Procedimento para calibração de sensores de pressão diferencial

Pressão  manométrica “relativa” : É a pressão tendo como referencia a pressão atmosférica ( 14,7 psi), essa método de medição de pressão é também chamado de pressão relativa porque como  sabemos a pressão atmosférica pode variar de uma região para outra em função da altitudo, sendo assim o resuntado da medição é relativa pois a referência varia. Podendo ser pressão positiva ou negativa.  Desta forma a pressão quando positiva maior que pressão atmosferica(patm)  é chamada de pressão relativa positiva ou pressão  manométrica (psig). Quando a pressão é menor que a pressão atmosférica é chamada de pressão relativa negativa ou uma porção de vácuo   como mostrando na figura 1.

Pressão absoluta: É toda é qualquer pressão medida tendo como referencia o vácuo perfeito(absoluto) . Embora saibamos que o zero absoluto de pressão é impossível de ser atingido na terra é comum considerar um valor extremamente baixo de pressão como zero absoluto. Podemos dizer que a pressão absoluta é o resultado da soma entre pressão manométrica e a pressão atmosfera local. Muitas vezes, os sensores absolutos utilizam um sensor barométrico e calculam a pressão absoluta subtraindo a pressão barométrica da pressão do medidor. Geralmente utiliza-se a letra ” a ” para representar pressão absoluta depois da unidade de pressão EX: BARa – Kgf/cm² a – KPAa

Pressão diferencial: A pressão diferencial (DP) é o calculo de uma pressão independente das pressões atmosféricas e absolutas. É a diferença de pressão entre duas pressões aplicadas e como mostrado na figura 1. Esses sensores são muito úteis para determinar a diferença de pressão entre dois lugares ou sistemas e são frequentemente usados no cálculo de fluxo, filtragem, nível de fluido, densidade e viscosidade.

Então, agora que revisamos os diferentes tipos de pressão e relembramos as diferentes formas de medir pressão se torna fácil compreender como a pressão diferencial se compara a outros tipos de medição de pressão. Tona-se mais fácil a realização do processo de calibração do sensor de DP e alguns desafios associados à essa tarefa que embora pareça simples exige atenção. Vamos agora entender os desafios mais comuns.

Desafios comuns na calibração de sensores DP

Produzindo uma pressão estável e controlada –

Para ter uma medição significativa para a calibração, devemos ser capazes de ter uma fonte de pressão isso somente pé possível através de uma geração de pressão estável a partir de uma bomba ou um controlador eletrônico de pressão.

Os sensores DP normalmente são muito muito sensíveis por trabalharem muitas vezes em faixas de pressão muito baixas, por isso uma solução que produzirá e segurará uma pressão estável é muito importante. Além disso, a bomba ou controlador precisa ter resolução suficiente para poder gerar exatamente os pontos de pressão desejados.

Produzir uma pressão estável e controlada com alta resolução, estabilidade e precisão é muitas vezes um desafio, pois muitas soluções de bomba dependem de acessórios tais como válvulas de verificação e ou válvulas de retenção para garantir a estabilidade da bomba. Estas válvulas de verificação são propensas a vazamentos ao longo do tempo e uso e são muitas vezes a fonte de frustração ao tentar segurar pressões altamente estáveis para uma calibração de sensores DP. Devemos periodicamente fazer manutenção em todos os acessórios da bomba para evitar esses problemas mais comuns.

Efeitos de temperatura – Possivelmente o maior desafio para calibrar os sensores DP tem a ver com o impacto da temperatura ambiental no sensor DP e nos padrões de calibração. Como muitos sensores DP estão medindo pressões muito baixas de fundo de escala (FS=FE), uma pequena mudança de temperatura pode equivaler a uma mudança muito perceptível na pressão. Esta mudança de temperatura muitas vezes equivale a instabilidade constante tanto no sensor que está sendo testado quanto no padrão de calibração (tanto o medidor de referência quanto a bomba).

Mudança da pressão atmosférica – Vários fabricantes de sensores DP recomendam que a calibração seja realizada com a tomada de referência (ou tomada de baixa) aberta à atmosfera. O desafio com essa exigência é que, ao longo de uma calibração, a pressão atmosférica está em constante mudança, o que influencia na estabilidade e na repetibilidade dos resultados de calibração.

Métodos de Calibração

Exemplo 1 – Usando uma bomba de pressão, medidor de referência DP com a porta de referência do DET (Dispositivo em Teste) aberta à atmosfera

Equipamento obrigatório:

Bomba de calibração de baixa pressão

Dispositivo em teste (DET)

Medidor dp de referência

Linhas e encaixes para conectar dos medidores à bomba

Conexão (Ver figura 2)

• Ambas as portas altas de cada medidor estão conectadas à bomba de calibração

• As portas de referência ou baixas de cada bitola são deixadas abertas à atmosfera

• Certifique-se de que o DET está na orientação adequada (tipicamente vertical ou (horizontal)

Procedimento

• Dependendo do DET, você pode precisar exercitar o medidor várias vezes em sua escala completa.

