Os transmissores de pressão diferencial são projetados para medir a pressão antes e depois do fluido encontrar uma interrupção no fluxo, como um filtro ou uma bomba. No entanto, este instrumento de pressão também pode ser usado para medir o nível de qualquer líquido.
O mercado oferece vários métodos para medir e monitorar os níveis de líquidos. Para embarcações fechadas, os operadores geralmente escolhem um transmissor de pressão diferencial. Essa é uma técnica comprovada, especialmente quando o instrumento de medição não deve ser imerso no processo, como em tanques que possuem um moedor ou retêm substâncias agressivas. No entanto, se a aplicação exigir alta exatidão, esse método de medição de nível logo se depara com seus limites.
Antes de defender o uso de dois transmissores de processo interconectados, em vez de outras configurações ou instrumentos, vamos dar uma olhada no que é um transmissor de pressão diferencial e como esse instrumento de pressão mede os níveis de líquido.
O que fazem os transmissores de pressão diferencial?
Figura 1: Em um tubo, um transmissor de pressão diferencial mede a queda de pressão (d) do ponto mais alto (H) ao ponto mais baixo (L).
Os transmissores de pressão diferencial foram originalmente projetados para uso em tubos com o intuito de medir a pressão antes e depois do fluido encontrar uma bomba, orifício de restrição ou outra interrupção no fluxo. Os transmissores de pressão diferencial padrão vêm com duas conexões ao processo dispostas lado a lado para medir a queda de pressão (d) entre os pontos superiores e inferiores (H e L, respectivamente, na Figura 1). Os transmissores de pressão diferencial clássicos também podem medir as taxas de fluxo.
Não demorou muito para que as pessoas percebessem que as medições de pressão diferencial também podiam ser usadas para determinar o nível do líquido.
Medição de nível com um transmissor de pressão diferencial: vantagens e desafios
Figura 2: Transmissor de pressão diferencial configurado para medir o nível dentro de um tanque
Um transmissor de pressão diferencial calcula o nível medindo a pressão diferencial entre as fases líquida e gasosa do fluido dentro de um tanque fechado. Para cálculos precisos, alguns fatores são importantes, como:
- A geometria do tanque (horizontal ou vertical, formas de várias tampas e fundos, etc.)
- Densidade específica do meio
- Pressão hidrostática
A distância entre os pontos H e L em um tanque é muito maior do que em uma tubulação, necessitando do uso de tubo para fazer a ponte dessa distância (Figura 2). Mas não basta qualquer tamanho de tubo. Para medições precisas, esses pequenos tubos – capilares, na verdade precisam ser tão finos e limitados em volume, de forma que possam transmitir o meio sem alterações na pressão.
No entanto, o uso de capilares cria seu próprio conjunto de desafios. Dentro de um sistema fechado, a pressão de um gás é diretamente proporcional à sua temperatura. Este foi o princípio descoberto pelo físico e químico francês Louis Joseph Gay-Lussac por volta de 1802, como a Lei de Gay-Lussac. Em tubos maiores, um aumento de temperatura / pressão não terá muito efeito nas leituras de pressão diferencial. Porém, dentro dos limites de um capilar, quaisquer mudanças de temperatura e, portanto, a pressão são ampliadas. As soluções de medição com esse tipo de conexão aos pontos de medição são sensíveis à temperatura. Na pior das hipóteses, flutuações severas podem resultar em falsos valores medidos.
Leia a parte 2 deste blog: As vantagens de se utilizar dois transmissores de processo interconectados para medição de pressão diferencial