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Medidas de Pressão
Helder Anibal Hermini
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Generalidades e Conceitos

• Introdução

Partindo do princípio que pressão pode ser
transformada em força, se a deixarmos atuar em
uma área conhecida, os métodos básicos de medição
de força e pressão são relativamente os mesmos,
exceto em regiões de alto vácuo, onde há a
necessidade de implementação de métodos especiais.
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Generalidades e Conceitos
Tipos de Pressão
Pressão Atmosférica É a pressão exercida pelo
peso da camada de ar existente na atmosfera
terrestre. A pressão atmosférica é medida em um
barômetro.
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Generalidades e Conceitos
Tipos de Pressão
Pressão relativa ou manométrica É a pressão
medida tomando-se como referência a pressão
atmosférica local, ou seja, o elemento sensor
mede a diferença entre a pressão desconhecida e a
pressão atmosférica local.
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Generalidades e Conceitos
Tipos de Pressão
Pressão absoluta É a pressão medida acima do
vácuo absoluto, isto é, a soma da pressão
atmosférica mais a pressão relativa.
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Generalidades e Conceitos
Tipos de Pressão
Pressão diferencial Quando um sensor mede a
diferença entre duas pressões desconhecidas,
sendo nenhuma delas a pressão atmosférica, então
essa pressão é conhecida como pressão
diferencial. Essa diferença de pressão
normalmente é utilizada para medir vazão, nível,
pressão, etc.
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Generalidades e Conceitos

• Escalas para a Medição de Pressão

• As escalas mais comuns são
• Pressão relativa
• Pressão absoluta
• Escalas de Vácuo.

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Generalidades e Conceitos
Sensores de Pressão

• Existem três tipos de sensores de pressão que
  são os transdutores utilizados nos instrumentos
  de pressão
• Medidores de coluna líquida
• Medidores por deformação elástica
• Medidores eletro-eletrônicos

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Generalidades e Conceitos
Medição da Pressão Atmosférica
Dois instrumentos são mais usados para medir a
pressão atmosférica usualmente Barômetro de
mercúrio Barômetro Aneroid (sem fluido)
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Medição da Pressão Atmosférica
Barômetro de Mercúrio
O barômetro de mercúrio foi inventado em 1643
por TORRICELLI, e funciona
porque o ar tem peso. TORRICELLI observou que se
a abertura de um tubo de vidro fosse enchida com
mercúrio, a pressão atmosférica iria afetar o
peso da coluna de mercúrio no tubo.
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Medição da Pressão Atmosférica
Barômetro de Mercúrio
Quanto maior a pressão do ar, mais comprida fica
a coluna de mercúrio. Assim, a pressão pode ser
calculada, multiplicando-se o peso da coluna de
mercúrio pela densidade do mercúrio e pela
aceleração da gravidade.
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Medição da Pressão Atmosférica
Fatores de imprecisão de leitura em barômetros de
mercúrio

• Iluminação
• Temperatura Para manter a imprecisão dentro de
  uma faixa de 0,001 (0,003 pol.Hg) a temperatura
  do mercúrio deve ser mantida dentro de uma faixa
  de /- 1o F
• Alinhamento vertical do barômetro

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Medição da Pressão Atmosférica
Fatores de imprecisão de leitura em barômetros de
mercúrio

• Efeitos capilares A qualidade do barômetro é
  função do diâmetro do tubo utilizado.
• Efeito de elevação Um barômetro lido a uma
  elevação diferente do local onde foi testado
  dever ser corrigido.

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Medição da Pressão Atmosférica
Barômetro Aneroid
A maioria dos barômetros são aneróides
(funcionam sem líquido). Eles consistem em uma
pequena caixa de metal, fechada a vácuo. Um lado
é fixo e o outro é ligado a uma forte mola que
evita que a caixa se abra. O lado móvel se
expande se a pressão do ar diminui e se comprime
se a pressão do ar aumenta. A posição do lado
móvel é indicada por um ponteiro.
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Medidores de Pressão Mecânicos

• Medidores de pressão mecânicos utilizam a
  deformação de um elemento elástico para indicar o
  valor da pressão aplicada sobre ele. Estes
  medidores podem ser divididos em três categorias
• Tubos de Bourdon,
• Diafragmas Metálicos
• Foles

