O transmissor de pressão diferencial (DP) e formado sua melhor represetação e a existência de duas câmara as quais podem ser utilizadas das mais diversar formas para medição de pressão. O que permite que possa medir pressões positivas(manométrica), pressãos “negativas”(Vácuo), conforme são interligados ao processo.
Em todas as aplicações de transmissores DP, deve haver alguns meios de conectar as entrada das sensores de pressão do transmissor aos pontos de um processo. Normalmente os meios de comuns para interligação desse instrumento ao processo é através de tubos ou canos (tubing) de metal ou plástico funcionam bem para esse fim e esses meios de interligação podemos ser chamados de vária formas tais como: tomada de processo, linhas de impulso, linhas de medição. Podemos dizer que esses tubos são como os fios utilizados nos instrumentos de teste utilizados pelos multímetros aos pontos de um circuito elétrico pois da mesma forma que ligamos o multímetro para identificar o valor da variável tensão no circuitos assim também o fazemos como o instrumento de medição ao processo para identificar o valor da variável e processo para que possamos controla-la. Normalmente, esses tubos são conectados ao transmissor e ao processo por meio de acessórios de compressão que permitem uma desconexão e reconexão relativamente fáceis dos tubos.
Uso do mesidor de pressão para identificar saturaçãodo vasos
Podemos usar os transmissores DP para medir uma diferença real de pressão em um vaso de processo, como um filtro, um trocador de calor ou um reator químico. A ilustração a seguir mostra como os transmissores DP podem ser usados para medir o entupimento de um filtro de água:
Observe como o lado alto dos transmissores DP se conecta ao lado a montante do filtro e o lado baixo do transmissor ao lado a jusante do filtro. Dessa forma, caso aconteça um aumento na diferença de pressão entre a entrada e saída do vaso o transmissor irá identificar esse aumento permitindo que seja realizado o acompanhamento do estado do filtro. Como o diafragma interno do sensor de pressão do transmissor responde apenas às diferenças de pressão entre as entradas de “alta” e “baixa”, a pressão no filtro e no tubo em relação à atmosfera é completamente irrelevante para o sinal de saída do transmissor.
O filtro pode estar operando a uma pressão de linha de 1 PSI ou 100000 PSI – essa pressão na linha e irrelevante ao medidor de pressão diferencial (DP) pois esse mede a diferença de pressão entre a entrada e a saída do vasão que nada mais é que a queda de pressão no filtro. Se o lado a montante estiver em 30 PSI e o lado a jusante em 20 PSI, a pressão diferencial será de 10 PSI (às vezes rotulada como PSID, “D” para diferencial). Se a pressão a montante for 10000 PSI e a pressão a jusante for 9990 PSI, os transmissores DP ainda verão uma pressão diferencial de apenas 10 PSID.
Da mesma forma, o técnico que calibra os transmissores DP na bancada pode usar uma pressão de ar precisa de apenas 10 PSI (aplicada à entrada de “alta”, com a porta “baixa” aberta para a atmosfera) para simular qualquer uma dessas condições do mundo real. Os transmissores DP implicam que não conseguem distinguir a diferença entre esses três cenários, nem devem saber diferenciar se seu objetivo é medir exclusivamente a pressão diferencial.
Medição da pressão positiva do manômetro
Os transmissores DP também podem servir como instrumentos simples de pressão manométrica, que nada mais é do que a medição maior que a pressão atmosférica no interior do vaso. Se simplesmente conectarmos o lado “alto” dos transmissores de DP a um vaso de processo usando um tubing ligado ao processo, enquanto deixarmos o lado “baixo” aberto para a atmosfera, o instrumento interpretará qualquer pressão positiva na embarcação como uma diferença positiva entre a embarcação e atmosfera:
Embora isso possa parecer um desperdício das habilidades do transmissor (por que não usar um transmissor de pressão de manômetro mais simples com apenas uma porta?), É realmente uma aplicação muito comum para transmissores DP. Essa é uma aplicação na qual devemos dar preferência a um transmissor de pressão manômetro por ser um instrumento mais simples e mais barato, no entanto estamos aqui apresentando possíveis aplicações para o transmissor de pressão diferencial (DP). Em outras condições algumas empresas preferem ter em seu estoque apenas um tipo de instrumento o que torna mais enxuto o controle do estoque o que permite que ao invés de termos dois modelos no estoque terá apenas 1(um) tipo no estoque.
