Instrumentacaobasica1 PDF

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 _________________________________________________________________ _________________________  _________________________________________________________________ _________________________ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 1 CPM – Programa de Certificação do Pe ss oal de Instrumentação Básica I Pressão e Nível Instrumentação

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    __________________________________________________________________________________________SENAIDepartamen 1

    CPM Programa de Certificao do Pessoal de

    Instrumentao Bsica IPresso e Nvel

    Instrumentaoto Regional do Esprito Santo

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    Instrumentao Bsica- Presso e Nvel Instrumentao

    SENAI ES, 1999

    Trabalho realizado em parceria SENAI / CST (Companhia Siderrgica de Tubaro)

    Coordenao Geral Evandro de Figueiredo Neto (CST)Robson Santos Cardoso (SENAI)

    Superviso ...............................................(CST)Fernando Tadeu Rios Dias (SENAI)

    Elaborao ...........................................(CST)Ulisses Barcelos Viana (SENAI)

    Aprovao (CST)(CST)Wenceslau de Oliveira (CST)

    SENAI Servio Nacional de Aprendizagem IndustrialCTIIAF Centro Tcnico de Instrumentao Industrial Arivaldo FontesDepartamento Regional do Esprito SantoAv. Marechal Mascarenhas de Moraes, 2235Bento Ferreira Vitria ESCEPTelefone: (027)Telefax: (027)

    CST Companhia Siderrgica de TubaroDepartamento de Recursos HumanosAv. Brigadeiro Eduardo Gomes, s/n, Jardim Limoeiro Serra ESCEP 29160-972Telefone: (027) 348-1286Telefax: (027) 348-1077

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    ndice

    Assunto Pgina

    Introduo instrumentao............................................................... 5

    Simbologia da Instrumentao............................................................... 10

    Modulao Analgica e Digital (Anexo A)............................................. 26Field Bus (Anexo B).............................................................................. 29

    Medio de Presso.............................................................................. 35

    Definies Bsicas................................................................................ 35

    Princpios, Leis e Teoremas da Fsica ................................................. 37

    Definio de Presso............................................................................. 39Tcnicas de medio de presso......................................................... 41

    Tipos de Manmetro Lquido................................................................. 46

    Manmetro Tipo Elstico....................................................................... 50

    Manmetro Padro................................................................................. 65

    Instrumento de transmisso de sinal..................................................... 69

    Escolha do tipo de Medidor................................................................... 73

    Recomendaes para uso...................................................................... 73

    Instrumentos para Alarme e Intertravamento......................................... 74

    Instrumentos Conversores de Sinais...................................................... 79Medio de nvel................................................................................... 81

    Classificao e Tipo de Medidores de Nvel.......................................... 81

    Medidores de Nvel por Medio Direta.................................................. 83

    Medidores de Nvel por Medio Indireta............................................... 94Escolha do tipo de Medidor de Nvel..................................................... 118

    Instrumentos para Alarme e Intertravamento......................................... 118

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    OBJETIVOS

    Proporcionar ao participante, conceitos de presso, nvel e uma abordagem geral ao estudoda instrumentao industrial, analisando partes integrantes como sensores, indicadores,transmissores e etc., bem como aplicaes e princpio de funcionamento dos mesmos.

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    1 INTRODUO INSTRUMENTAO

    INSTRUMENTAO a cincia que aplica e desenvolve tcnicas para adequao deinstrumentos de medio, transmisso, indicao, registro e controle de variveis fsicas emequipamentos nos processos industriais.Nas indstrias de processos tais como siderrgica, petroqumica, alimentcia, papel, etc.; ainstrumentao responsvel pelo rendimento mximo de um processo, fazendo com quetoda energia cedida, seja transformada em trabalho na elaborao do produto desejado. Asprincipais grandezas que traduzem transferncias de energia no processo so: PRESSO,NVEL, VAZO, TEMPERATURA; as quais denominamos de variveis de um processo.

    2 - CLASSIFICAO DE INSTRUMENTOS DE MEDIOExistem vrios mtodos de classificao de instrumentos de medio. Dentre os quaispodemos ter:

    Classificao por: funo sinal transmitido ou suprimento tipo de sinal

    2.1 - Classificao por FunoConforme ser visto posteriormente, os instrumentos podem estar interligados entre si pararealizar uma determinada tarefa nos processos industriais. A associao dessesinstrumentos chama-se malha e em uma malha cada instrumento executa uma funo.Os instrumentos que podem compor uma malha so ento classificados por funo cujadescrio sucinta pode ser liga na tabela 01.

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    Fig. 01 - Exemplo de configurao de uma malha de controle

    TABELA 01 - CLASSIFICAO POR FUNO

    INSTRUMENTO DEFINIO

    Detector So dispositivos com os quais conseguimos detectar alteraes na varivel doprocesso. Pode ser ou no parte do transmissor.

    Transmissor Instrumento que tem a funo de converter sinais do detector em outra formacapaz de ser enviada distncia para um instrumento receptor, normalmentelocalizado no painel.

    Indicador Instrumento que indica o valor da quantidade medida enviado pelo detector,transmissor, etc.

    Registrador Instrumento que registra graficamente valores instantneos medidos ao longo dotempo, valores estes enviados pelo detector, transmissor, Controlador etc.

    Conversor Instrumento cuja funo a de receber uma informao na forma de um sinal,alterar esta forma e a emitir como um sinal de sada proporcional ao de entrada.

    UnidadeAritmtica

    Instrumento que realiza operaes nos sinais de valores de entrada de acordocom uma determinada expresso e fornece uma sada resultante da operao.

    Integrador Instrumento que indica o valor obtido pela integrao de quantidades medidassobre o tempo.

    Controlador Instrumento que compara o valor medido com o desejado e, baseado nadiferena entre eles, emite sinal de correo para a varivel manipulada a fim deque essa diferena seja igual a zero.

    Elemento final decontrole

    Dispositivo cuja funo modificar o valor de uma varivel que leve o processoao valor desejado.

    2.2 - Classificao por Sinal de Transmisso ou SuprimentoOs equipamentos podem ser agrupados conforme o tipo de sinal transmitido ou o seusuprimento. A seguir ser descrito os principais tipos, suas vantagens e desvantagens.

    2.2.1 - Tipo pneumticoNesse tipo utilizado um gs comprimido, cuja presso alterada conforme o valor que sedeseja representar. Nesse caso a variao da presso do gs linearmente manipuladanuma faixa especfica, padronizada internacionalmente, para representar a variao de umagrandeza desde seu limite inferior at seu limite superior. O padro de transmisso ourecepo de instrumentos pneumticos mais utilizado de 0,2 a 1,0 kgf/cm2(aproximadamente 3 a 15psi no Sistema Ingls).

    Os sinais de transmisso analgica normalmente comeam em um valor acima do zero paratermos uma segurana em caso de rompimento do meio de comunicao.

    O gs mais utilizado para transmisso o ar comprimido, sendo tambm o NITROGNIO eem casos especficos o GS NATURAL (PETROBRAS).

    2.2.1.1 - Vantagem

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    A grande e nica vantagem em seu utilizar os instrumentos pneumticos est no fato de sepoder oper-los com segurana em reas onde existe risco de exploso (centrais de gs,por exemplo).

    2.2.1.2 - Desvantagensa) Necessita de tubulao de ar comprimido (ou outro gs) para seu suprimento e

    funcionamento.b) Necessita de equipamentos auxiliares tais como compressor, filtro, desumidificador, etc

    ..., para fornecer aos instrumentos ar seco, e sem partculas slidas.c) Devido ao atraso que ocorre na transmisso do sinal, este no pode ser enviado longa

    distncia, sem uso de reforadores. Normalmente a transmisso limitada aaproximadamente 100 m.

    d) Vazamentos ao longo da linha de transmisso ou mesmo nos instrumentos so difceisde serem detectados.

    e) No permite conexo direta aos computadores.

    2.2.2 - Tipo HidrulicoSimilar ao tipo pneumtico e com desvantagens equivalentes, o tipo hidrulico utiliza-se davariao de presso exercida em leos hidrulicos para transmisso de sinal. especialmente utilizado em aplicaes onde torque elevado necessrio ou quando oprocesso envolve presses elevadas.

    2.2.2.1 - Vantagensa) Podem gerar grandes foras e assim acionar equipamentos de grande peso e dimenso.b) Resposta rpida.

    2.2.2.2 - Desvantagensa) Necessita de tubulaes de leo para transmisso e suprimento.b) Necessita de inspeo peridica do nvel de leo bem como sua troca.c) Necessita de equipamentos auxiliares, tais como reservatrio, filtros, bombas, etc...

    2.2.3 - Tipo eltricoEsse tipo de transmisso feita utilizando sinais eltricos de corrente ou tenso.Face a tecnologia disponvel no mercado em relao a fabricao de instrumentoseletrnicos microprocessados, hoje, esse tipo de transmisso largamente usado em todasas indstrias, onde no ocorre risco de exploso. Assim como na transmisso pneumtica, osinal linearmente modulado em uma faixa padronizada representando o conjunto devalores entre o limite mnimo e mximo de uma varivel de um processo qualquer. Comopadro para transmisso a longas distncias so utilizados sinais em corrente contnuavariando de (4 a 20 mA) e para distncias at 15 metros aproximadamente, tambm utiliza-se sinais em tenso contnua de 1 a 5V.

    2.2.3.1 - Vantagensa) Permite transmisso para longas distncias sem perdas.b) A alimentao pode ser feita pelos prprios fios que conduzem o sinal de transmisso.c) No necessita de poucos equipamentos auxiliares.d) Permite fcil conexo aos computadores.

