Considerações Práticas ao Escolher um Transdutor de Pressão

Em aplicações industriais, boa repetibilidade é muitas vezes mais importante do que absoluta precisão. Se as pressões de processo variam ao longo de uma ampla gama, transdutores com boa linearidade e baixa histerese são a melhor escolha.

Variações de temperatura de ambiente e de processo também causam erros na medição de pressão, particularmente na detecção de baixas pressões e pequenas diferenças de pressão. Nessas situações, compensadores de temperatura devem ser usados.

Variações no suprimento de energia também reduzem o desempenho de transdutores de pressão. A sensibilidade (S) de um transdutor determina a quantidade de mudança que ocorre na voltagem de saída (VO) quando a voltagem de suprimento (VS) muda, com a pressão medida (Pm) e a pressão nominal (Pr) do transdutor permanecendo constantes:

Em um sistema de medição de pressão, o erro total pode ser calculado usando-se o método da raiz quadrada da soma dos quadrados: o erro total é igual à raiz quadrada da soma dos quadrados de todos os erros individuais.

Transdutores de pressão geralmente geram sinais de saída da ordem de milivolts (abrangendo de 100 mV a 250 mV). Quando são usados em transmissores, eles são em geral amplificados para o nível de voltagem (1 a 5 V) e convertidos em loops de corrente, geralmente de 4-20 mA dc.

A carcaça do transdutor deve ser escolhida para satisfazer tanto a classificação de área elétrica quanto as exigências quanto à corrosão de uma determinada instalação. A proteção contra corrosão deve levar em conta tanto o derramamento de líquidos corrosivos quanto a exposição a gases corrosivos no exterior da carcaça, além da exposição do elemento de detecção a materiais de processo corrosivos. As exigências quanto à corrosão da instalação são satisfeitas através da seleção de materiais resistentes à corrosão, revestimentos e uso de vedações químicas, que serão abordadas mais adiante neste capítulo.

Se a instalação se localiza em uma área onde vapores explosivos podem estar presentes, o transdutor ou transmissor e sua fonte de energia devem ser adequados a esses ambientes. Isso é normalmente conseguido colocando-os dentro de carcaças purgadas ou à prova de explosão ou usando designs intrinsecamente seguros.

Provavelmente a decisão individualmente mais importante ao se selecionar um transdutor de pressão é o intervalo. Deve-se levar em conta duas considerações conflitantes: a precisão do instrumento e sua proteção contra sobrepressão. Do ponto de vista da precisão, o intervalo de um transmissor deve ser pequeno (pressão de operação normal aproximadamente na metade do intervalo), para que o erro, normalmente uma porcentagem da escala completa, seja minimizado. Por outro lado, deve-se sempre considerar as consequências dos danos por sobrepressão devidos a erros de operação, design defeituoso (golpe de aríete), ou falha na isolação do instrumento durante teste de pressão e ativação. Portanto, é importante especificar não somente o intervalo requerido, mas também o nível de proteção contra sobrepressão necessário.

A maioria dos instrumentos de pressão é fornecida com proteção de sobrepressão de 50% a 200% de amplitude (Figura 3-12). Estas proteções são satisfatórias para a maioria das aplicações. Onde sobrepressões maiores forem esperadas e sua natureza for temporária (picos de pressão de curta duração - segundos ou menos), podem ser instalados snubbers. Eles fitram os picos, mas fazem com que a medição tenha uma resposta menos eficiente. Se houver a expectativa de uma sobrepressão de uma duração mais longa, pode-se proteger o sensor instalando uma válvula de alívio de pressão. Entretanto, isso vai resultar em perda de medição quando a válvula de alívio estiver aberta.

Se o transmissor for para operação sob temperatura ambiente alta, a carcaça pode ser esfriada eletricamente (efeito Peltier) ou através de água, ou pode-se transportar para uma área com ar-condicionado. Quando forem esperadas temperaturas congelantes, deve-se usar aquecimento por resistência elétrica ou traços de vapor em combinação com isolamento térmico.

Quando estiverem presentes temperaturas de processo altas, pode-se considerar o uso de vários métodos para isolar o instrumento de pressão em relação ao processo. Isso inclui selos de retorno, sifão, selos químicos com tubulação capilar para montagem remota, e purga.