Para necessidades específicas não cobertas por equipamentos convencionais, concebemos sensores de separação personalizados que podem suportar condições extremas em sectores como o químico, o petróleo e o gás, o papel e o alimentar.
Uma tecnologia para o fabrico de sensores de pressão com separadores "feitos à medida".
As indústrias de ponta, como a química, a do petróleo e do gás, a do papel e a alimentar, estão a pôr à prova o seu equipamento de medição.
Os processos de fabrico requerem sensores de pressão com elevada precisão e fiabilidade.
Reduzir os custos de fabrico significa evitar rejeições e paragens de produção.
A obsolescência de certos dispositivos de medição significa que é necessário encontrar instrumentos de substituição que possam ser instalados no lugar.
Quando as suas necessidades são específicas e nenhum equipamento convencional se adapta às particularidades da sua instalação, nós construímos um sensor separador personalizado.
Construção
Os separadores são utilizados com sensores de pressão diferencial, relativa ou absoluta.
Podem ser montados de forma rígida, diretamente sobre o sensor, ou com um tubo capilar que liga o separador ao transmissor.
O separador e o sensor são soldados entre si, sem juntas, e depois enchidos com um óleo adequado à aplicação.
Princípio de medição dos sensores de pressão com separadores
Em certas aplicações químicas ou higiénicas, é necessário isolar o instrumento de medição da pressão do fluido do processo.
O selo diafragma actua como uma interface protetora entre a célula de medição e o fluido a ser medido.
A membrana e as partes em contacto são feitas de um material resistente ao fluido do processo e soldadas à base da célula de medição.
A junção entre a membrana separadora e a célula de medição do sensor é efectuada através de um tubo capilar ou de uma manga de ligação.
Este espaço deve ser desgaseificado sob vácuo, depois preenchido com um óleo adequado e selado.
A pressão medida exerce uma força sobre a superfície exterior da membrana.
Quando o diafragma se flecte para dentro, tenta comprimir o fluido de enchimento no interior do instrumento. Este fluido de enchimento foi concebido para resistir à compressão, pelo que a força é canalizada diretamente para a célula de medição. Todo o funcionamento do transdutor de pressão com diafragma se baseia no princípio de Pascal. Este princípio estabelece que uma pressão exercida sobre um fluido é transmitida sem perdas através do fluido e em todas as direcções.
Para que este processo funcione, a força necessária para mover a membrana deve ser maior do que a força necessária para mover o elemento sensor na célula de medição. Na prática, isto significa que quanto menor for a força necessária para mover o elemento sensor, mais fácil é construir um sistema de vedação preciso.
Quais são as aplicações dos sensores de pressão com separadores?
Para garantir a integridade do processo de fabrico, é necessário saber quando instalar um sensor de pressão do separador.
Os transdutores de pressão com separadores podem ser utilizados para medir fluidos a altas temperaturas.
Os sensores separadores têm uma vasta gama de aplicações: medição do fluxo de líquidos, fluxo de gases, fluxo de vapores, medição do nível de um fluido num tanque, medição da densidade de um fluido ou medição da pressão.
Para aplicações alimentares, de higiene e farmacêuticas, os separadores estão disponíveis com ligações higiénicas e diafragmas de descarga para cumprir os regulamentos e requisitos sanitários.
Os sensores com separadores são utilizados nos seguintes casos:
a temperatura do fluido é muito alta ou muito baixa,
o fluido é corrosivo e pode atacar os materiais em contacto com ele,
o fluido está carregado e corre o risco de bloquear o tubo de ligação ao sensor, impedindo que a pressão atinja a célula de medição de um sensor de pressão convencional,
o fluido é viscoso ou corre o risco de solidificar (secagem ou polimerização) no tubo de ligação ao sensor, impedindo que a pressão chegue à célula de medição ou tornando imóvel a membrana de um sensor de pressão convencional,
o fluido pode congelar quando a temperatura desce,
para aplicações higiénicas e sanitárias que requerem acabamentos de superfície específicos para evitar a formação de bactérias,
para aplicações de permeação de hidrogénio: quando os iões de hidrogénio (H+) podem permear a membrana,
para ligações específicas ao processo ou para visualização remota de medições
para substituir a coluna de líquido durante a medição do nível num tanque
para facilitar a assistência técnica e a manutenção.