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    e) Fcil instalao.f) Permite de forma mais fcil realizao de operaes matemticas.g) Permite que o mesmo sinal (4~20mA)seja lido por mais de um instrumento, ligando em

    srie os instrumentos. Porm, existe um limite quanto soma das resistncias internasdeste instrumentos, que no deve ultrapassar o valor estipulado pelo fabricante dotransmissor.

    2.2.3.2 Desvantagensa) Necessita de tcnico especializado para sua instalao e manuteno.b) Exige utilizao de instrumentos e cuidados especiais em instalaes localizadas em

    reas de riscos.c) Exige cuidados especiais na escolha do encaminhamento de cabos ou fios de sinais.d) Os cabos de sinal devem ser protegidos contra rudos eltricos.

    3.2.4 - Tipo DigitalNesse tipo, pacotes de informaes sobre a varivel medida so enviados para umaestao receptora, atravs de sinais digitais modulados e padronizados. Para que acomunicao entre o elemento transmissor receptor seja realizada com xito utilizada umalinguagem padro chamado protocolo de comunicao(ver anexo A).

    3.2.4.1 - Vantagensa) No necessita ligao ponto a ponto por instrumento.b) Pode utilizar um par tranado ou fibra ptica para transmisso dos dados.c) Imune a rudos externos.d) Permite configurao, diagnsticos de falha e ajuste em qualquer ponto da malha.e) Menor custo final.

    3.2.4.2 - Desvantagensa) Existncia de vrios protocolos no mercado, o que dificulta a comunicao entre

    equipamentos de marcas diferentes.b) Caso ocorra rompimento no cabo de comunicao pode-se perder a informao e/ou

    controle de vrias malha. 3.2.5 - Via RdioNeste tipo, o sinal ou um pacote de sinais medidos so enviados sua estao receptoravia ondas de rdio em uma faixa de freqncia especfica.

    3.2.5.1 - Vantagensa) No necessita de cabos de sinal.b) Pode-se enviar sinais de medio e controle de mquinas em movimento.

    3.2.5.2 - Desvantagensa) Alto custo inicial.b) Necessidade de tcnicos altamente especializados.

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    3.2.6 - Via ModemA transmisso dos sinais feita atravs de utilizao de linhas telefnicas pela modulaodo sinal em freqncia, fase ou amplitude.

    3.2.6.1 - Vantagensa) Baixo custo de instalao.b) Pode-se transmitir dados a longas distncias.

    3.2.6.2 - Desvantagensa) Necessita de profissionais especializados.b) baixa velocidade na transmisso de dados.c) sujeito a interferncias externas, inclusive violao de informaes.

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    4 - SIMBOLOGIA DE INSTRUMENTAOCom objetivo de simplificar e globalizar o entendimento dos documentos utilizados pararepresentar as configuraes utilizadas para representar as configuraes das malhas deinstrumentao, normas foram criadas em diversos pases.No Brasil Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT) atravs de sua norma NBR8190 apresenta e sugere o uso de smbolos grficos para representao dos diversosinstrumentos e suas funes ocupadas nas malhas de instrumentao. No entanto, como dada a liberdade para cada empresa estabelecer/escolher a norma a ser seguida naelaborao dos seus diversos documentos de projeto de instrumentao outras soutilizadas. Assim, devido a sua maior abrangncia e atualizao, uma das normas maisutilizadas em projetos industriais no Brasil a estabelecida pela ISA (Instrument Society ofAmerica).A seguir sero apresentadas as normas ABNT e ISA, de forma resumida, e que seroutilizadas ao longo dos nossos trabalhos.

    4.1 - Simbologia Conforme Norma ABNT (NBR-8190)4.1.1 - Tipos de Conexes

    4.1.2 - Cdigo de Identificao de InstrumentosCada instrumento deve se identificar com um sistema de letras que o classifiquefuncionalmente (Tabela 2).

    Como exemplo, uma identificao representativa a seguinte:

    T RC 2 A1 letra Letras sucessivas N da cadeia Sufixo (normalmente no utilizado)

    Identificao Funcional Identificao da Cadeia

    1) Conexo do processo, ligao mecnica ou suprimentoao instrumento.

    2) Sinal pneumtico ou sinal indefinido para diagramas deprocesso.

    3) Sinal eltrico.

    4) Tubo capilar (sistema cheio).

    5) Sinal hidrulico.

    6) Sinal eletromagntico ou snico (sem fios).

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    TABELA 2 - SIGNIFICADO DAS LETRAS DE IDENTIFICAO

    PRIMEIRA LETRA LETRAS SUBSEQUENTESVarivel Medidaou inicial (3)

    Modificadora Funo deinformao oupassiva

    Funo final Modificadora

    A Analisador (4) - Alarme -B Chama de

    queimadorIndefinida Indefinida (1) Indefinida (1)

    C Condutividadeeltrica

    - - Controlador(12)

    -

    D Densidade oumassa especfica

    Diferencial (3) - - -

    E Tenso eltrica - Elemento primrio - -F Vazo Razo (frao) (3) - - -G Medida

    dimensional- Visor (8) - -

    H Comando Manual - - - Alto (6,14,15)I Corrente eltrica - Indicador (9) -J Potncia Varredura ou

    Seletor (6)- - -

    L Nvel Lmpada Piloto (10) - Baixo (6,14,15)M Umidade Mdio ou

    intermedirio (6.14)N(1) Indefinida Indefinida (1) Indefinida (1) Indefinida (1)O Indefinida (1) Orifcio de restrio - -P Presso ou vcuo Ponto de teste - -Q Quantidade ou

    eventoIntegrador outotalizador (3)

    - - -

    R Radioatividade - Registrador ouimpressor

    - -

    S Velocidade oufreqncia

    Segurana (7) Chave (12) -

    T Temperatura - - Transmissor -U Multivarivel (5) - * Multifuno (11) * Multifuno

    (11)* Multifuno (11)

    V Viscosidade - - Vlvula (12) -W Peso ou fora - Poo - -X(2) No classificada - No classificada No

    classificadaNo classificada

    Y Indefinida (1) - - Rel oucomputao(11, 13)

    -

    Z Posio - - Elemento finalde controle noclassificado

    -

    * Multifuno indica que um nico instrumento capaz de exercer mais de uma funo.

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    OBSERVAO:Os nmeros entre parnteses se referem s notas relativas que so dadas a seguir.NOTAS RELATIVAS1) As letras indefinidas so prprias para indicao de variveis no listadas que podem

    ser repetidas em um projeto particular. Se usada, a letra dever ter um significado comoprimeira-letra e outro significado como letra-subsequente. O significado precisar serdefinido somente uma vez e uma legenda para aquele respectivo projeto. Por exemplo: aletra N pode ser definida como Mdulo de Elasticidade na primeira-letra na letra-subsequente.

    2) A letra no-classificada, X, prpria para indicar variveis que sero usadas uma vez,ou de uso limitado. Se usada, a letra poder ter qualquer nmero de significados comoprimeira-letra e qualquer nmero de significados como letra-subsequente. Exceto paraseu uso como smbolos especficos, seu significado dever ser definido fora do crculo deidentificao no fluxograma. Por exemplo: XR-3 pode ser um registrador de vibrao,XR-2 pode ser um registrador de tenso mecnica e XX4 pode ser um osciloscpio detenso mecnica.

    3) Qualquer primeira-letra, se usada em combinao com as letras modificadoras D(diferencial), F (razo) ou Q (totalizao ou integrao), ou qualquer combinao, sertratada como uma entidade primeira-letra. Ento, instrumentos TDI e TI medem duasdiferentes variveis, que so: temperatura diferencial e temperatura.

    4) A primeira-letra A, para anlise, cobre todas as anlises no listadas na Tabela 1 e nocobertas pelas letras indefinidas. Cada tipo de anlise dever ser definido fora do seucrculo de indefinio no fluxograma. Smbolos tradicionalmente conhecidos como pH, O2,e CO, tm sido usados opcionalmente em lugar da primeira-letra A. Esta prtica podecausar confuso particularmente quando as designaes so datilografadas pormquinas que usam somente letras maisculas.

    5) O uso da primeira-letra U para multivariveis em lugar de uma combinao de primeira-letra opcional.

    6) O uso dos termos modificadores alto, baixo, mdio ou intermedirio e varredura ouseleo preferido, porm opcional.

    7) O termo segurana se aplicar somente para elementos primrios de proteo deemergncia e elementos finais de controle de proteo de emergncia. Ento, umavlvula auto-operada que previne a operao de um sistema acima da presso desejada,aliviando a presso do sistema, ser uma PCV, mesmo que a vlvula no operecontinuamente. Entretanto esta vlvula ser uma PSV se seu uso for para proteger osistema contra condies de emergncia, isto , condies que colocam em risco opessoal e o equipamento, ou ambos e que no se esperam acontecer normalmente. Adesignao PSV aplica-se para todas as vlvulas que so utilizadas para proteger contracondies de emergncia em termos de presso, no importando se a construo e omodo de operao da vlvula enquadram-se como vlvula de segurana, vlvula dealvio ou vlvula de segurana e alvio.

    8) A funo passiva visor aplica-se a instrumentos que do uma viso direta e nocalibrada do processo.

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    9) O termo indicador aplicvel somente quando houver medio de uma varivel. Umajuste manual, mesmo que tenha uma escala associada, porm desprovido de mediode fato, no deve ser designado indicador.

    10) Uma lmpada-piloto, que a parte de uma malha de instrumentos, deve ser designadapor uma primeira-letra seguida pela letra subsequente. Entretanto, se desejadoidentificar uma lmpada-piloto que no parte de uma malha de instrumentos, almpada-piloto pode ser designada da mesma maneira ou alternadamente por umasimples letra L. Por exemplo: a lmpada que indica a operao de um motor eltrico podeser designada com EL, assumindo que a tenso a varivel medida ou XL assumindo almpada atuada por contatos eltricos auxiliares do sistema de partida do motor, ouainda simplesmente L. A ao de uma lmpada-piloto pode ser acompanhada por umsinal audvel.

