Um dos métodos comuns de medição é a medição de Nível por pressão diferencial. Essa técnica de medição utiliza a pressão hidrostática que é gerada da Altura da coluna do fluido multiplicando pela densidade do fluído.
Esse método de medição é um dos mais comuns nas indústrias normalmente utiliza transmissor de pressão diferencial ligado ao tanque através de uma tubo. Os tubos que interligam o transmissor ao vaso são chamados de “pernas” quando o tubo esta preenchido com líquido são chamados de “pernas molhadas” quando o tubo está vazio e chamado de “perna seca”.
Quando a instalação em tanques com condensado sugere-se o uso de um pode acumulador para evitar que o líquido condensado gere erro de medição causado por acumulo de líquido na “perna seca”.
Essa técnica apresenta algumas desvantagens, como solução para as desvantagens apresentadas por essa técnicas sugere-se o uso de “SELO DIAGRAMA” podendo ser esse selo integral (quando ligado diretamente no transmissor)
ou remoto quando esse se interliga ao transmissor através de um tubo capilar.
Vantagens na utilização do selo liquido
- Isola o transmissor do processo e permite sua ligação distante do processo.
- Permite ligar em uma posição que facilita a leitura do display pelo operador;
- Podem ser instalados com anéis de limpeza, evitando entupimentos;
- Permite instalação em temperado muito Altas ou baixas;
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- Como selo funciona :
Esse vídeo apresenta de forma simples e bastante didática o funcionamento do selo tipo diafragma.
Cuidados ao especificar o diafragma e selo remoto.
Considerando que o elemento de transporte utilizado na configuração do transmissor com selo remoto é um fluido e uma membrana. É essencial entender as características físicas do fluido de enchimento e da membrana(diafragma).
Na grande maioria das vezes é utilizado um óleo como fluido de enchimento sabendo que o fluido é incompressível garante que uma mudança de pressão no processo é diretamente traduzida e transmitida para o transmissor através capilar.
O selo remoto é composto por um diafragma, e uma conexão capilar com fluído de enchimento. O fluido de enchimento é responsável por levar a pressão medida no fluído do processo ao sensor do transmissor. O tubo capilar interliga o diafragma ao transmissor.
A preparação adequada do fluido de enchimento e da montagem é essencial para obter um sistema de enchimento de alta qualidade. Durante a preparação alguns pontos dão fundamentais para garantir o perfeito funcionamento do sistema o principal fator é a remoção de gases e de toda a umidade e outros elementos contaminantes . Um processo de preenchimento bem sucedido impede que o ar ambiente entre na montagem. (ar atmosférico ou outros gases no sistema são fluidos compressíveis e causam mudanças irregulares na saída do transmissor).
Outras Considerações Importantes sobre o fluido e selo.
Cada fluido de enchimento possui características físicas únicas e desempenha o maior papel no desempenho total do sistema.
As características físicas incluem:
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- Viscosidade
- Coeficiente de expansão térmica;
- Densidade
- Diamêtro
- Comprimento
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A viscosidade do fluido de enchimento é uma medida da taxa de fluxo de velocidade e determina o tempo de resposta do sistema de selagem
O diâmetro e comprimento interno capilar também afetam o tempo de resposta do sistema. Um diâmetro interno pequeno restringe o fluxo do fluido de enchimento, causando um tempo de resposta mais lento.
O comprimento capilar refere-se ao tempo para que uma mudança na pressão alcance o transmissor.
O material do diafragma deve ser definido conforme carácteristica do fluido do processo.
Erro causado pelo efeito de temperatura do selo:
O coeficiente de expansão térmica do fluido de preenchimento é a taxa em que um volume de fluido de preenchimento se expande ou contrai em resposta a mudanças de temperatura. Um coeficiente maior de fator de expansão térmica equivale a uma taxa de resposta mais alta à mudança.
O volume do fluido de enchimento se expande para um aumento de temperatura e contrai para uma diminuição de temperatura. Quanto maior o volume de fluido de enchimento no sistema de vedação, maior a expansão ou contração total do volume.
