressão aplicada através da transferência realizada pelo braço de articulação.
Manômetro tipo espiral
Como o nome já diz, o manômetro do tipo espiral tem um formato de acordo com o nome que foi dado, faz muito sentido certo?
Aqui temos um cenário parecido, onde a extremidade do tubo é também selada. Com a aplicação de pressão, o tubo tende a se movimentar gerando o desenrolamento que será proporcional a pressão aplicada.
Para que seja feita a indicação da pressão, sua extremidade também é conectada mecanicamente ao ponteiro para indicação da pressão.
Um ponto relevante é que o tipo espiral tem uma certa vantagem em relação ao manômetro do tipo Bourdon. No manômetro tipo espiral, você não tem perdas por que a conexão não é com ligações e alavancas.
Falando da construção, quando aplicado a altas pressões você pode ter até 20 espirais, mas em baixas pressões normalmente é utilizado entre duas a três espirais.
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Manômetro tipo fole
Você já viu um fole antes? Uma relação que posso fazer é com o instrumento musical chamado de sanfona, onde ele se contrai ou expande dependendo do movimento realizado pelo músico.
Aqui temos um cenário não musical, mas bem parecido onde também temos essa contração e expansão dependendo da pressão aplicada. No entanto, temos uma das extremidades fixa enquanto a outra se movimenta.
Além desses pontos, existe uma mola que faz uma contra pressão, responsável por gerar uma medição mais precisa. Para indicação da pressão, é feita uma ligação na extremidade do fole com o ponteiro para traduzir o movimento em uma escala de pressão.
Manômetro de diafragma
Com o nome já diz, este manômetro utiliza o movimento do diafragma para fazer o movimento do mecânico que é proporcional a pressão aplicada.
Existem diversos sensores de pressão que depende da deflexão de um diafragma para fazer a medição de pressão.
Você sabe como é um diafragma? Bom, ele é basicamente um disco flexível, sim simples assim! Além disso, este disco flexível pode ser plano ou ter ondulações concêntricas.
Manômetro de líquidos
Existem outros tipos de manômetros bem simples que muitas vezes podem ser fabricado por você mesmo, como por exemplo um tubo em U
Vou dar uma breve explicação sobre manômetro de líquidos.
Tipo tubo em U
Uma das formas mais simples de realizar medição de baixas pressões é utilizando o tubo em U.
Basicamente, o tubo em U é um tubo como está claro no seu nome transparente que é fixado a uma escala graduada com certa quantidade de líquido para preenchimento.
O líquido de preenchimento pode ser mercúrio, água, etc. Sua aplicação é bem simples e você pode conectar uma das extremidades no ponto de pressão e manter o outro para atmosfera ou medir pressão diferencial de dois pontos.
Eu disse que você pode fabricar isso, mas claro que este instrumento está disponível no mercado com diversos ranges de medição, material, conexão e tudo mais.
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Manômetro coluna vertical
Aqui temos um cenário parecido, mas a pressão é aplicada na área maior onde temos mais líquido.
Com aplicação da pressão nessa área, tem um movimento do líquido que reflete na parte menor gerando maior deslocamento do líquido.
Existem outro manômetros que podemos falar mais a respeito em outro artigo, como: manômetro diferencial, manômetro coluna inclinada, etc.
Qual a função do manômetro?
Essa é uma pergunta básica que depois de tudo que visto aqui está clara, certo? A função do manômetro é realizar a medição de pressão, simples assim.
Entretanto, você pode colocar dois manômetros para medir a pressão diferencial de uma placa de orifício e achar a vazão através de cálculo, ou ainda medir a pressão diferencial de um tanque fechado ou só a pressão da coluna em um tanque aberto e achar o nível através de cálculo.
Logicamente, temos instrumentos que fazem essas outras medições mais fácilmente mas que tem como base a medição de pressão.
Manômetro digital e manômetro wireless
Tudo está em constante evolução, inclusive os manômetros. Hoje em dia existem versões digitais de manômetros que trazem grandes vantagens para o dia a dia.
A primeira delas que está no mercado tem uma indicação digital com configuração e tudo mais. Nesta versão, você tem comunicação via Bluetooth e através do celular, tablet ou notebook você pode obter informações.
O ponto ruim dessa versão é que a bateria tem um tempo de vida curta, mas toda informações via celular é bem interessante para aplicações em laboratório e processo pequenos.
A segunda versão é mais recente e utiliza uma interface convencional dos manômetros que já estamos acostumados, mas esse manômetro tem a comunicação wireless integrada.
Essa foi uma sacada bem interessante, pois você tem o convencional no campo e os operadores ficarão felizes. Ao mesmo tempo, você tem a indicação no supervisório através da comunicação wireless. Perfeito, não?
A indicação remota faz com que operador não precise ir no campo coletar informação, além de permitir um histórico da variável de processo. Além de ter uma medição bem mais precisa pois é sensor digital com indicação analógica.
Essa também foi grande sacada para implementação da solução wireless, pois pela característica do instrumentos você não precisa utilizar wireless.
No entanto, o vendedor vai tentar empurrar uma gateway e integração o quanto antes.
Existe mudança na precisão na medição ao usar um manômetro digital com bateria fraca?
A vida da bateria pode fazer uma grande diferença em um manômetro digital, como acontece com qualquer outro produto digital ou wireless. Os produtos de automação industrial sem fio já ultrapassaram a marca da década e estão se tornando mais difundidos a cada ano.
Eles têm muitas vantagens e, além de medições, também fornecem diagnósticos e todo tipo de informações extras. No entanto, eles introduziram uma nova variável na manutenção: Tempo de vida de bateria.
O status da bateria é sempre um ponto crítico para dispositivos sem fio e digitais. Felizmente, os dispositivos inteligentes podem enviar notificações antes que a bateria acabe, para que você possa planejar sua correção antes que o processo comece a perder medições.
Além disso, o manômetro digital ainda funcionará corretamente, mesmo com um aviso de bateria fraca. Então sua precisão não será afetada. 🙂
Se você quiser usar um manômetro digital ou qualquer outro produto sem fio, precisará monitorar o status da bateria. Esses dispositivos só facilitam: mas eles não mudam a bateria para você ainda.
Claro, algumas baterias hoje lhe darão bastante tempo de utilização, dependendo do tempo de atualização e outras configurações. Portanto, fique atento ao tempo de vida da sua bateria e esteja pronto para mudá-la antes de acabar!
Precisamos de medição de pressão em um tubo de 20 polegadas e não sabemos qual transmissor de pressão devemos usar. Algum conselho?
Para monitoramento de pressão você precisa conhecer seu range de medição de pressão, ou seja a pressão mínima e máxima antes de escolher um dispositivo de medição. As informações de campo ajudarão você a dimensionar a melhor ferramenta para sua aplicação.
Agora falando do tipo do transmissor de pressão, um manômetro digital deve fornecer os dados de que você precisa. O dispositivo também permite o controle de pressão, ou pelo menos informações remotas, permitindo monitorar as condições do processo.
Mais uma vez, o seu range de medição irá ditar qual dispositivo você deve usar. A escolha de um medidor de pressão absoluta ou manométrica, dependerá da sua faixa de medição de pressão. No entanto, na minha opinião, o transmissor de pressão manométrica se encaixará melhor no seu processo.
Você tem mais dúvidas sobre manômetros? Tem alguma manômetro digital ou wireless na planta? Deixe sua opinião e comentário abaixo!
Forte abraço, até a próxima!
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