mudanças de densidade relacionadas à temperatura

Com a medição do nível hidrostático, as flutuações de temperatura no meio tem um efeito na exatidão dos resultados da medição. Mas por que isso ocorre e como podemos minimizar a influência da temperatura na medição de nível hidrostático?

No artigo de blog “Medição do nível hidrostático em geometria aberta e vasos – cálculo da altura de enchimento” o cálculo da altura de enchimento é explicado em maior detalhe. A medição do nível hidrostático não depende da forma do vaso e pode ser calculada com a fórmula h = p / (ρ * g).

h: Altura do enchimento
p: Pressão hidrostática
ρ: Densidade do meio
g: Gravidade
m: Massa
V: Volume

No entanto, a densidade do meio (ρ = m / V) está sujeita à influência da temperatura. A base para isso é a lei física que um volume se expande quando a temperatura aumenta sob pressão constante. Isto significa que, com o aumento da temperatura, a densidade do meio se reduz e vice-versa. Uma vez que a pressão hidrostática p em vasos abertos permanece constante, a influência da temperatura tem um efeito negativo no resultado da medição. Portanto, a pressão hidrostática medida de um líquido deve ser sempre correlacionada com a temperatura do meio.

Exemplo: Desvios de precisão sem compensação de temperatura

A densidade da água à temperatura ambiente (20 °C) é de 998,20 kg/m³. Se o mesmo valor de densidade for agora assumido para o cálculo com água morna a 80 °C, então há um erro de medição de 2,7%, uma vez que a densidade de água quente a 80 °C é de apenas 971,79 kg / m³ (ver imagem principal). Para os óleos e combustíveis, a mudança de densidade relacionada à temperatura é ainda maior e, portanto, um desvio de medição de aproximadamente 4,5% é esperado para o mesmo exemplo considerando óleo de motor.
 
Se você quiser apenas monitorar o nível de preenchimento, enquanto a precisão desempenha um papel secundário, não é necessária uma compensação de temperatura corrigindo a densidade (veja a imagem principal). Isso também não é necessário se nenhuma ou apenas pequenas flutuações de temperatura prevalecerem no processo. Se, no entanto, é necessária uma medida precisa do nível hidrostático com temperaturas médias flutuantes, então é necessária uma compensação para a mudança de densidade relacionada à temperatura. Com o conhecimento da temperatura média atual, a densidade atual pode ser usada para calcular a altura de enchimento. Um erro de medição relacionado à temperatura é assim evitado.

Nota
Como fabricante líder de sensores de nível hidrostático, a WIKA oferece uma ampla seleção de sondas de nível, também com medição de temperatura integrada. Sua pessoa de contato terá o prazer de ajuda-lo na seleção de solução de produto apropriada.



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