    11) O uso da letra-subsequente U para multifuno em lugar de uma combinao deoutras letras funcionais opcional.

    12) Um dispositivo que conecta, desconecta ou transfere um ou mais circuitos pode ser,dependendo das aplicaes, uma chave, um rel, um controlador de duas posies,ou uma vlvula de controle. Se o dispositivo manipula uma corrente fluida de processo eno uma vlvula de bloqueio comum atuada manualmente, deve ser designada comouma vlvula de controle. Para todas as outras aplicaes o equipamento designadocomo:

    a) uma chave, quando atuado manualmente;b) uma chave ou um controlador de duas posies, se automtico e se atuado

    pela varivel medida. O termo chave geralmente atribudo ao dispositivo que usado para atuar um circuito de alarme, lmpada piloto, seleo, intertravamentoou segurana. O termo controlador geralmente atribudo ao equipamento que usado para operao de controle normal;

    c) um rel, se automtico e no atuado pela varivel medida, isto , ele atuadopor uma chave ou por um controlador de duas posies.

    13) Sempre que necessrio as funes associadas como o uso da letra-subsequente Ydevem ser definidas fora do crculo de identificao. No necessrio esse procedimentoquando a funo por si s evidente, tal como no caso de uma vlvula solenide.

    14) O uso dos termos modificadores alto, baixo, mdio ou intermedirio, devecorresponder a valores das variveis medidas e no dos sinais, a menos que de outramaneira seja especificado. Por exemplo: um alarme de nvel alto derivado de umtransmissor de nvel de ao reversa um LAH, embora o alarme seja atuado quando osinal alcana um determinado valor baixo. Os termos podem ser usados em combinaesapropriadas..

    15) Os termos alto e baixo, quando aplicados para designar a posio de vlvulas, sodefinidos como:

    alto- denota que a vlvula est em ou aproxima-se da posio totalmente aberta;baixo- denota que a vlvula est em ou aproxima-se da posio totalmente fechada.

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    4.1.2 - Simbologia de Identificao de Instrumentos de Campo e Painel

    Smbolo Geral Montado Montado Montado de Instrumento localmente entre o painel em painel

    (campo) e o campo

    Montagem Local Montagem do painel

    Instrumento de Instrumento de funo nica funo nica

    Instrumento de Instrumento de funo mltipla funo mltipla

    4.1.2.1 - Instrumentao de Vazo

    Placa de orifcio

    Medidor Venturi

    Tubo Pitot

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    4.1.2.2 - Vlvula de Controle

    4.1.3 - Alguns Arranjos Tpicos de Instrumentos4.1.3.1 - Vazo

    Medidor de linha (Rotmetro)

    Transmissor de vazo

    Indicador de vazo (montagem local)

    Registrador de linha

    Registrador montado no painel e transmissor local comtransmisso pneumtica.

    Vlvula com atuador pneumtico de diafragma

    Vlvula com atuador eltrico (senoidal ou motor)

    Vlvula com atuador hidrulico ou pneumtico tipo pisto

    Vlvula manual

    Vlvula auto-operada de diafragma

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    4.1.3.2 - Presso

    Registrador de vazo com registrador depresso. Registradores no painel e transmissoreslocais com transmisso pneumtica.

    Controlador e registrador de vazocomandando vlvula de controle, comtransmisso pneumtica.Registrador no painel e transmissor local.

    Indicador de presso(manmetro)(montagem local)

    Registrador de presso nopainel.

    Registrador conectado a registrador de presso(montagem local)

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    4.1.3.3 - Temperatura

    Poo para termmetro ou termopar.

    Registrador-controlador de presso,comandando vlvula de controle, comtransmisso pneumtica. Registrador nopainel e transmissor local.

    Alarme de presso altamontagem local.

    Vlvula reguladora de pressoauto-atuada.

    Controlador de presso, tipo cego,comandando vlvula de controle,com transmisso pneumtica.

    Instrumento combinado de registroe controle de nvel, comandandovlvula de controle, comtransmisso pneumtica.Instrumento no painel transmissoresde locais.

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    Indicador de temperatura.

    Indicador de temperatura no painel comtransmisso eltrica.

    Indicador e registrador de temperatura nopainel, com transmisso eltrica.

    Registrador controlador de temperatura,no painel (com transmisso eltrica)comandando vlvula de controle, comtransmisso pneumtica.

    Controlador-indicador de temperatura,tipo expanso comandando vlvula decontrole, com transmisso pneumtica.

    Vlvula de controle auto-atuada.

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    4.1.3.4 - Nvel

    LT301

    LIC301

    LI301

    LCV-301

    Visor de Nvel

    Registrador de nvel no painel, com recepoeltrica e instrumento transmissor externo.

    Instrumento combinado: controlador, indicador denvel e transmissor, comandando vlvula decontrole, com indicador no painel e comtransmisso pneumtica.

    Controlador e registrador de nvelcomandando vlvula de controle comtransmisso pneumtica. Controlador nopainel e transmissor local.

    Instrumento combinado de registro e controle detemperatura no painel, comandando vlvula decontrole com transmisso pneumtica.

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    Alarme de nvel baixo, montagem local,com sinalizao no painel (transmissoeltrica).

    Instrumento combinadode registro e controle denvel, comandandovlvula de controle, comtransmisso pneumtica.Instrumento no paineltransmissores de locais.

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    4.2 - Simbologia Conforme Norma ISA4.2.1 - Finalidades4.2.1.1 - Informaes Gerais:As necessidades de procedimentos de vrios usurios so diferentes. A norma reconheceessas necessidades quando esto de acordo com os objetivos e fornece mtodosalternativos de simbolismo. Vrios exemplos so indicados para adicionar informaes ousimplificar o simbolismo.Os smbolos dos equipamentos de processo no fazem parte desta norma, porm soincludos apenas para ilustrar as aplicaes dos smbolos da instrumentao.

    4.2.2 - Aplicao na IndstriaO norma adequada para uso em indstrias qumicas, de petrleo, de gerao de energia,refrigerao, minerao, refinao de metal, papel e celulose e muitas outras.Algumas reas, tal como astronomia, navegao e medicina usam instrumentos toespecializados que so diferentes dos convencionais. No houve esforos para que a normaatendesse s necessidades dessas reas. Entretanto, espera-se que a mesma seja flexvelsuficientemente para resolver grande parte desse problema.

    4.3 - Aplicao nas atividades de trabalhoA norma adequada para uso sempre que qualquer referncia a um instrumento ou a umafuno de um sistema de controle for necessria com o objetivo de simbolizao deidentificao.Tais referncias podem ser aplicadas para as seguintes utilizaes (assim como outras):

    Projetos; exemplos didticos; material tcnico - papeis, literatura e discusses; diagramas de sistema de instrumentao, diagramas de malha, diagramas lgicos; descries funcionais; diagrama de fluxo: processo, mecnico, engenharia, sistemas, tubulao (processo)

    e desenhos/projetos de construo de instrumentao; Especificaes, ordens de compra, manifestaes e outras listas; Identificao de instrumentos (nomes) e funes de controle; Instalao, instrues de operao e manuteno, desenhos e registros.

    A norma destina-se a fornecer informaes suficientes a fim de permitir que qualquerpessoa, ao revisar qualquer documento sobre medio e controle de processo, possaentender as maneiras de medir e controlar o processo (desde que possua um certoconhecimento do assunto). No constitui pr-requisito para esse entendimento umconhecimento profundo/detalhado de um especialista em instrumentao.

    4.4 - Aplicao para Classes e Funes de InstrumentosAs simbologias e o mtodo de identificao desta norma so aplicveis para toda classe deprocesso de medio e instrumentao de controle. Podem ser utilizados no somente paraidentificar instrumentos discretos e suas funes, mas tambm para identificar funes

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    analgicas de sistemas que so denominados de vrias formas como Shared Display,Shared Control, Distribuided Control e Conputer Control.

    4.5 - Contedo da Identificao da FunoA norma composta de uma chave de funes de instrumentos para sua identificao esimbolizao. Detalhes adicionais dos instrumentos so melhor descritos em umaespecificao apropriada, folha de dados, ou outro documento utilizado que esses detalhesrequerem.

    4.6 - Contedo de Identificao da MalhaA norma abrange a identificao de um instrumento e todos outros instrumentos ou funesde controle associados a essa malha. O uso livre para aplicao de identificao adicionaltais como, nmero de serie, nmero da unidade, nmero da rea, ou outros significados.

    TABELA 3 - IDENTIFICATION LETTERSFIRST-LETTER (4) SECCENDING-LETTERS (3)

    MEASURED OR INITIATINGVARIABLE MODIFIER

    READOUT ORPASSIVE

    FUNCITIONOUTIPUT FUNCTION MODIFIER

    A Analysis (5,19) AlarmB Burner, Combustion Users Choice(1) Users Choice (1) Users Choice (1)C Users Choice (1) Control (13)D Users Choice (1) Differential (4)E Voltage Sensor (Primary

    Element)F Flow Rate Ratio

    (Francion) (4)G Users Choice (1) Glass, Viewing

    Device (9)H Hand High (7,15, 16)I Corrent (Electrical) Indicate (10)J Power Scan (7)K Time, Time Schedule Time Rate of

    Change (4, 21)Control Station (22)

    L Level Light (11) Low (7,15, 16)M Users Choice(1) Momentary (4) Middle, Intermediate (7,

    15)N Users Choice(1) Users Choice(1) Users Choice(1) Users Choice(1)O Users Choice(1) Orifice, RestrictionP Pressure, Vaccum Point (Test)

    ConnectionQ Quantity Integrate,

    Totalize (4)R Radioation Recorder (17)S Speed, Frequency Safety (8) Switch (13)T Temperature Transmit (18)U Multivariable (6) Multifunction (12) Multifunction(12) Multifunction (12)V Vibration, Mechanical

    Analysis (19)Vlve, Damper, Louver(13)

    W Weight, Force WellX Unclassified (2) X Axis Unclassified (2) Unclassified (2) Unclassified (2)Y Event, State or Presence (20) Y Axis Relay, Compute,

    Convert (13, 14, 18)Z Position, Dimension Z Axis Driver, Actuator,

    Unclassified FinalControl Element

    Note: Numbers in parentheses refer to specific explanatory notes on pages 15 and 16.

