Na prática do monitoramento por pressão diferencial, observamos que, por vezes, o sinal de saída do transmissor de pressão diferencial precisa ser processado para uma raiz quadrada de 4 a 20 mA. Essas aplicações são comuns em sistemas industriais de medição de vazão que utilizam o princípio da pressão diferencial, uma das abordagens mais populares para o monitoramento de vazão. Após essa breve revisão da medição de vazão por pressão diferencial, podemos compreender o papel do transmissor de pressão diferencial no auxílio à operação do medidor de vazão.
Os medidores de vazão desempenham um papel vital no monitoramento da vazão de fluidos em redes complexas de tubulações industriais, fornecendo leituras de vazão precisas e em tempo real, o que contribui para o gerenciamento eficaz de materiais e a segurança operacional. A abordagem de pressão diferencial é uma das principais tecnologias de medição de vazão, que engloba diversos tipos de medidores de vazão. Embora diferentes em estrutura, compartilham objetivos operacionais semelhantes: criar uma diferença de pressão para o cálculo da vazão, baseado no princípio fundamental da pressão diferencial.Equação de BernoulliA energia total, composta por energia cinética e potencial, em um fluxo de fluido permanece constante independentemente das condições. Portanto, o elemento principal desses medidores de vazão de pressão diferencial é essencialmente um dispositivo de estrangulamento (placa de orifício, tubo Venturi, tubo de Pitot, cone em V, etc.) para criar aceleração do fluxo em uma seção local, levando a uma queda na pressão hidrostática do fluido.
É aqui que entra em ação o transmissor de pressão diferencial. Os elementos primários são meramente dispositivos mecânicos, que geram fisicamente uma diferença de pressão no processo, mas nenhum deles é capaz de medir diretamente o valor e emitir um sinal de saída. Portanto, eles precisam de um auxiliar para detectar a pressão diferencial entre a montante e a jusante e, por fim, convertê-la em um sinal de saída com o valor da medição de vazão — uma tarefa que parece ideal para um transmissor de pressão diferencial.
Após a medição da pressão diferencial (DP) ser estabelecida, a questão que se coloca é como a pressão diferencial e a vazão volumétrica podem ser relacionadas? Com base na equação de Bernoulli e na equação da continuidade, existe uma relação não linear entre a pressão diferencial gerada (ΔP) e a vazão real do fluido (Q):
Q=K√ΔP
Onde K representa um coeficiente específico do medidor, determinado por fatores como o tipo de elemento primário e diversos outros (densidade do fluido, diâmetro da tubulação, etc.). O sinal bruto do transmissor, de 4 a 20 mA, não é linear em relação à vazão e não consegue representar adequadamente sua tendência. O problema pode ser resolvido pela integração por extração da raiz quadrada (SRE), que extrai a raiz quadrada do ΔP original, tornando o sinal proporcional à vazão volumétrica.
Se o transmissor não for capaz de executar a raiz quadrada do sinal (SRE) internamente, o cálculo precisa ser feito por um computador de fluxo externo ou sistema de controle, o que pode aumentar a complexidade e os potenciais pontos de erro no roteamento do sinal. Portanto, os transmissores DP modernos geralmente possuem função de SRE integrada em circuitos analógicos e podem gerar valores de raiz quadrada de 4 a 20 mA. Além disso, os transmissores DP podem implementar um corte de fluxo baixo para mitigar a deriva do sensor, que pode ser amplificada desproporcionalmente em baixas taxas de fluxo. Essa função de software força a saída para 4 mA (0% de fluxo) quando o fluxo calculado cai abaixo de um limite definido, evitando sinais erráticos e acúmulo de fluxo falso.
Os sistemas de medição de vazão por pressão diferencial são uma das tecnologias de controle de fluxo mais comprovadas e populares. Embora ofereçam vantagens notáveis, também apresentam limitações devido à sua estrutura e princípio de funcionamento:
Design padronizado, tecnologia consolidada
+ Estrutura robusta e durável, sem peças móveis
+ Precisão e estabilidade aprimoradas
- Perda de pressão permanente
- Relação de redução estreita
- Sensível a alterações na densidade do fluido e a outros fatores
A seleção de um medidor de vazão adequado é vital para a eficiência e precisão da medição do fluxo de fluidos. Ao considerar todos os fatores operacionais, os usuários podem tomar decisões informadas que atendam às suas necessidades específicas.Xangai WangyuanHá mais de 20 anos, nossa empresa atua na fabricação e manutenção de instrumentos de medição e controle, incluindo todos os tipos de medidores de vazão, transmissores de pressão diferencial e outros acessórios para medição de vazão. Caso tenha alguma dúvida ou necessidade adicional, não hesite em nos contatar.
Data da publicação: 25 de agosto de 2025