Como escolher transmissores de pressão de diafragma?
Conceção fiável e robusta
Construção de montagem fiável
Design totalmente soldado, sem ligações roscadas
100% testado com hélio para controlar as fugas
As convoluções da membrana protegem a integridade do separador.
Ampla escolha de conexões de processo
Estão disponíveis vários tipos de separadores, em função dos condicionalismos de instalação e de utilização:
Separadores flangeados DN40 a DN100 com membrana de descarga para aplicações gerais
Separadores com extensão (de 50 a 200 mm) para aplicações com fluidos viscosos onde existe o risco de entupimento, ou para aplicações instaladas à face da parede interior do depósito para evitar o entupimento do processo.
Separadores com adaptadores de flange, com extremidades soldadas ou aparafusadas para melhorar o desempenho em ligações de processo de pequeno diâmetro.
Separadores com ligação DIN, SMS ou Clamp para aplicações higiénicas
A montagem com um adaptador permite adaptar o isolador a ligações particulares e, sobretudo, melhorar a sensibilidade do sensor em condições particulares. Consulte-nos para obter separadores específicos.
Fixação rígida
Os transdutores de pressão com separadores podem ser montados diretamente de forma rígida se a temperatura não exceder 150°C.
Conjunto de capilares
A utilização de um capilar limita os efeitos da temperatura do processo na exatidão do instrumento.
Um comprimento de capilar de 500 mm reduz a temperatura do instrumento para a temperatura ambiente.
O comprimento do capilar deve ser o mais curto possível, uma vez que influencia a exatidão da medição e o tempo de resposta.
Os capilares estão disponíveis de 0,5 m a 15 m com bainhas de proteção em PVC (-10 a +80° C) ou aço inoxidável (-40 a 350° C).
O diâmetro interno é de 1 mm para aplicações padrão e de 2 mm para aplicações especiais.
As variações de temperatura ao longo do comprimento do capilar podem afetar a precisão do instrumento.
O comprimento do capilar aplica-se a ambos os lados de baixa e alta pressão para sistemas equilibrados.
Só pode ser montado no lado de baixa pressão para montagem rígida e no lado de alta pressão para sistemas de separadores simples montados à distância com tubo capilar.
A compensação da temperatura deve ser efectuada na fábrica para garantir a precisão.
Materiais de separação
Para as aplicações que envolvem fluidos corrosivos, os separadores estão disponíveis numa gama de materiais resistentes à corrosão (aço inoxidável, Hastelloy C, Monel, Tântalo, Titânio, Zircónio, Níquel, etc.).
Contacte-nos para saber qual o material mais adequado para a sua aplicação.
Acabamento da superfície
A qualidade da superfície da membrana e das partes em contacto com o fluido é muito importante para aplicações higiénicas e sanitárias (limpeza no local).
Para evitar o risco de contaminação por substâncias como resíduos de produtos ou microrganismos, é necessário verificar o acabamento da superfície.
Estão disponíveis diferentes valores de rugosidade média para as membranas de separação: Ra inferior a 0,4 a 0,8 µm para superfícies lisas, Ra inferior a 1,6 µm perto de soldaduras.
Espessura e material da membrana
O diafragma é um elemento de medição metálico elástico.
Precisa de ser tão grande quanto possível para ser tão flexível e sensível quanto possível.
Está disponível em vários materiais (aço inoxidável, Hastelloy C, Monel, Tântalo, etc.) e pode ser equipado com revestimentos (PFA, PVDF, Ouro, etc.) para resistir à agressão química dos fluidos a medir.
A sua espessura varia consoante os materiais utilizados. A membrana é soldada ao separador e verificamos a estanquicidade com um teste de hélio.
Enchimento de fluidos
O fluido de enchimento utilizado deve ser adequado à gama de temperaturas da aplicação.
As temperaturas mínima e máxima do fluido medido e a temperatura ambiente devem ser tidas em conta.