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    4.7 - Smbolos de Linha de InstrumentosTodas as linhas so apropriadas em relao s linhas do processo de tubulao:( 1 ) alimentao do instrumento * ou conexo ao processo.( 2 ) sinal indefinido.( 3 ) sinal pneumtico. **( 4 ) sinal eltrico.( 5 ) sinal hidrulico.( 6 ) tubo capilar.( 7 ) sinal snico ou eletromagntico (guiado).***( 8 ) sinal snico ou eletromagntico (no guiado). ***( 9 ) conexo interna do sistema (software ou data link).( 10 ) conexo mecnica.

    4.7.1 - Smbolos opcionais binrios (ON - OFF)( 11 ) sinal binrio pneumtico( 12 ) sinal binrio eltrico

    Nota: OU significa escolha do usurio. Recomenda-se coerncia.* Sugerimos as seguintes abreviaturas para denotar os tipos de alimentao. Essasdesignaes podem ser tambm aplicadas para suprimento de fluidos.AS - suprimento de ar

    IA - ar do instrumentoPA - ar da planta

    ES - alimentao eltricaGS - alimentao de gsHS - suprimento hidrulicoNS - suprimento de nitrognioSS - suprimento de vaporWS - suprimento de gua

    O valor do suprimento pode ser adicionado linha de suprimento do instrumento; exemplo:AS-100, suprimento de ar 100-psi; ES-24DC; alimentao eltrica de 24VDC.** O smbolo do sinal pneumtico se aplica para utilizao de sinal, usando qualquer gs.*** Fenmeno eletromagntico inclui calor, ondas de rdio, radiao nuclear e luz.

    opes

    OU

    OU

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    4.8 - Smbolos Gerais de Instrumentos ou de Funes

    Localizao primria

    *** Normalmenteacessvel ao operador

    Montagem do Campo

    Localizao Auxiliar

    *** Normalmenteacessvel ao operador

    Instrumentosdiscretos

    1

    *

    2 3

    Displaycompartilhado,

    controlecompartilhado

    4 5 6

    Funo emcomputador

    7 8 9

    Controle LgicoProgramvel

    10 11 12

    13 14

    Instrumento comnmeros de identificao

    grandes

    15

    Instrumentos montadosno mesmo alojamento****

    16

    Luz Piloto

    17

    Ponto de teste montadono painel

    18

    *****

    Purga

    19 20

    diafragma de selagem

    21 *******

    Intertravamento lgicoindefinido

    GTE2584-23

    C 12 P

    i

    IPI **

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    * O tamanho do smbolo pode variar de acordo com a necessidade do usurio e do tipodo documento. Sugerimos acima um tamanho de quadrado e crculo para diagramasgrandes. Recomenda-se coerncia.

    ** As abreviaturas da escolha do usurio, tal como IPI (painel do instrumento n 1), IC2(console do instrumento n 2). CC3 (console do computador n 3) etc... podem serusados quando for necessrio especificar a localizao do instrumento ou da funo.

    *** Normalmente, os dispositivos de funes inacessveis ou que se encontram na partetraseira do painel podem ser demonstrados atravs dos mesmos smbolos porm, comlinhas horizontais usando-se os pontilhados.Exemplo:

    **** No obrigado mostrar um alojamento comum.***** O desenho (losango) apresenta metade do tamanho de um losango grande.****** Veja ANSI/ISA padro S5.2 para smbolos lgicos especficos.

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    ANEXO AModulao Analgica e Digital

    Os dados que trafegam pelo computador so digitais, e so representados por dois valores distintos detenso eltrica. Um valor representa o bit 1, e o outro valor representa o bit 0. Na figura 1 vemos umaseqncia de bits e a sua representao atravs de tenses eltricas apropriadas. Observe que aseqncia um sinal matemtico, tratado pelo microprocessador. O sinal digital uma seqnciaeletrnica, na forma de uma tenso eltrica que varia ao longo do tempo, com o objetivo derepresentar a seqncia de bits. Um sinal digital nada mais que uma tenso varivel que assume doisvalores tpicos para representar os bits 0 e 1.

    Figura 1 - Seqncia binria e o sinal digital que a representa.

    As comunicaes na instrumentao eletrnica so feitas atravs de um nico sinal eltrico(4~20mA),e por isso utilizam apenas um par de fios. No podemos, por exemplo, transferir dados por essas linhasno formato paralelo (vrios bits de uma s vez), mas sim, no formato serial (um bit de cada vez). Ainterface serial o meio natural para transmitir e receber dados por linhas telefnicas, j quetransmitem ou recebem um bit de cada vez. Na figura 1, as tenses eltricas de +12 e -12 volts sotpicas das interfaces seriais existentes nos PCs(computadores pessoais).Infelizmente, cabos de instrumentao no possuem caractersticas eltricas que permitam transmitirsinais digitais, mas sim, sinais analgicos. Ao contrrio dos sinais digitais, que assumem tipicamentedois valores de tenso eltrica, os sinais analgicos podem assumir infinitos valores de tenso eltrica.A figura 2 mostra o aspecto de um sinal analgico. Observe que o valor da sua tenso eltrica variabastante, assumindo amplitudes baixas e altas. O sinal digital, por sua vez, mantm seu valorpraticamente constante durante pequenos intervalos de tempo, variando apenas em perodos detransio ainda mais curtos.

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    Figura 2 - Aspecto de um sinal analgico.

    Se tentarmos ligar em um cabo de instrumentao, o sinal digital proveniente de uma interface serial,ocorrer uma grande distoro. At alguns metros, este sinal pode trafegar sem grandes distores,mas com distncias maiores, o sinal fica cada vez mais degradado. A figura 3 mostra este tipo dedegradao.

    Figura 3 - Sinal digital original e distorcido em um cabo comum.

    A soluo para transmitir um sinal digital por um cabo simples, sem apresentar distores, usandoum processo conhecido como modulao e demodulao. Na modulao, o sinal digital transformado em analgico, e assim pode trafegar em um cabo simples sem apresentar distores. Aoser recebido no seu destino, o sinal demodulado, voltando a assumir a forma digital.Existem vrios mtodos de modulao. A figura 4 mostra um sistema de modulao bem simples, noqual cada bit representado por um sinal analgico senoidal com uma determinada freqncia.Observe que o bit 1 convertido em uma freqncia maior, ou seja, varia mais rpido. O bit 0 convertido em um sinal de freqncia mais baixa, ou seja, varia mais lentamente.

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    Figura 4 - Modulao de um sinal digital.

    Existem muitos tipos de modulao analgico/digital.

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    ANEXO B

    Field Bus1. Introduo

    A instalao e manuteno de sistemas de controle tradicionais implicamem altos custos principalmente quando se deseja ampliar uma aplicao onde sorequeridos alm dos custos de projeto e equipamento, custos com cabeamento destesequipamentos unidade central de controle.De forma a minimizar estes custos e aumentar a operacionalidade de umaaplicao introduziu-se o conceito de rede para interligar os vrios equipamentos de umaaplicao. A utilizao de redes em aplicaes industriais prev um significativo avanonas seguintes reas:

    Custos de instalao Procedimentos de manuteno Opes de upgrades Informao de controle de qualidade

    A opo pela implementao de sistemas de controle baseados em redes,requer um estudo para determinar qual o tipo de rede que possui as maiores vantagens deimplementao ao usurio final, que deve buscar uma plataforma de aplicao compatvelcom o maior nmero de equipamentos possveis.Redes industriais so padronizadas sobre 3 nveis de hierarquias cada qualresponsvel pela conexo de diferentes tipos de equipamentos com suas prpriascaractersticas de informao (ver Figura 1.1).O nvel mais alto, nvel de informao da rede, destinado a umcomputador central que processa o escalonamento da produo da planta e permiteoperaes de monitoramento estatstico da planta sendo implementado, geralmente, porsoftwares gerenciais (MIS). O padro Ethernet operando com o protocolo TCP/IP omais comumente utilizado neste nvel.