• Certifique-se de que a válvula de ventilação está aberta e zerar tanto o medidor de referência quanto o DET (assumindo que o DET é um medidor digital que requer zero regular).

• Feche a válvula de ventilação e siga para os próximos pontos de calibração e registre os dados quando a medição estiver estável.

• Aumente a pressão utilizando a bomba e anote as leituras no medidor DET & Reference.

• Normalmente, 3-5 pontos de calibração são levados tanto para cima quanto para baixo, de modo a determinar a histerese.

Prós: Este método é barato e a configuração é fácil.

Contras: Você precisará explicar as mudanças barométricas de pressão e temperatura ao longo do teste. Dependendo das condições ambientais, isso pode produzir medidas muito instáveis. Este é o método menos preciso para calibração de sensores DP.

Exemplo 2 – Usando uma bomba de calibração de baixa pressão, medidor de referência DP com as portas de referência do DET conectadas juntas

Equipamento obrigatório:

• Bomba de calibração de baixa pressão
• Dispositivo em teste
• Medidor dp de referência
• Linhas e encaixes para conectar dos medidores à bomba e aos medidores juntos

Conexão (ver figura 3)

Ambas as portas altas de cada medidor estão conectadas à bomba de calibração.

As portas de referência ou baixas de cada bitola estão conectadas juntas.

• Certifique-se de que o DET está na orientação adequada (tipicamente vertical ou horizontal).

Nota: Neste método, a pressão é gerada nas linhas de alta e baixa pressão e o DP é medido pelo medidor de referência. Dependendo da gama de DP, a melhor solução para atingir a escala completa do DET.

Procedimento

Dependendo do DET, você pode precisar exercitar o medidor várias vezes em sua escala completa

• O registro do ponto zero pode variar dependendo do tipo de DET. Se o DET for um digital ,mantenha as tomadas de baixa do medidor de referência e as do DET interconectadas e juntas em ambos os medidores e faça o zero do instrumento. Se o DET for um medidor analógico que não exija um zero regular, desconecte ambas as portas de referência e deixe-as abertas à atmosfera para zerar os medidores. Após a gravação, conecte as duas portas de referência juntas e prossiga através da calibração.

• Feche a válvula de ventilação e siga para os próximos pontos de calibração e registre os dados quando a medição estiver estável.

• Aumente a pressão utilizando a bomba e anote as leituras no medidor DUT & Reference.

• Normalmente, 3-5 pontos de calibração são levados tanto para cima quanto para baixo, de modo a determinar a histerese

Prós: Este método é barato e melhor considera as mudanças de pressão atmosférica ao longo do teste. A estabilidade em cada ponto é melhorada em relação ao primeiro exemplo.

Contras: A configuração é mais complicada do que o primeiro exemplo e os efeitos de temperatura podem potencialmente ter um impacto maior do que o primeiro exemplo porque temos um sistema selado com as linhas baixas (referência) sendo conectadas.

Exemplo 3 – Usando o equipamento de calibração automatizada

Equipamento obrigatório:

• Calibrador automático
• Dispositivo em teste (DET)
• Linhas e encaixes para conectar o medidor DP ao calibrador

Connection (veja figura 4)

• Conecte a porta alta do medidor DP à conexão de saída do equipamento calibrador automático

• Conecte a porta baixa do medidor DP à porta REF do equipamento calibrador automático.

• Certifique-se de que o DET está na orientação adequada (tipicamente vertical ou horizontal).

Procedimento

• Dependendo do DET, você pode precisar exercitar o medidor várias vezes em sua escala completa.

• Programe em uma tarefa e execute um teste automatizado que gerará automaticamente a pressão, estabilizará a medição e permitirá que a leitura do medidor DEP seja registrada.

• Normalmente, 3-5 pontos de calibração são levados para cima e para baixo e o Calibrador calculará automaticamente a histerese e exibirá os resultados do teste com critérios de aprovação/falha.

Prós: Este método é totalmente ou semi-automatizado, dependendo do DET. As medidas são controladas e a estabilidade é garantida pelo controlador calibrador. O Calibrador é muito menos influenciado por mudanças de temperatura e pressão barométrica do que os exemplos anteriores. Os resultados são exibidos e calculados automaticamente. O Calibrador pode calibrar medidores de pressão e transmissores.

Contras: O equipamento é mais caro do que os exemplos anteriores.

Exemplo de aplicação :

(Measuring Airflow of HVAC Systems)

(DP Gauge Calibration- em breve traduzido)

Fonte : Diaphragm Type DP Gauges

Fluke

https://www.dicasdeinstrumentacao.com/procedimento-de-calibracao-transmissor-de-pressao-no-processo/