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Medidores de Bourdon
O tubo de Bourdon é formado por um tubo oval que
tende a ficar circular com a aplicação de uma
pressão interna. O tubo de Bourdon pode ser
curvado em várias formas constituindo o
elemento sensor de diversos medidores. Existem
configurações na forma de C, helicoidal, espiral
e torcida. O medidor de tubo helicoidal que
possui a uma vantagem principal sobre
a configuração C, ele pode indicar o maior
movimento sem o uso de engrenagens.
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Medidores de Bourdon
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Medidores de Bourdon
O medidor tipo tubo de Bourdon é universalmente
utilizado na faixa de 0 - 10 psi até 50.000 psi.
A faixa baixa depende da capacidade do tubo
acionar o ponteiro. Sua precisão depende do
processo de fabricação chegando 0,1 ou 0,5 da
escala. Alguns desses medidores são ainda
incrementados com compensadores térmicos,
normalmente uma barra bimetálica integrada ao
sistema do ponteiro para minimizar o erro.
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Manômetro de Pressão Diferencial
Este tipo construtivo, é adequado para medir a
diferença de pressão entre dois pontos quaisquer
do processo. É composto de dois tubos de Bourdon
dispostos em oposição e interligados por
articulações mecânicas.
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Manômetro Duplo
São manômetros com dois Bourdons e mecanismos
independentes e utilizados para medir duas
pressões distintas, porém com mesma faixa de
trabalho. A vantagem deste tipo está no fato de
se utilizar uma única caixa e um único mostrador.
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Manômetro com Selagem Líquida
Em processos industriais que manipulam fluidos
corrosivos, viscosos, tóxicos, sujeitos à alta
temperatura e/ou radioativos, a medição de
pressão com manômetro tipo elástico se torna
impraticável pois o Bourdon não é adequado para
essa aplicação, seja em função dos efeitos da
deformação proveniente da temperatura, seja pela
dificuldade de escoamento de fluidos viscosos ou
seja pelo ataque químico de fluidos corrosivos.
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Manômetro com Selagem Líquida
Nesse caso, a solução é recorrer a utilização de
algum tipo de isolação para impedir o contato
direto do fluido do processo com o Bourdon.
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Manômetro com Selagem Líquida
Existem basicamente dois tipos de isolação
utilizada

• Isolação com selagem líquida - Utiliza um fluido
  líquido inerte em contato com o Bourdon e que não
  se mistura com o fluido do processo. Nesse caso é
  usado um pote de selagem.

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Manômetro com Selagem Líquida

• Isolação com selagem líquida e diafragma como
  selo - O fluido de selagem mais utilizado nesse
  caso é a glicerina, por ser inerte a quase todos
  os fluidos. Este método é o mais utilizado e já é
  fornecido pelos fabricantes quando solicitados.

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Manômetro com Sensor Tipo Diafragma
O Manômetro com sensor tipo Diafragma é um disco
circular utilizado para medir pressões geralmente
de pequenas amplitudes.
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Manômetro com Sensor Tipo Diafragma
O Manômetro com sensor tipo Diafragma é composto
por uma membrana fina de material elástico,
metálico ou não. Neste manômetro, uma membrana
fica sempre oposta a uma mola. Ao aplicar-se uma
pressão no diafragma haverá um deslocamento do
mesmo até um ponto onde a força da mola se
equilibrará com a força elástica do diafragma.
Este deslocamento resultante é transmitido a um
sistema com indicação (ponteiro) que mostra a
medição efetuada.
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Manômetro com Sensor Tipo Diafragma
Os diafragmas metálicos são usados para medição
de pressão relativamente baixas. O diafragma pode
ser plano (disco circular plano) ou pode ser
corrugado.
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Manômetro com Sensor Tipo Diafragma
Os diafragmas mais corrugados são geralmente
usados em diâmetros maiores produzindo assim uma
maior deflexão linear para baixa pressão.
Entretanto com maiores dimensões e baixa pressão,
a resposta dinâmica é pobre e o diafragma
corrugado então é usado para medidas de pressão
estáticas.
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Manômetro de Diafragma tipo Cápsula
Um tipo de barômetro Aneroid é composto a partir
de dois diafragmas corrugados com seus perímetros
soldados na forma de uma cápsula evacuada
mecanicamente, conectada a um ponteiro e uma
escala. Várias cápsulas montadas em série
resultam em um deslocamento suficiente para
acionar o ponteiro e o sistema de engrenagem.
Estes manômetros são geralmente usados para
medição a baixa pressão em vácuo. O movimento do
diafragma composto é transferido por um sistema
mecânico para uma escala.
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Manômetro tipo fole
Fole é um dispositivo que possui ruga no círculo
exterior que tem a possibilidade de expandir-se e
contrair-se em função de pressões aplicadas no
sentido do eixo. Como a resistência à pressão é
limitada, é usado para baixa pressão.
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Manômetro Padrão

• Os manômetros utilizados como padrão devem ter
  precisão superior em relação aos manômetros que
  serão calibrados.
• De acordo com as normas de medição, obriga-se a
  utilizar instrumentos padrões que foram aprovados
  em inspeção.
• Dois tipos de manômetros foram aprovados como
  padrão
• Manômetro tipo coluna, e
• Manômetro tipo peso morto (peso estático).

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Medidor de Peso Morto (Calibrador de Barômetros e
Manômetros)
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Medidor de Peso Morto (Calibrador de Barômetros e
Manômetros)
Medidores de Peso Morto são usados principalmente
como padrões para calibração de outros medidores
menos precisos ou transdutores. O instrumento a
ser calibrado é ligado a uma câmara cheia de
fluído cuja pressão pode ser ajustada por meio de
algum tipo de bomba ou válvula de sangria. Esta
câmara também é ligada por um cilindro-pistão
vertical ao quais vários pesos padrões podem ser
aplicados.
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Medidor de Peso Morto (Calibrador de Barômetros e
Manômetros)
No interior da câmara, a pressão cresce
lentamente até que o pistão com o peso "flutue"
e, neste momento a medida do instrumento deve ser
igual ao peso suportado pelo pistão dividido por
sua área.
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Manômetro Tipo Coluna Líquida
A capacidade máxima de pressão que se pode medir
com este tipo de manômetro é 2,2 kgf/cm 2 e sua
tolerância é de 1/400 do valor da pressão máxima.