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    Figura 1.1 - Nveis de redes industriais

    O nvel intermedirio, nvel de controle da rede, a rede central localizadana planta incorporando PLCs, DCSc e PCs. A informao deve trafegar neste nvel emtempo real para garantir a atualizao dos dados nos softwares que realizam a supervisoda aplicao.O nvel mais baixo, nvel de controle discreto, se refere geralmente sligaes fsicas da rede ou o nvel de I/O. Este nvel de rede conecta os equipamentos debaixo nvel entre as partes fsicas e de controle. Neste nvel encontram-se os sensoresdiscretos, contatores e blocos de I/O.As redes de equipamentos so classificadas pelo tipo de equipamentoconectado a elas e o tipo de dados que trafega pela rede. Os dados podem ser bits, bytesou blocos. As redes com dados em formato de bits transmitem sinais discretos contendosimples condies ON/OFF. As redes com dados no formato de byte podem conterpacotes de informaes discretas e/ou analgicas e as redes com dados em formato debloco so capazes de transmitir pacotes de informao de tamanhos variveis.Assim, classificam-se as redes quanto ao tipo de rede de equipamento e osdados que ela transporta como (ver Figura 1.2): rede sensorbus - dados no formato de bits rede devicebus - dados no formato de bytes rede fieldbus - dados no formato de pacotes de mensagens

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    Figura 1.2 - Classificao das redes

    A rede sensorbus conecta equipamentos simples e pequenos diretamente rede. Os equipamentos deste tipo de rede necessitam de comunicao rpida em nveisdiscretos e so tipicamente sensores e atuadores de baixo custo. Estas redes no almejamcobrir grandes distncias, sua principal preocupao manter os custos de conexo tobaixos quanto for possvel. Exemplos tpicos de rede sensorbus incluem Seriplex, ASI eINTERBUS Loop.A rede devicebus preenche o espao entre redes sensorbus e fieldbus epode cobrir distncias de at 500 m. Os equipamentos conectados a esta rede tero maispontos discretos, alguns dados analgicos ou uma mistura de ambos. Alm disso, algumasdestas redes permitem a transferncia de blocos em uma menor prioridade comparado aosdados no formato de bytes. Esta rede tem os mesmos requisitos de transferncia rpida dedados da rede de sensorbus, mas consegue gerenciar mais equipamentos e dados. Algunsexemplos de redes deste tipo so DeviceNet, Smart Distributed System (SDS), ProfibusDP, LONWorks e INTERBUS-S.A rede fieldbus interliga os equipamentos de I/O mais inteligentes e podecobrir distncias maiores. Os equipamentos acoplados rede possuem inteligncia paradesempenhar funes especficas de controle tais como loops PID, controle de fluxo deinformaes e processos. Os tempos de transferncia podem ser longos mas a rede deveser capaz de comunicar-se por vrios tipos de dados (discreto, analgico, parmetros,programas e informaes do usurio). Exemplo de redes fieldbus incluem IEC/ISA SP50,Fieldbus Foundation, Profibus PA e HART.Os tipos de equipamentos que cada uma destas classes agrupam podem servistos na Figura 1.3.

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    1.3. DefiniesFIELDBUS um sistema de comunicao digital bidirecional (Figura 1.4)que permite a interligao em rede de mltiplos instrumentos diretamente no camporealizando funes de controle e monitorao de processo e estaes de operao (IHM)atravs de softwares supervisrios.

    Figura 1.4 - Comunicao digital bidirecional

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    Exerccios de Instrumentao Bsica - Introduo

    1) Quanto ao sinal de transmisso , quais as vantagens e desvantagens:- do sinal pneumtico sobre o eletrnico analgico?- do sinal eletrnico digital sobre o eletrnico analgico?- do sinal por ondas de rdio sobre o eletrnico analgico?

    2) Qual o motivo para que a maior parte dos sinais de transmisso comecem com um valor maior que zero(exp: 1~5 Volts , 4~20 mA, 0.2 ~ 1.0 kgf/cm2 , 3 ~ 15 PSI) ?

    3) Por que existe um limite da quantidade ou resistncia mxima, de equipamentos que podem ser conectadosem srie (as transmisses de sinais por corrente) ?

    4) Cite a funo de cada componente das malhas abaixo:

    a)

    b)

    c)

    d)

    e)

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    f)

    g)

    h)

    5) Faa um diagrama de interligao dos instrumentos/dispositivos de uma malha de controle paramedio e controle de vazo contendo: placa de orifcio, transmissor diferencial de presso,extrator de raiz quadrada, controlador, registrador, integrador e vlvula de controle. Utilize anorma ABNT e instrumentos/sinais eletrnicos.

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    MEDIO DE PRESSO

    1 - INTRODUOComo j foi escrito, a instrumentao a cincia que se ocupa em desenvolver e aplicartcnicas de medio, indicao, registro e controle de processos de transformao, visandoa otimizao da eficincia dos mesmos. Essas tcnicas so normalmente suportadasteoricamente em princpios fsicos e ou fsico-qumicos e utiliza-se das mais avanadastecnologias de fabricao para viabilizar os diversos tipos de medio de variveisindustriais. Dentre essas variveis encontra-se a presso cuja medio possibilita no ssua monitorao e controle como tambm de outras variveis tais como nvel, vazo edensidade. Assim por ser sua compreenso bsica para o entendimento de outras reas dainstrumentao iniciaremos revisando alguns conceitos fsicos importantes para medio depresso.

    2 - DEFINIES BSICAS

    2.1 - SlidoToda matria cuja forma no muda facilmente quando submetida uma fora.

    2.2 - LquidosToda matria cuja forma pode ser mudada facilmente quando submetida uma fora, pormsem mudar o volume.

    2.3 - GsToda matria cuja forma e volume podem ser mudadas facilmente quando submetida fora.

    2.4 - FluidoToda matria cuja forma pode ser mudada e por isso capaz de se deslocar. Ao ato de sedeslocar caracterizado como escoamento e assim chamado de fluido.

    2.5 - Massa EspecficaTambm chamada de densidade absoluta a relao entre a massa e o volume de umadeterminada substncia. representada pela letra R () e no SI pela unidade (kg/m3).

    2.6 - Densidade RelativaRelao entre massa especfica de uma substncia A e a massa especfica de umasubstncia de referncia, tomadas mesma condio de temperatura e presso.

    Nota:1 - Para lquidos a densidade de uma substncia tem como referncia a gua destilada a

    4C e 1 atm cujo valor foi convencionado ser igual a unidade.

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    2 - Para gases e vapores a densidade de uma substncia tem como referncia o ar a 15C e1 atm cujo valor foi convencionado ser igual a unidade.

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    2.7 - Peso EspecficoRelao entre peso e o volume de uma determinada substncia. representado pela letragama () e cuja unidade usual kgf/m3.

    2.8 - Gravidade EspecficaRelao entre a massa de uma substncia e a massa de um mesmo volume de gua,ambos tomadas mesma temperatura.

    3 - PRINCPIOS, LEIS E TEOREMAS DA FSICA UTILIZADAS NA MEDIO DEPRESSO

    3.1 - Lei da Conservao de Energia (Teorema de Bernoulli)Esse teorema foi estabelecido por Bernoulli em 1738 e relaciona as energias potenciais ecinticas de um fluido ideal ou seja, sem viscosidade e incompressvel. Atravs desseteorema pode-se concluir que para um fluido perfeito, toda forma de energia pode sertransformada em outra, permanecendo constante sua somatria ao longo de uma linha decorrente. Assim sua equao representativa :

    P1 + . V21 + . g . h1 = P2 + . V22 + g . h2 = cte

    Essa equao pode ser simplificada em funo das seguintes situaes:

    a) Se a corrente for constante na direo horizontal, teremos:P1 + . V21 = P2 + . V22 = cte

    b) Se a velocidade nula e assim o fluido se encontra em repouso, teremos:P1 + gh1 = P2 + gh2 = cte

    3.2 - Teorema de Stevin

    Esse teorema foi estabelecido por STEVIN e relaciona as presses estticas exercidas porum fluido em repouso com a altura da coluna do mesmo em um determinado reservatrio.Seu enunciado diz:

    A diferena de presso entre dois pontos de um fluido em repouso igual ao produto dopeso especfico do fluido pela diferena de cota entre os dois pontos.

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    Fig. 13.3 - Princpio de PascalA presso exercida em qualquer ponto de um lquido em forma esttica, se transmiteintegralmente em todas as direes e produz a mesma fora em reas iguais.Devido serem os fluidos praticamente incompressveis, a fora mecnica desenvolvida emum fluido sob presso pode ser transmitida.

    Fig. 2

    Se aplicarmos uma fora F1 = 10 kgf sobre o pisto 1, o pisto 2 levantar um peso de 50kgf devido ter o mesmo uma rea 5 vezes maior que a rea do pisto 1.

    P1 = F1 e P2 = F2 como P1 = P2 F1 = F2 A1 A2 A1 A2

    Outra relao:

    O volume deslocado ser o mesmo.V1 = A1 x h1 V2 = A2 x h2 A1 x h1 = A2h2

    Exemplo:Sabendo-se que F1 = 20 kgf, A1 = 100 cm2 e A2 = 10cm2, calcular F2.

    F1 = F2 F2 = F1 x A2 = 20 x 10 kfg x cm2 F2 = 2 kgfA1 A2 A1 100 cm2

    P2 - P1 = P = (h2 - h1) .

    Observao1. Este teorema s vlido para fluidos em repouso.2. A diferena de cotas entre dois pontos deve ser feita navertical.

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    3.4 - Equao ManomtricaEsta equao relaciona as presses aplicadas nos ramos de uma coluna de medio ealtura de coluna do lquido deslocado. A equao apresenta-se como a expressomatemtica resultante dessa relao.

    Fig. 3

    P1 + (h1 . ) = P2 + (h2 . ) P1 - P2 = . (h2 - h1)

    4 - DEFINIO DE PRESSOPode ser definida como sendo a relao entre uma fora aplicada perpendicularmente (90) uma rea (fig. 4) e expressa pela seguinte equao:

    P = F = Fora 10 KgfA rea

    1 cm

    1 cm Fig. 4 Exemplo de aplicao de uma fora em uma superfcie (10 Kgf/cm2).

    A presso pode ser tambm expressa como a somatria da presso esttica e pressodinmica e assim chamada de presso total.

    4.1 - Presso Esttica a presso exercida em um ponto, em fluidos estticos, que transmitida integralmente emtodas as direes e produz a mesma fora em reas iguais.

    4.2 - Presso Dinmica a presso exercida por um fluido em movimento paralelo sua corrente. A pressodinmica representada pela seguinte equao:

    Pd = 1 . . V2 (N/m2) 2

    4.3 - Presso total a presso resultante da somatria das presses estticas e dinmicas exercidas por umfluido que se encontra em movimento.