Além disso, o fluido de enchimento deve ser compatível com o fluido que está a ser medido, especialmente no caso de fluidos como o oxigénio.
Para aplicações na indústria alimentar, estão disponíveis óleos minerais de enchimento para evitar a contaminação do fluido a medir em caso de rutura da membrana.
Designação
Temperatura de funcionamento (°C)
Densidade (25°C)
P abs > 1 bar
P abs < 1 bar
Óleo de silicone
-40 à 180
-40 à 120
0,95
Óleo fluorado
-20 à 200
-20 à 120
1,84
Óleo alimentar
-10 à 250
-10 à 120
0,94
Óleo de silicone
20 à 200
1,07
Óleo de silicone
0 à 300
20 à 200
1,07
Óleo de silicone
10 à 350
20 à 200
1,09
Os valores indicados aplicam-se às aplicações mais comuns. Para aplicações especiais, consulte-nos, indicando a temperatura ambiente e do processo, a pressão a ser medida, a pressão estática e os valores de vácuo. Dependendo das suas condições específicas de funcionamento, podemos utilizar outros fluidos de enchimento.
Anel de enxaguamento
Os anéis de enxaguamento estão disponíveis como opção para sistemas de separadores de membrana com uma vasta escolha de materiais.
O anel de lavagem é colocado entre o separador de membrana e a ligação da flange do processo.
É uma peça que está em contacto com o fluido.
O anel tem um ou dois orifícios que podem ser utilizados para enxaguar e limpar a superfície da membrana.
Também pode ser utilizado como um anel de calibração, aplicando pressão através dos orifícios.
Especificações técnicas
Precisão: a 20°C ±0,1
Estes valores devem ser adicionados à classe de precisão do sensor de pressão ±0,065 % para a gama de pressão diferencial e relativa, e 0,2% para a gama de pressão absoluta.
No entanto, a precisão do vácuo não pode ser garantida acima de 20 Torr (27mbar abs) nas versões standard.
Isto deve-se ao facto de a maioria dos fluidos de enchimento conter quantidades microscópicas de ar ou gases aprisionados, que tendem a expandir-se significativamente à medida que se aproximam da pressão zero absoluta.
Esta expansão afecta a célula de medição do instrumento.
Temperatura do fluido de processo: mínimo -90°C, máximo +400°C, dependendo do tipo de fluido de enchimento utilizado e do material da membrana.
Influência da temperatura
O sensor de pressão do separador é composto por um separador de membrana (com ou sem capilar) e uma célula de medição de pressão.
O instrumento é enchido com um fluido de enchimento a uma temperatura específica (geralmente +20 ±2°C) chamada temperatura de referência.
Uma alteração na temperatura ambiente ou na temperatura medida do fluido provoca uma alteração proporcional no volume do fluido de enchimento.
Este facto tem um efeito sobre a pressão interna do sistema de medição e aumenta o erro.
Para minimizar este erro, é necessário compensar a variação de volume causada pela temperatura.
As membranas de pequeno diâmetro só podem compensar uma ligeira variação de volume.
Dependendo das condições do processo, recomendamos, portanto, a utilização de separadores com membranas do maior diâmetro possível.
Quando a temperatura do processo se situa entre +150°C e +250°C, é necessário utilizar um dissipador de calor entre o separador e a célula de medição para evitar a difusão da temperatura.
Acima de 250°C, devem ser utilizados separadores capilares para proteger o instrumento das elevadas temperaturas do processo.
Isto reduz a temperatura da célula de medição para um valor próximo da temperatura ambiente.
Para minimizar a influência da temperatura :
Utilizar um líquido de enchimento adequado,
Escolha um diâmetro de diafragma tão grande quanto possível,
Reduzir o volume no interior do instrumento para o nível mais baixo possível,
Reduzir o efeito da temperatura na célula, utilizando conjuntos capilares ou dissipadores de calor.
Isolar o sensor e os capilares das tensões da temperatura ambiente e/ou rastrear os capilares
Requer compensação de pressão e temperatura de fábrica
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