Tipos de sensores de pressão: qual deles é o mais adequado para a sua aplicação?

Um sensor de pressão é adequado para sua aplicação quando seus componentes internos suportam as forças reais do seu sistema. Sensores robustos de metal são a melhor escolha para sistemas hidráulicos de alta pressão, enquanto placas de alta sensibilidade são mais indicadas para linhas de ar de baixa pressão. Faces planas de cerâmica são ideais para meios industriais agressivos, incluindo produtos químicos corrosivos e pastas abrasivas.

Como diferentes sensores leem a pressão do seu sistema?

Escolher a melhor opção começa por entender como funciona o principal tipos de sensores de pressão As diferenças podem ocorrer no chão de fábrica. Embora o bloco elétrico interno desses dispositivos permaneça relativamente consistente entre as marcas, o princípio de funcionamento do sensor de pressão tende a variar.

Piezoresistivos (extensômetros)

A característica principal aqui são os minúsculos resistores elétricos colados em um disco de silicone flexível. Assim que a pressão dobra o disco, os resistores se esticam e alteram sua resistência elétrica. É possível ver que essas estruturas de estado sólido suportam choques hidráulicos severos; não é à toa que se tornaram o padrão para máquinas industriais do dia a dia.

Matrizes capacitivas

Para rastrear o espaço de armazenamento entre um prato móvel e um disco de suporte paralelo fixo, considere usar capacitivo matrizes. A parte capacitiva se desloca proporcionalmente quando a pressão do sistema empurra a placa frontal para mais perto do disco. É uma configuração altamente sensível, melhor para rastrear coisas como micromovimentos.

Cristais piezoelétricos 

Neste projeto, você encontrará materiais cristalinos especializados que geram uma minúscula carga elétrica no momento em que são comprimidos fisicamente. Essas unidades são ótimas para absorver explosões e vibrações rápidas devido à sua capacidade de reagir a mudanças de força extremamente rápidas.

alinhamento óptico

Essas unidades monitoram a pressão por meio de cabos de fibra óptica que observam como os feixes de luz se refletem dentro do sensor. Como nenhuma eletricidade chega até a conexão da tubulação, não há risco de faísca elétrica. Isso mantém seus dados protegidos contra eletricidade estática de motores e seguros para tubulações com produtos químicos explosivos.

Elementos ressonantes

Esses dispositivos tendem a utilizar microfeixes internos que vibram em uma frequência alta e predefinida. O microfeixe se contrai e altera o tom de sua vibração quando a pressão aplicada empurra o diafragma. Com esse método, é possível obter a mais alta precisão, tornando-o a melhor opção para bancadas de calibração.

Onde começa, de fato, a medição?

Um ponto zero fixo é necessário para que um sensor produza uma leitura precisa. Se a linha de base estiver incorreta, podem surgir erros de rastreamento e pontos cegos de segurança. Aqui estão quatro tecnologias essenciais que você precisa compreender para adequar seu hardware à referência correta.

pressão manométrica

Este projeto utiliza o ar atmosférico local como linha de base zero. Um pequeno tubo de ventilação interno é responsável por expor a parte traseira do diafragma às condições ambientais. Essa funcionalidade o torna a escolha padrão para níveis de água em tanques abertos ou para linhas de ar comprimido de uso diário em fábricas.

Pressão absoluta 

Nessa configuração, uma câmara de vácuo interna selada é utilizada como ponto zero. Por permanecer isolada de variações climáticas ou de altitude, ela é a opção preferida para embalagens a vácuo e circuitos de destilação química.

pressão diferencial

Essas unidades possuem duas portas de tubulação e ajudam a calcular a diferença de pressão exata entre duas zonas. É por isso que são tão utilizadas para detectar obstruções em filtros em linha ou medir a velocidade do fluxo em uma tubulação.

Pressão selada

Assim como os sensores de pressão, esses sensores utilizam uma câmara de referência selada. No entanto, a maioria deles vem pré-configurada para a pressão ao nível do mar, em vez de ser ventilada. Isso é feito para proteger os componentes internos da entrada de água ou produtos químicos, sem a necessidade de uma ventilação externa.

Como esses sensores se comportam em sistemas hidráulicos, pneumáticos e na indústria pesada.

Em um laboratório limpo, qualquer sensor pode acionar um contato elétrico. No entanto, o desempenho diverge rapidamente em condições reais de fábrica, e escolher o sensor errado significa hardware que trava, descalibra ou falha já no primeiro uso.

Os circuitos hidráulicos operam sob imensas cargas estáticas, e o ciclo rápido de válvulas de alta potência gera choques de golpe de aríete que podem fraturar componentes internos delicados. A melhor solução para esse problema são os diafragmas piezoresistivos, pois sua construção rígida e sólida absorve o choque sem perder a calibração.

A pressão é muito menor em linhas de ar comprimido, portanto a prioridade naturalmente passa a ser uma resposta rápida e sem vazamentos. Dado que seus diafragmas mais finos e responsivos conseguem registrar variações de microbar rapidamente, os sensores piezoresistivos de película fina são a melhor opção. Esses sensores também permitem que o CLP ajuste as válvulas reguladoras em tempo real.

Um conjunto diferente de problemas surge quando se fala de plantas em papel e moinhos de cimento. As vedações de borracha comuns se degradam com o calor do incenso, e pastas espessas entopem as portas padrão. Nesse caso, diafragmas metálicos embutidos (do tipo totalmente soldado com isolamento cerâmico) eliminam os detritos naturalmente. Essas unidades também são capazes de suportar ciclos de alta temperatura, impedindo que o fluido atinja os componentes eletrônicos.

Projetos mecânicos antigos ainda são usados hoje em dia.

Alguns projetos puramente mecânicos são anteriores aos cinco citados acima e ainda são encontrados em fábricas.

Barômetro aneróide. Neste sistema, uma cápsula metálica selada flexiona com a pressão atmosférica e aciona um mostrador diretamente. É durável e simples, mas muito lento para leituras dinâmicas.

Manômetro. Considere isto um tubo em forma de U preenchido com líquido, onde a diferença de altura entre os dois lados é a leitura. É preciso para trabalhos de calibração, mas não é adequado para linhas de produção em funcionamento.

Metrô Bourdon. Trata-se de um tubo espiralado que se endireita sob pressão, acionando um ponteiro. É altamente vulnerável a choques e vibrações, mas é barato e preciso para uso em alta pressão.

Sensor de Pirani (vácuo). Trata-se de um filamento aquecido que perde calor para o gás circundante a uma taxa relacionada ao nível de vácuo. É a escolha padrão para faixas de baixo vácuo no processamento de semicondutores e compósitos.

Sensores de pressão Telemecanique OsiSense XM

Fabricação: Telemecanique
Corrente nominal: <7 mA
Tensão de operação: 24 VCC (SELV), limites de tensão: 12 a 33 V
Tempo de resposta: ≤2 ms para 10 a 90% de escala completa

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