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    4.4 - Tipos de Presso MedidasA presso medida pode ser representada pela presso absoluta, manomtrica oudiferencial. A escolha de uma destas trs depende do objetivo da medio. A seguir serdefinido cada tipo, bem como suas inter-relaes e unidades utilizadas para represent-las.

    4.4.1 - Presso absoluta a presso positiva a partir do vcuo perfeito, ou seja, a soma da presso atmosfrica dolocal e a presso manomtrica. Geralmente coloca-se a letra A aps a unidade. Mas quandorepresentamos presso abaixo da presso atmosfrica por presso absoluta, esta denominada grau de vcuo ou presso baromtrica.

    4.4.2 - Presso manomtrica a presso medida em relao presso atmosfrica existente no local, podendo serpositiva ou negativa. Geralmente se coloca a letra G aps a unidade para represent-la.Quando se fala em uma presso negativa, em relao a presso atmosfrica chamamospresso de vcuo.

    4.4.3 - Presso diferencial o resultado da diferena de duas presses medidas. Em outras palavras, a pressomedida em qualquer ponto, menos no ponto zero de referncia da presso atmosfrica.

    4.4.4 - Relao entre Tipos de Presso MedidaA figura abaixo mostra graficamente a relao entre os trs tipos de presso medida.

    Fig. 5 - Relao entre tipos de presso.

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    4.5 - Unidades de Presso

    A presso possui vrios tipos de unidade. Os sistemas de unidade MKS, CGS, gravitacionale unidade do sistema de coluna de lquido so utilizados tendo como referncia a pressoatmosfrica e so escolhidas, dependendo da rea de utilizao, tipos de medida depresso, faixa de medio, etc.

    Em geral so utilizados para medio de presso, as unidades Pa, N/m, kgf/cm, mHg,mH2O, lbf/pol2, Atm e bar.

    A seleo da unidade livre, mas geralmente deve-se escolher uma grandeza para que ovalor medido possa estar na faixa de 0,1 a 1000. Assim, as sete unidades anteriormentemencionadas, alm dos casos especiais, so necessrias e suficiente para cobrir as faixasde presso utilizadas no campo da instrumentao industrial. Suas relaes podem serencontradas na tabela de converso a seguir.

    TABELA 1 - Converso de Unidades de Presso

    Kgf/cm lbf/pol BAR Pol Hg Pol H2O ATM mmHg mmH2O kpa

    Kgf/cm 1 14,233 0,9807 28,96 393,83 0,9678 735,58 10003 98,0665

    lbf/pol 0,0703 1 0,0689 2,036 27,689 0,068 51,71 70329 6,895

    BAR 1,0197 14,504 1 29,53 401,6 0,98692 750,06 10200 100

    Pol Hg 0,0345 0,4911 0,03386 1 13,599 0,0334 25,399 345,40 3,3863

    Pol H2O 0,002537 0,03609 0,00249 0,07348 1 0,002456 1,8665 25,399 0,24884

    ATM 1,0332 14,696 1,0133 29,921 406,933 1 760,05 10335 101,325

    mmHg 0,00135 0,019337 0,00133 0,03937 0,5354 0,001316 1 13,598 0,13332

    mmH2O 0,000099 0,00142 0,00098 0,00289 0,03937 0,00009 0,07353 1 0,0098

    Kpa 0,010197 0,14504 0,01 0,29539 4,0158 0,009869 7,50062 101,998 1

    H2O 60F Hg 32F

    5 - TCNICAS DE MEDIO DE PRESSO

    5.1 - IntroduoA medio de uma varivel de processo feita, sempre, baseada em princpios fsicos ouqumicos e nas modificaes que sofrem as matrias quando sujeitas s alteraesimpostas por essa varivel. A medio da varivel presso pode ser realizada baseada emvrios princpios, cuja escolha est sempre associada s condies da aplicao. Nessetpico sero abordadas as principais tcnicas e princpios de sua medio com objetivo defacilitar a anlise e escolha do tipo mais adequado para cada aplicao.

    5.2 Composio dos Medidores de PressoOs medidores de presso de um modo geral podem ser divididos em trs partes, sendofabricado pela associao destas partes ou mesmo incorporado a conversores e airecebendo o nome de transmissores de presso. As trs partes so:

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    Elemento de recepo:Aquele que recebe a presso a ser medida e a transforma em deslocamento ou fora (ex:bourdon, fole, diafragma).

    Elemento de transferncia:Aquele que amplia o deslocamento ou a fora do elemento de recepo ou que transforma omesmo em um sinal nico de transmisso do tipo eltrica ou pneumtica, que enviada aoelemento de indicao (ex: links mecnicos, rel piloto, amplificadores operacionais).

    Elemento de indicao:Aquele que recebe o sinal do elemento de transferncia e indica ou registra a pressomedida (ex: ponteiros, displays) .

    5.3 - Principais Tipos de Medidores

    5.3.1 - ManmetrosSo dispositivos utilizados para indicao local de presso e em geral divididos em duaspartes principais: o manmetro de lquidos, que utiliza um lquido como meio para se medir apresso, e o manmetro tipo elstico que utiliza a deformao de um elemento elsticocomo meio para se medir presso.A tabela 2 classifica os manmetros de acordo com os elementos de recepo.

    TIPOS DE MANMETRO ELEMENTOS DE RECEPO

    MANMETROS DE LQUIDOS TIPO TUBO EM UTIPO TUBO RETOTIPO TUBO INCLINADO

    MANMETRO ELSTICO TIPO TUBO DE BOURDON TIPO C TIPO ESPIRAL TIPO HELICOIDALTIPO DIAFRAGMATIPO FOLETIPO CPSULA

    5.3.1.1 - Manmetro de Lquidoa) Princpio de funcionamento e construo: um instrumento de medio e indicao local de presso baseado na equaomanomtrica. Sua construo simples e de baixo custo. Basicamente constitudo portubo de vidro com rea seccional uniforme, uma escala graduada, um lquido de enchimentoe suportados por uma estrutura de sustentao.

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    O valor de presso medida obtida pela leitura da altura de coluna do lquido deslocado emfuno da intensidade da referida presso aplicada.

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    b) Lquidos de enchimentoA princpio qualquer lquido com baixa viscosidade, e no voltil nas condies de medio,pode ser utilizado como lquido de enchimento. Entretanto, na prtica, a gua destilada e omercrio so os lquidos mais utilizados nesses manmetros.

    c) Faixa de medioEm funo do peso especfico do lquido de enchimento e tambm da fragilidade do tubo devidro que limita seu tamanho, esse instrumento utilizado somente para medio de baixaspresses.Em termos prticos, a altura de coluna mxima disponvel no mercado de 2 metros eassim a presso mxima medida de 2 mH2O caso se utilize gua destilada, e 2 mHg comutilizao do mercrio.

    d) Condio de leitura (formao de menisco)O mercrio e a gua so os lquidos mais utilizados para os manmetros de lquidos e temdiferentes formas de menisco (Fig. 6). No caso do mercrio, a leitura feita na parte de cimado menisco, e para a gua na parte de baixo do menisco. A formao do menisco devidoao fenmeno de tubo capilar, que causado pela tenso superficial do lquido e pela relaoentre a adeso lquido-slido e a coeso do lquido.Num lquido que molha o slido (gua) tem-se uma adeso maior que a coeso. A ao datenso superficial neste caso obriga o lquido a subir dentro de um pequeno tubo vertical.Para lquidos que no molham o slido (mercrio), a tenso superficial tende a rebaixar omenisco num pequeno tubo vertical. A tenso superficial dentro do tubo no tem relaocom a presso, precisando assim de compensao.

    Fig. 6 - Forma de menisco

    O valor a ser compensado em relao ao dimetro interno do tubo d aproximadamente:

    Mercrio - somar 14 no valor da leitura d

    gua - somar 30 no valor da leitura d

    d amplamente utilizado na faixa de 6 ~ 10mm. Na faixa de 6mm, o valor muito grandeou seja, 2,3mm para mercrio e 5mm para gua.Assim, quando a presso de medio zero se pode confirmar a posio do menisco. Nesteinstante. Mede-se a altura em que a parte de cima ou a parte de baixo mudam pela presso.

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    Neste caso no preciso adicionar a compensao.Quanto ao limite mnimo que se pode ler em uma escala graduada a olho n, este deaproximadamente 0,5 mm. Assim, na prtica, o valor mais utilizado para diviso de umaescala de 1mm para manmetro de lquido de uso geral e de 0,1mm (com escalasecundria) para manmetro padro.e) Influncia da temperatura na leituraComo a medio de presso utilizando manmetro de lquido depende do peso especficodo mesmo, a temperatura do ambiente onde o instrumento est instalado ir influenciar noresultado da leitura e portanto sua variao, caso ocorra, deve ser compensada.Isto necessrio, pois na construo da escala levado em considerao a massaespecfica do lquido a uma temperatura de referncia.Se o lquido utilizado for o mercrio, normalmente considera-se como temperatura dereferncia 0C e assim sua massa especfica ser 13.595,1 kg/m3.Se for gua destilada o lquido utilizado considera-se como temperatura de referncia 4C eassim sua massa especfica ser 1.000,0 kg/cm3.Na prtica, utiliza-se a temperatura de 20C como referncia e esta deve ser escrita naescala de presso.Outra influncia da temperatura na medio de presso por este instrumento nocomprimento da escala que muda em funo de sua variao e em leituras precisas deveser tambm compensada.

    6 - TIPOS DE MANMETRO LQUIDO6.1 - Manmetro tipo Coluna em UO tubo em U um dos medidores de presso mais simples entre os medidores para baixapresso. constitudo por um tubo de material transparente (geralmente vidro) recurvadoem forma de U e fixado sobre uma escala graduada. A figura 7 mostra trs formas bsicas.

