Manômetros de pressão diferencial

Os manômetros diferenciais são instrumentos especializados para medir a diferença de pressão entre dois pontos, um parâmetro fundamental em muitas aplicações industriais: sistemas de ventilação e ar condicionado (para medição de fluxo de ar com sondas de Pitot, para controle de filtros e salas limpas), controle de nível em tanques pressurizados, monitoramento de bombas e ventiladores, controle de trocadores de calor (queda de pressão), indústria de processos químicos e aplicações de HVAC. Eles funcionam medindo a diferença entre uma pressão "positiva" e uma pressão "negativa", independentemente do valor absoluto de qualquer uma delas.

arquitetura

Os manômetros de pressão diferencial utilizam duas entradas de pressão (+ e -) conectadas a um único elemento sensor bidirecional: um diafragma central que se deforma para a direita ou para a esquerda dependendo da diferença de pressão, ou dois tubos de Bourdon opostos, ou duas células eletrônicas com processamento de sinal diferencial. A pressão diferencial pode ser positiva (+P > -P), negativa (+P < -P) ou zero. A faixa típica varia de 0 a 25 Pa (para salas limpas de alta sensibilidade) até 0 a 100 bar (para filtros industriais de alta pressão), com escalas bidirecionais também disponíveis (-1000 / +1000 Pa para controle de fluxo). A precisão típica é de 0,5 a 2% da escala completa.

Salas limpas e ambientes controlados

Uma das aplicações mais comuns é o monitoramento da pressurização de salas limpas e ambientes farmacêuticos de Boas Práticas de Fabricação (BPF): a pressão interna deve ser constantemente positiva (5-30 Pa acima da pressão externa) para evitar a entrada de contaminantes externos (efeito cascata de pressão). Manômetros analógicos de ponteiro (tipo Magnehelic) ou digitais de pressão diferencial são instalados em todas as salas críticas, fornecendo leituras imediatas. Transmissores digitais com saída de 4-20 mA são conectados ao sistema de gerenciamento predial (BMS) da empresa para alarmes e registro automático. Os requisitos são regidos pela norma ISO 14644-3 e pelo Anexo 1 das BPF da UE.

Controle de filtro

Outra aplicação importante é o monitoramento do entupimento de filtros de ar, gás e líquidos: medindo a queda de pressão através do filtro, é possível identificar quando ele está próximo da saturação e precisa ser substituído. Manômetros de baixa pressão (0-500 Pa ou 0-1000 Pa) são usados ​​para filtros de ar; manômetros diferenciais de alta pressão (tipicamente 0-1 bar) são usados ​​para filtros industriais de gás e hidráulicos. A integração com um alarme sonoro ou sinal para o sistema de controle permite o gerenciamento automático da manutenção.

Medição de fluxo com Pitot

A medição do fluxo de ar em dutos de ar é frequentemente realizada com uma sonda de Pitot (que mede a diferença entre a pressão total e a pressão estática do fluxo, a partir da qual a velocidade é calculada usando a fórmula de Bernoulli) conectada a um manômetro diferencial de baixa pressão (faixa típica de 0 a 1000 Pa). Os manômetros diferenciais de Pitot são frequentemente integrados diretamente às sondas tubulares. As aplicações incluem o balanceamento de sistemas de climatização (HVAC), a verificação da vazão de coifas de exaustão, o teste de ventiladores e o controle de cabines de pintura.

Aplicações de nível

Em tanques pressurizados ou selados, o nível do líquido é medido com um manômetro diferencial: um manômetro no fundo e outro na parte superior pressurizada; a diferença é proporcional à altura do líquido, de acordo com a equação h = ΔP / (ρ g). Essa aplicação é comum em tanques de processos químicos, autoclaves e plantas de destilação, onde sensores de nível tradicionais, como os de flutuador ou radar, não são aplicáveis. Transmissores dedicados possuem células de alta sensibilidade (1-100 mbar) para medições de nível precisas em tanques com baixa altura manométrica.

Padrões e calibração

Os manômetros de pressão diferencial são calibrados utilizando geradores de pressão diferencial de alta precisão, que simulam simultaneamente pressões positivas e negativas com exatidão superior à classe do manômetro testado. Para escalas de baixa pressão, são utilizados calibradores de coluna de água ou preenchidos com óleo em microcomanômetros. As normas de referência são a ISO 4006 (terminologia e definições de pressão diferencial), a EN 837 para manômetros mecânicos e normas da indústria (ISO 14644-3 para salas limpas, ISO 5167 para medição de vazão).