O volume do sistema é altamente dependente do diâmetro interno capilar, comprimento capilar e volume da cavidade da vedação. Como um conjunto de vedação de diafragma é um sistema fechado, o volume de fluido de enchimento em expansão pressiona contra o diafragma de vedação.
O diafragma de vedação restringe a expansão, causando uma contrapressão no fluido de enchimento. A contrapressão do diafragma é altamente dependente da rigidez do diafragma ou da taxa de mola. A taxa de mola do diafragma é uma função do padrão do diafragma, espessura, módulo de elasticidade do material e diâmetro.
Um diafragma mais flexível com alta taxa de mola minimiza a contrapressão exercida no sensor transmissor. As variações na contrapressão exercida no sensor do transmissor são comumente chamadas de erro de efeito de temperatura da vedação.
Aproveitando os elementos do sistema:
Os sistemas tradicionais aplicam vedações equivalentes e comprimentos capilares em ambos os lados do transmissor de pressão diferencial sensor, isso cria mudanças de pressão idênticas (ou quase idênticas) devido ao erro do efeito da temperatura da vedação. Como as mudanças de pressão são iguais e, em lados opostos do transmissor sensor, o erro líquido do efeito da temperatura da vedação é cancelado. Portanto, o erro líquido é completamente uma função do erro do efeito da temperatura da cabeça.
O design simétrico foi considerado para oferecer o melhor desempenho total do sistema. No entanto, as configurações simétricas tradicionais ignoram a maior fonte de erro; O erro do efeito da temperatura da cabeça não tem a oportunidade de reduzir o erro total do sistema. Os erros de efeito de temperatura da cabeça e da vedação ocorrem simultaneamente no sistema em resposta a mudanças de temperatura.
O transmissor – sensor diferencial não pode diferenciar o tipo de erro. Portanto, o erro total do sistema é a soma do efeito da temperatura do selo mais o erro de temperatura e representa o erro transmitido ao transmissor de pressão diferencial – sensor. Pode-se concluir que as vedações do diafragma de pressão diferencial devem ser vistas como um sistema para compensar efetivamente os erros totais do sistema induzidos por mudanças de temperatura.
Considere um sistema sintonizado que elimine o capilar de alta pressão em excesso e experimente um aumento de temperatura do zero original. O erro de temperatura do topo causa um erro positivo líquido e é idêntico em magnitude a uma instalação simétrica do sistema, nas mesmas condições de variação de temperatura.
No entanto, os erros do efeito de temperatura do selo do sistema sintonizado geram um erro líquido negativo. O volume do fluido de enchimento no lado de alta pressão do sistema tem menos volume em comparação com o lado de baixa pressão do sistema. Portanto, o deslocamento volumétrico e a contrapressão resultante do diafragma são dominados pelo lado de baixa pressão, provando assim que o erro total do sistema para os Sistemas sintonizado é menor que os sistemas tradicionais.
Minimizando o total de erros do sistema:
O total de erros do sistema pode ser compensado e, em alguns casos, eliminado. Minimizar os erros totais do sistema requer a criação de erros de efeito de temperatura do selo iguais e opostos em magnitude aos erros de efeito de temperatura da cabeça.
Além de reduzir o volume de fluido de enchimento capilar de alta pressão, o seguinte pode variar para melhorias adicionais de desempenho; diminua a rigidez do diafragma de alta pressão, aumente o volume do fluido de enchimento de baixa pressão, aumente o coeficiente de expansão do fluido de enchimento e / ou aumente a rigidez do diafragma de baixa pressão.
Devido ao número de variáveis, a obtenção de um sistema de vedação por pressão diferencial totalmente compensado requer uma ferramenta de software automatizada que calcula facilmente vários sistemas potenciais de vedação compensada para qualquer condição de aplicação.
Conclusão:
Os erros induzidos pela temperatura são inerentes aos sistemas de vedação de diafragma de pressão diferencial. Os erros são causados principalmente pelas características físicas do fluido de enchimento que respondem a uma mudança de temperatura.
O erro total do sistema também é uma função da distância entre as conexões do processo do vaso e o projeto mecânico do sistema de vedação do diafragma.
O erro total do sistema não é compensado nas configurações tradicionais do sistema simétrico.