    Fig. 7 - Manmetro tipo coluna U

    No tipo ( a ), o zero da escala est no mesmo plano horizontal que a superfcie do lquidoquando as presses P1 e P2 so iguais. Neste caso, a superfcie do lquido desce no lado dealta presso e, consequentemente sobe no lado de baixa presso. A leitura se faz, somandoa quantidade deslocada a partir do zero nos lados de alta e baixa presso.

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    No tipo ( b ), o ajuste de zero feito em relao ao lado de alta presso. Neste tipo hnecessidade de se ajustar a escala a cada mudana de presso.

    No tipo ( c ) a leitura feita a partir do ponto mnimo da superfcie do lquido no lado de altapresso, subtrada do ponto mximo do lado de baixa presso.A leitura pode ser feita simplesmente medindo o deslocamento do lado de baixa presso apartir do mesmo nvel do lado de alta presso, tomando como referncia o zero da escala.

    A faixa de medio de aproximadamente 0 ~ 2000 mmH2O/mmHg.

    6.2 - Manmetro tipo Coluna Reta VerticalO emprego deste manmetro idntico ao do tubo em U.Nesse manmetro as reas dos ramos da coluna so diferentes, sendo a presso maioraplicada normalmente no lado da maior rea.Essa presso, aplicada no ramo de rea maior provoca um pequeno deslocamento dolquido na mesma, fazendo com que o deslocamento no outro ramo seja bem maior, face ovolume deslocado ser o mesmo e sua rea bem menor. Chamando as reas do ramo reto edo ramo de maior rea de a e A respectivamente e aplicando presses P1 e P2 em suasextremidades teremos pela equao manomtrica:

    P1 - P2 = (h2 + h1)Como o volume deslocado o mesmo, teremos:

    A . h1 = a . h2 h1 = a . h2A

    Substituindo o valor de h1 na equao manomtrica, teremos:

    P1 - P2 = . h2 (1 + a ) A

    Como A muito maior que a, equao anterior pode ser simplificado e reescrita. Assimteremos a seguinte equao utilizada para clculo da presso.

    P1 - P2 = . h2

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    Fig. 8 - Manmetro tipo coluna reta vertical

    6.3 - Manmetro tipo Coluna InclinadaEste Manmetro utilizado para medir baixas presses na ordem de 50 mmH2O. Suaconstruo feita inclinando um tubo reto de pequeno dimetro, de modo a medir com boapreciso presses em funo do deslocamento do lquido dentro do tubo. A vantagemadicional a de expandir a escala de leitura o que muitas vezes conveniente paramedies de pequenas presses com boa preciso( 0,02 mmH2O).

    A figura 9 representa o croqui construtivo desse manmetro, onde o ngulo deinclinao e a e A so reas dos ramos.

    P1 e P2 so as presses aplicadas, sendo P1 > P2.Sendo a quantidade deslocada, em volume, a mesma e tendo os ramos reas diferentes,teremos:

    P1 - P2 = . l ( a + sen ) pois h2 = l . sen A

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    Fig. 9 - Manmetro tipo tubo inclinado

    Consequentemente, a proporo da diferena entre as alturas das duas superfcies dolquido :

    1 = 1 = 1 h h1 + h2 a + sen

    A

    O movimento da superfcie do lquido ampliado de 1 __ vezes para cada tipo de tuboreto. a sen

    A

    Quanto menores forem a/A e , maior ser a taxa de ampliao. Devido s influncias dofenmeno de tubo capilar, uniformidade do tubo, etc. recomendvel utilizar o grau deinclinao de aproximadamente 1/10. A leitura neste tipo de manmetro feita com omenismo na posio vertical em relao ao tubo reto. O dimetro interno do tubo reto de 2~ 3mm, a faixa de utilizao de aproximadamente 10 ~ 50mm H2O, e utilizado comopadro nas medies de micropresso.

    6.4 - APLICAOOs manmetros de lquido foram largamente utilizados na medio de presso, nvel evazo nos primrdios da instrumentao. Hoje, com o advento de outras tecnologias quepermitem leituras remotas, a aplicao destes instrumentos na rea industrial se limite alocais ou processos cujos valores medidos no so cruciais no resultado do processo ou alocais cuja distncia da sala de controle inviabiliza a instalao de outro tipo de instrumento.Porm, nos laboratrios de calibrao que ainda encontramos sua grande utilizao, poispodem ser tratados como padres.

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    7 - MANMETRO TIPO ELSTICO

    Este tipo de instrumento de medio de presso baseia-se na lei de Hooke sobreelasticidade dos materiais.Em 1676, Robert Hook estabeleceu essa lei que relaciona a fora aplicada em um corpo e adeformao por ele sofrida. Em seu enunciado ele disse: o mdulo da fora aplicada em umcorpo proporcional deformao provocada.Essa deformao pode ser dividida em elstica (determinada pelo limite de elasticidade), eplstica ou permanente.Os medidores de presso tipo elstico so submetidos a valores de presso sempre abaixodo limite de elasticidade, pois assim cessada a fora a ele submetida o medidor retorna asua posio inicial sem perder suas caractersticas.

    Esses medidores podem ser classificados em dois tipos, quais sejam:1) Conversor da deformao do elemento de recepo de presso em sinal eltrico ou

    pneumtico.2) Indicador/amplificador da deformao do elemento de recepo atravs da converso de

    deslocamento linear em ngulos utilizando dispositivos mecnicos.

    a) Funcionamento do medidor tipo elsticoO elemento de recepo de presso tipo elstico sofre deformao tanto maior quanto apresso aplicada. Esta deformao medida por dispositivos mecnicos, eltricos oueletrnicos.

    O elemento de recepo de presso tipo elstico, comumente chamado de manmetro, aquele que mede a deformao elstica sofrida quando est submetido a uma foraresultante da presso aplicada sobre uma rea especfica.Essa deformao provoca um deslocamento linear que convertido de forma proporcional aum deslocamento angular atravs de mecanismo especfico. Ao deslocamento angular anexado um ponteiro que percorre uma escala linear e cuja faixa representa a faixa demedio do elemento de recepo.

    b) Principais tipos de elementos de recepoA tabela abaixo mostra os principais tipos de elementos de recepo utilizados na mediode presso baseada na deformao elstica, bem como sua aplicao e faixa recomendvelde trabalho.

    ELEMENTO RECEPO DEPRESSO

    APLICAO / RESTRIO FAIXA DE PRESSO(MX)

    Tubo de Bourdon No apropriado paramicropresso

    ~ 1000 kgf/cm2

    Diafragma Baixa presso ~ 3 kgf/cm2

    Fole Baixa e mdia presso ~ 10 kgf/cm2

    Cpsula Micropresso ~ 300 mmH2O

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    7.1 - Manmetro Tubo Bourdon

    a) Construo e caracterstica do tubo de BourdonTubo de Bourdon consiste em um tubo com seo oval, que poder estar disposto em formade C, espiral ou helicoidal (Fig. 13), tem uma de sua extremidade fechada, estando a outraaberta presso a ser medida.

    Com a presso agindo em seu interior, o tubo tende a tomar uma seo circular resultandoum movimento em sua extremidade fechada. Esse movimento atravs de engrenagens transmitido a um ponteiro que ir indicar uma medida de presso em uma escala graduada.

    A construo bsica, o mecanismo interno e seo de tubo de Bourdo, so mostrados nasfiguras 11, 12, 13 e 14.

    Fig. 11 - Construo bsica do manmetro de Bourdon tipo C.

    Fig. 12 - Mecanismo interno Fig. 13 - Seo de Bourdon

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    b) Material de BourdonDe acordo com a faixa de presso a ser medida e a compatibilidade com o fluido quedeterminamos o tipo de material a ser utilizado na confeco de Bourdon. A tabela a seguirindica os materiais mais utilizados na confeco do tubo de Bourdon.

    MATERIAL COMPOSIO COEFICIENTE DEELASTICIDADE

    FAIXA DEUTILIZAO

    Bronze

    Alumibras

    Ao Inox

    Bronze Fosforoso

    Cobre berlio

    Liga de Ao

    Cu 60 ~ 71 e Zn

    Cu 76, Zn 22, Al12

    Ni 10 ~ 14, Cr 16 ~ 18 e Fe

    Cu 92, Sn 8, P 0.03

    Be 1 ~ 2, Co 0,35 e Cu

    Cr 0.9 ~ 1.2, Mo 0.15 ~ 30 e Fe

    1.1 x 108 kgf/cm2

    1.1 x 104

    1.8 x 104

    1.4 x 104

    1.3 x 104

    2.1 x 104

    ~ 50 kgf/cm2

    ~ 50

    ~ 700

    ~ 50

    ~ 700

    700 ~

    c - Classificao dos manmetros tipo BourdonOs manmetros tipo Bourdon podem ser classificados quanto ao tipo de presso medida equanto a classe de preciso.Quanto a presso medida ele pode ser manomtrico para presso efetiva, vcuo, compostoou presso diferencial.Quanto a classe de preciso, essa classificao pode ser obtida atravs das tabelas deManmetro / vacumetro e Manmetro composto, a seguir.

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    Manmetro e Vacumetro

    ERRO TOLERVEL

    Classe Acima de 1/10 e abaixo de 9/10da escala

    Outra faixa da escala

    0.5 0.5% 0.5%

    1.0 1.0% 1.5%

    1.5 1.5% 2.0%

    3.0 3.0% 4.0%

    Manmetro composto

    ERRO TOLERVEL

    Classe Para presso acima daatmosfera, acima de 1/10 eabaixo de 9/10 da escala.

