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Com a popularidade da automação industrial no Brasil, visando o aumento da produtividade, o gerenciamento dos equipamentos em instalações e aplicações industriais é uma forma de proteger o capital investido das empresas. Entretanto, para gerenciar é necessário medir. Por isso, os transmissores de pressão são dispositivos de precisão tão importantes, já que medem a pressão real utilizada e avisam o controlador, garantindo as situações ideais de funcionamento numa aplicação.
A maioria dos sensores modernos de pressão utiliza o princípio da piezoresistência. O efeito piezoresistivo é uma mudança na resistividade elétrica de um semicondutor, ou metal, quando aplica-se uma tensão mecânica.
Em contraste com o efeito piezoelétrico, o efeito piezoresistivo faz a mudança apenas na resistência elétrica e não no potencial elétrico. Assim, nos dias de hoje, usam-se os sensores de pressão em inúmeras aplicações, como monitoramento da pressão dos fluidos em canos, motores, sistemas hidráulicos ou na natureza.
Conversão de sinal
A diferença entre transmissores de pressão digitais e analógicos diz respeito à conversão do sinal. Quando nos referimos a um transmissor de pressão digital, não estamos falando da saída, mas a forma de conversão do sinal medido para uma saída analógica. Portanto, somente a conversão que está em formato analógico ou digital.
A tecnologia piezorresistivo
As principais características da tecnologia piezorresistiva em transmissores de pressão são:
- – pressão média e baixa;
- – robusto;
- – suporta picos de pressão;
- – sensor absoluto e relativo.
Dessa forma, confira as aplicações que usam transmissores piezorresistivos:
Ar e água – controle de bomba e compressor.
Refrigeração e ar condicionado – injeção líquida, controle de capacidade e segurança;
Marítima e motores – óleo de combustível/lubrificação, direção e propulsão;
Turbinas eólicas – sistema hidráulico (Pitch, unidades hidráulicas, Yaw, etc), arrefecimento e óleo de lubrificação.
A tecnologia de filme fino em transmissores de pressão
Veja as principais características da tecnologia de filme fino em transmissores de pressão:
- – pressão média e alta;
- – alta precisão;
- – reação rápida;
- – estabilidade elevada;
- – sensor relativo.
Assim, veja também as aplicações que usam transmissores de pressão de filme fino:
Hidráulica industrial – controle de bomba e servo bomba, injetoras de pressão de ar, pressões de aperto, de injeção, do cilindro, de injeção de extrusoras, monitoramento da pressão em prensas hidráulicas, controle de pressão em unidades hidráulicas.
Princípios do transmissor de pressão
A pressão é 0 bar e todos os 4 medidores de tensão, portanto, têm a mesma resistência. Os extensores são acoplados em uma ponte Wheatstone. Dessa maneira, a tensão de alimentação é aplicada no ponto A e B. O sinal medido entre o ponto C e D é 0 volt, já que todos os resistores têm o mesmo valor.
Ao aplicar a pressão, o diafragma irá dobrar e o valor da resistência dos extensômetros irá mudar. Na imagem, portanto, podemos notar os resistores do extensômetro em verde, mostrando que a resistência está diminuindo e, os que estão em vermelho, mostrando que a resistência está aumentando. A tensão de alimentação é aplicada no ponto A e B. O sinal medido entre o ponto C e D é agora > 0 volt, já que todos os resistores têm valores diferentes.
Transmissores de pressão: como escolher?
A Danfoss é referência no desenvolvimento dos transmissores de pressão, pois possui décadas de experiência na fabricação. Por isso, possui também uma linha de produtos que atende praticamente qualquer necessidade de medição, independente do orçamento exigido.
Entretanto, é necessário levar alguns pontos em conta antes de escolher o transmissor de pressão.
Aplicação
Alguns transmissores de pressão são específicos para aplicações especiais devido às necessidades do cliente e setor: hidráulica industrial, bombas d’água, compressores de ar, energia eólica, motores industriais, etc.
Amortecedor de pulsos
Fechamentos repentinos de uma válvula podem levar a ocorrer picos de pressão, cavitação ou golpe de líquido, danificando o transmissor. Recomenda-se então o uso do amortecedor de pulsos para protegê-lo.
Conector elétrico
Ao escolher o conector elétrico é preciso verificar se o cliente usa um chicote ou simplesmente um cabo.
Conexão de pressão
Também é necessário saber a interface onde se instalará o transmissor para, assim, escolher a conexão de pressão ideal.
Faixa de temperatura
Determinar qual será a faixa de temperatura necessária e sua pressão operacional, além disso, é preciso saber quão alta a pressão máxima que pode atingir.
Sinal de saída
Esta é uma questão de onde o sinal de saída é utilizado. Por isso, se for combinado com um controlador, é importante que a escala de saída seja correta. Ex: uma saída de 4 a 20 mA correspondente a 0 a 100 bar. O controlador também precisa mostrar 0 bar como 4 mA e 100 bar, 20 mA, caso contrário ele irá resultar em uma medição errada.
Transmissores de pressão MBS Danfoss
Série MBS 3000
Usa-se o transmissor de pressão piezorresistivo MBS 3000 na maioria das aplicações industriais. Está disponível em versões absoluta ou manométrica até 600 bar (8.700 psi).
Abrange diferentes sinais de saída, isso porque possui uma ampla variedade de conexões elétricas e de pressão.
Bastante versátil, está presente na hidráulica industrial, atuando no controle e monitoramento dos parâmetros de pressão operacional em extrusoras, injetoras, prensas, unidades hidráulicas, assim como em motores industriais, sistemas do setor eólico e compressores de ar.
Série MBS 4000
O transmissor de pressão piezorresistivo MBS 4000 também pode ser usado na maioria das aplicações industriais. Ele oferece maior precisão e opções como ajuste zero e de extensão e, além disso, o diafragma de lavagem, e zona ATEX 0.1.
Está disponível em versões absoluta ou manométrica até 600 bar (6.700 psi). Sendo assim, abrange diferentes sinais de saída com uma ampla variedade de conexões elétricas e de pressão.
Série MBS 1700
Esse modelo é de uso geral e muito fácil de instalar. Possibilita medições de pressão muito confiáveis e detecta alterações sutis no sistema.
Sua faixa de medição é de 0 a 25 bar, temperatura compensada e calibrada por laser e sinal de saída de 4 – 20mA.
Características exclusivas
Proteção contra picos de pressão, golpe de aríete e cavitação
O uso do amortecedor de pulsos garante a integridade do transmissor.
Ampla faixa de temperatura
Os transmissores Danfoss dividem-se em três tecnologias: filme fino atomizado, piezorresistivo e fosfato gálico piezoelétrico. Possuem também conexões de pressão diferentes e, por isso, existe uma linha muito ampla de modelos que atendem diversas situações e variáveis.
Resistência à umidade
É importante que o transmissor de pressão tenha resistência à umidade e não apresente defeito, evitando, assim, paradas de máquinas e equipamentos.
Estabilidade
Muitas aplicações têm um alto nível de vibração que podem ter um impacto grave sobre os transmissores de pressão. Portanto, é importante que ele possua alta estabilidade e para isso a qualidade dos testes na sua fabricação é fundamental.