A maioria dos fabricantes de transmissores DP oferece versões de “pressão manométrica” de seus instrumentos diferenciais, com a porta lateral “alta” aberta para conexão a uma linha de impulso e o lado “baixo” do elemento sensor tapado com um flange ventilado especial, realizando efetivamente o mesma função que vemos no exemplo acima a um custo um pouco menor. Uma fotografia em close-up de um transmissor de pressão de manômetro modelo 3051T da Rosemount mostra o flange sem porta no lado “baixo” do módulo sensor de pressão. Somente o lado “alto” do sensor tem um lugar para a conexão de uma linha de impulso:
Portanto, nesse aspecto, os transmissores DP podem atender tanto ao processo de pressão diferencial quanto ao de manômetro. Essa também é a principal razão pela qual as pessoas não conseguem distinguir a diferença óbvia entre os transmissores DP e o transmissor Gauge, se apenas os distingue da aparência.
Uma análise mais detalhada desse flange revela uma abertura na parte inferior, garantindo que o lado “baixo” da cápsula com sensor de pressão sempre detecte a pressão ambiente (atmosférica):
Medição da pressão absoluta
Pressão absoluta é definida como a diferença entre uma dada pressão de fluido e um vácuo perfeito, em oposição à pressão manométrica, que é a diferença entre a pressão de um fluido e a pressão do ar atmosférico. Podemos construir um instrumento sensor de pressão absoluta pegando um instrumento DP e selando o lado “baixo” do seu elemento sensor de pressão em conexão com uma câmara de vácuo. Dessa forma, qualquer pressão maior que um vácuo perfeito será registrada como uma diferença positiva:
A maioria dos transmissores de pressão absoluta se assemelha às adaptações de “pressão manométrica” dos transmissores DP, com apenas uma porta disponível para conectar uma linha de impulso. Ao contrário dos transmissores de pressão manométrica, os transmissores de pressão absoluta não têm orifícios de ventilação nos lados “baixos”. O lado “baixo” de um transmissor de pressão absoluta deve ser um vácuo selado para medir com precisão a pressão do fluido “alto” em termos absolutos.
A medição da pressão absoluta é importante para uma variedade de aplicações de processo, incluindo controle do ponto de ebulição e medição do fluxo de massa de gases. A temperatura de ebulição de qualquer líquido é uma função da pressão absoluta que ela sofre e, em aplicações em que a temperatura de ebulição deve ser controlada com precisão para alcançar um determinado resultado (por exemplo, destilação a vácuo de petróleo bruto, por exemplo), o melhor tipo de medição de pressão usar absoluto. Ao calcular a vazão mássica de gases em um tubo, a relação entre volume e contagem molecular é uma função da temperatura e da pressão (ambas absolutas) e, portanto, a medição da pressão absoluta também é indispensável aqui.
Vácuo de medição
O mesmo princípio de conectar uma porta dos transmissores DP a um processo e ventilar a outra funciona bem como um meio de medir o vácuo (pressões abaixo da atmosfera). Tudo o que precisamos fazer é conectar o lado “baixo” ao processo de vácuo e ventilar o lado “alto” à atmosfera:
Qualquer pressão na embarcação de processo abaixo da atmosférica será registrada nos transmissores DP como uma diferença positiva (com Phigh maior que Plough). Assim, quanto mais forte o vácuo no recipiente do processo, maior o sinal emitido pelo transmissor.
Esta última afirmação merece alguma qualificação. Antes, como os transmissores analógicos pneumáticos e eletrônicos foram projetados há muitos anos, a única maneira de obter um sinal crescente de um transmissor DP era garantir que a pressão da porta “alta” aumentasse em relação à pressão da porta “baixa” (ou, inversamente, para garantir que a pressão da porta “baixa” caia em relação à pressão lateral “alta”). No entanto, com o advento da tecnologia eletrônica digital, tornou-se bastante fácil programar transmissores DP com uma faixa negativa, por exemplo, de 0 a -10 PSI. Dessa maneira, uma pressão decrescente conforme interpretada pelo transmissor produziria um sinal de saída crescente.
É raro encontrar um transmissor de pressão calibrado dessa maneira, mas lembre-se de que é possível. Isso abre a possibilidade de usar um transmissor de pressão “medidor” regular (onde a porta “alta” se conecta ao vaso de processo e a porta “baixa” é sempre ventilada para a atmosfera devido a uma flange especial no instrumento) como instrumento de vácuo . Se um transmissor de pressão do manômetro receber um intervalo de calibração negativo, qualquer pressão decrescente vista na porta “alta” produzirá um sinal de saída crescente.