    E parte de vcuo acima de 1.10e abaixo de 9.10 da escala

    Outra faixa da escala

    1.5 1.5% 2.0%

    3.0 3.0% 4.0%

    d) Faixa de operao recomendvelCom exceo dos manmetros utilizados como padro, a presso normal medida deve estarprxima a 75% da escala mxima quando essa varivel for esttica e prxima a 60% daescala mxima para o caso de medio de presso varivel.

    e) Tipos construtivos de manmetros Bourdone.1) Manmetro FechadoEsse tipo tem duas aplicaes tpicas. Uma para locais exposto ao tempo e outra em locaissujeitos a presso pulsantes.No primeiro caso, a caixa constituda com um grau de proteo, definida por norma, quegarante a condio de hermeticamente fechada. Podendo, portanto esse manmetro estarsujeito a atmosfera contendo p em suspenso e/ou jateamento de gua.No segundo caso, a caixa preenchida em 2/3 com leo ou glicerina para proteger oBourdon e o mecanismo interno do manmetro contra presses pulsantes ou vibraesmecnicas. Esse enchimento aumenta a vida til do manmetro.

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    A figura 15 mostra na vista explodida desse manmetro.

    Fig. 15 - Manmetro tipo fechado

    A figura 16 mostra um grfico comparativo tpico da relao entre a vida til de ummanmetro convencional e um preenchido com fluido de proteo.

    Fig. 16 - Durabilidade de manmetro tipo tubo de Bourdone.2) Manmetro de presso diferencialEste tipo construtivo, adequado para medir a diferena de presso entre dois pontosquaisquer do processo. composto de dois tubos de Bourdon dispostos em oposio einterligados por articulaes mecnicas.

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    A presso indicada resultante da diferena de presso aplicada em cada Bourdon.Por utilizar tubo de Bourdon, sua faixa de utilizao de aproximadamente 2 kgf/cm2 a 150kgf/cm2. Sua aplicao se d geralmente em medio de nvel, vazo e perda de carga emfiltros.

    Fig. 17 - Manmetro de presso diferencial

    e.3) Manmetro duploSo manmetros com dois Bourdons e mecanismos independentes e utilizados para medirduas presses distintas, porm com mesma faixa de trabalho. A vantagem deste tipo estno fato de se utilizar uma nica caixa e um nico mostrador.

    Fig. 18 - Manmetro tipo dos ponteiro

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    e.4) Manmetro com selagem lquidaEm processos industriais que manipulam fluidos corrosivos, viscosos, txicos, sujeitos altatemperatura e/ou radioativos, a medio de presso com manmetro tipo elstico se tornaimpraticvel pois o Bourdon no adequado para essa aplicao, seja em funo dosefeitos da deformao proveniente da temperatura, seja pela dificuldade de escoamento defluidos viscosos ou seja pelo ataque qumico de fluidos corrosivos. Nesse caso, a soluo recorrer a utilizao de algum tipo de isolao para impedir o contato direto do fluido doprocesso com o Bourdon. Existem basicamente dois tipos de isolao, (que tecnicamente chamado de selagem), utilizada. Um com selagem lquida, utilizando um fluido lquido inerteem contato com o Bourdon e que no se mistura com o fluido do processo. Nesse caso usado um pote de selagem conforme figura 19. Outro, tambm com selagem lquida pormutilizando um diafragma como selo. O fluido de selagem mais utilizado nesse caso aglicerina, por ser inerte a quase todos os fluidos. Este mtodo o mais utilizado e j fornecido pelos fabricantes quando solicitados, um exemplo desse tipo mostrado na figura20.

    Fig. 19 - Pote de Selagem Fig. 20 - Manmetro com selo de diafragma

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    Acessrios para manmetro tipo Bourdon

    f.1) Amortecedores de pulsao

    Os amortecedores de pulsao tem por finalidade restringir a passagem do fluido doprocesso at um ponto ideal em que a freqncia de pulsao se torne nula ou quase nula.Esse acessrio instalado em conjunto com o manmetro com objetivo de estabilizar oudiminuir as oscilaes do ponteiro em funo do sinal pulsante. Esta estabilizao doponteiro possibilita a leitura da presso e tambm aumenta a vida til do instrumento.Os amortecedores de pulsao podem ser adquiridos com restrio fixa ou ajustveis. Afigura 21 mostra alguns tipos de amortecedores de pulsao encontrados no mercado.

    A B C DFig. 21 - Amortecedores de pulsao

    A - amortecedor de pulsao ajustvel, dotado de disco interno com perfurao de dimetrovarivel. Atravs da seleo dos orifcios do disco interno, escolhe-se o que apresentamelhor desempenho.B - Amortecedor de pulsao no ajustvel, dotado de capilar interno de inox.C - Amortecedor de golpes de ariete, com corpo de lato e esfera bloqueadora de ao.D - Vlvula de agulha, supressora de pulsao com regulagem externa. Para encontra oponto de melhor desempenho, abre-se a vlvula quase totalmente, em seguida vai-sefechando gradativamente, at que o ponteiro do instrumento estabilize.

    f.2) SifesOs sifes so utilizados, alm de selo, para isolar o calor das linhas de vapor dgua oulquidos muito quentes, cuja temperatura supera o limite previsto para o instrumento depresso. O lquido que fica retido na curva do tubo-sifo esfria e essa poro de lquidoque ir ter contato com o sensor elstico do instrumento, no permitindo que a altatemperatura do processo atinja diretamente o mesmo.

    A - Cachimbo B - Rabo de Porco C - Bobina D - Alta PressoFig. 22 - Tipos de Sifo

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    f.3) Supressor de pressoEsse acessrio tem por finalidade proteger os manmetros de presses que ultrapassemocasionalmente, as condies normais de operao. Ele recomendvel nesses casos paraevitar ruptura do elemento de presso.Seu bloqueio est relacionado com a velocidade do incremento de presso. Seu ponto deajuste deve ser atingido de modo que com incremento lento de presso seu bloqueio se dentre 80 a 120% do valor da escala. Nesta condio, o bloqueio se dar em qualquer valorinferior a 80% no caso de incrementos rpidos de presso.Para manmetros com escala inferior a 3 kgf/cm2 seu bloqueio poder situar-se em at130% do valor da escala.

    Fig. 23 - Supressor de Presso

    f) Manmetro tipo Diafragma

    Este tipo de medidor, utiliza o diafragma para medir determinada presso, bem como, paraseparar o fluido medido do mecanismo interno. Antes foi mostrado o manmetro tipo deBourdon que utiliza selagem lquida. Aqui, explica-se o medidor que utiliza um diafragmaelstico.A figura 23 mostra este tipo de medidor.A rea efetiva de recepo de presso do diafragma, muda de acordo com a quantidade dedeslocamento. Para se obter linearidade em funo de grande deslocamento, deve-se fazero dimetro com dimenses maiores. A rea efetiva do diafragma calculada pela seguinteequao.

    Ae = (a2 + b2) (cm2) 8

    Onde:a = dimetro livre do diafragmab = dimetro de chapa reforada

    E ainda, a quantidade de deslocamento calculada pela seguinte equao.

    S = Ae . P . Cd

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    Onde:S = deslocamento (mm)P = presso do diafragma (kgf/cm2)

    Cd = rigidez do diafragma (mm/kgf)Fig. 24 - Manmetro tipo diafragma

    h - Manmetro tipo FoleFole um dispositivo que possui ruga no crculo exterior de acordo com a figura 25 que tema possibilidade de expandir-se e contrair-se em funo de presses aplicadas no sentido doeixo.Como a resistncia presso limitada, usada para baixa presso. A rea efetiva doelemento receptor de presso do fole mais ou menos definida pela equao:

    Ae = 1 (OD + ID)2 4 2

    Onde:Ae = rea efetiva do receptor de pressoOD = dimetro externo (mm)ID = dimetro interno (mm)

    E ainda, a quantidade de deslocamento do fole representada pela seguinte equao:S = Ae . P . Cb

    Onde:S = deslocamento (mm)P = presso diferencial do dimetro do fole (kgf/cm2)Cb = rigidez do fole

    A vida til do fole, em funo da repetibilidade presso constante, quantidade deexpanso e construo representada pelo nmero de vezes at a quebra.

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    Fig. 25 - Foles

    A figura 26 mostra um exemplo de construo do manmetro tipo fole. Sendo adicionadouma presso na parte interna do fole, a extremidade livre desloca-se. Este deslocamento transferido ao LINK e setor, atravs da alavanca fazendo com que o ponteiro se desloque.

    Fig. 26 - Manmetro tipo fole

    Os metais usados na construo dos foles devem ser suficientemente finos para teremflexibilidade, dcteis para uma fabricao razoavelmente fcil e devem ter uma altaexistncia fadiga. Os materiais comumente usados so lato, bronze, cobre-berlio, ligasde nquel e cobre, ao e monel.

    i) Manmetro tipo CpsulaConstitui-se de um receptculo fechado onde se juntam dois diafragmas na superfcieinterior, e assim, como no caso do fole, introduz-se uma presso que se queira medir naparte interior da cpsula. Figura 27. Figura 27 - Cpsula de diafragma Manmetro composto de 6 capsulas em srie

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    Com a introduo de presso na unidade de recepo, a cpsula de diafragma desloca-se eempurra o LINK (figura 28). O deslocamento transmitido ao pinho e ponteiro atravs dosetor. Pelo lado S da caixa, se tiver presso atmosfrica, pode-se medir a presso efetiva,se tiver vcuo, pode-se medir a presso absoluta, se tiver presso absoluta pode-se medir apresso diferencial.Estes manmetros so apropriados para medio de gases e vapores no corrosivos e soutilizados para medir baixa e micropresso.O material utilizado para a confeco da cpsula bronze fosforoso, cobre-berlio, aoi