Transmissão e transmissores pneumáticos e eletrônicos

Transmissão e transmissores pneumáticos e eletrônicos

1. elementos de tranferência

   • piezoresistivo (strain gauge)
     • Também conhecido como fita extensiométrica, é um dispositivo que mede a deformação elástica sofrida em seu diafragma
     • São interligadas em um circuito tipo ponte de Wheatstone Indicado para medição de pressão variável já que possui pouca histerese e não possui atraso de indicação
   • piezoelétrico
     • Utiliza cristais (quartzo, turmalina) e gera uma resposta de tensão quando sofre deformação física por ação de uma pressão Ideal para pressões dinâmicas e não tão indicado para estáticas devido características dos cristais (sinal gerado surge apenas quando a pressão é aplicada, decaindo rapidamente)
     • O efeito piezoelétrico pode ser direto (geração interna de carga elétrica resultante de uma força mecânica aplicada) ou reversa (geração interna de tensão mecânica resultante de um campo elétrico aplicado
   • capacitivo
     • + utilizado circuito eletrônico é alimentado por um sinal AC através de um oscilador e então modula-se a frequência ou a amplitude do sinal em função da variação de pressão (analog ou dig)
     • Ao sofrer um esforço de pressão, o diafragma sensor (que vem a ser uma das placas do capacitor) tem sua distância modificada em relação as placas Possui um líquido de enchimento que funciona como dielétrico
   • Silício Ressonante
     • Cápsula de silício colocada em um diafragma , utilizando diferencial de pressão para vibrar em maior ou menor intensidade Pouco utilizado

2. Conceito de Telemetria

   • Técnica de transportar medições obtidas no processo à distância, em função de um instrumento transmissor

3. sinais padrão de transmissão

   • pneumático
     • Padrão adotado pelo SI (Sistema Internacional: 20 a 100kPa Padrão (+utilizado): 3 a 15psiTípico: 3 a 27psi; 0 a 30psi; 0,2 a 1kgf/cm²; 0,8 a 2,4kgf/cm²
   • eletrônico analógico ou digital
     • Analógico Padrão: 4 a 20mATípico: 0 a 20mA; 10 a 50mA; 1 a 5V; 0 a 5V; 0 a 10V Digital HART; FieldBus; Profibus PA 
   • hidráulico

4. conceito de zero vivo

   • Utilizado quando adotamos valor mínimo maior que zero Auxilia na detecção de falhas do sinal transmitido (segurança contra falha na alimentação)

5. vantagens e desvantagens dos meios de transmissão

   • pneumático
     • Vantagem : uso em áreas classificadas (onde há risco de explosão)
     • Desvantagens Resposta lenta, curtas distâncias (até 100m), necessidade de tubulações, vazamentos, Eqptos auxiliares (filtros, compressores), não pode ser conectado ao PC 
   • hidráulico
     • Vantagens Resposta rápida, força para movimentar grandes eqptos
     • Desvantagens tubulações, troca de óleo, necessidade de bombas, filtros e reservatórios
   • eletrônico analógico
     • Vantagens Fácil instalação, conexão a computadores, longas distâncias
     • Desvantagens Exige cuidados especiais em áreas classificadas Cabos devem ter proteção contra ruídos 
   • eletrônico digital (HART, FieldBus, Profibus PA)
     • Vantagens Não precisa ligação ponto-a-ponto Pode utilizar par trançado, fibra óptica Imune a ruídos Fácil conexão de eqptos, diagnóstico 
     • Desvantagens Rompimento do cabo principal pode acarretar falha no processo Existência de diversos protocolos no mercado

6. Alimentação de Transmissores

   • 2 fios
     • Par de cabos transporta alimentação e sinal simultaneamente  Utilizada em áreas classificadas, desde que eqpto possua proteção Ex Nesse caso saída deve ser isolada galvanicamente Normalmente 24Vcc
   • 3 fios
     • 2 condutores para alimentação (24Vcc) e um para sinal de corrente Pouco utilizadaUso em potências maiores Ex de uso: detectores de gases inflamáveis, PT100 3 fios
   • 4 fios
     • Geralmente alimentação 24Vcc ou 110/127/220 ou 240Vca 2 cabos de alimentação e 2 de sinal vindos de fontes distintas Uso em potências maiores Necessário mais cuidado devido nível de tensão mais elevado e inversão dos condutores

7. proteções

   • IP
     • de 00 a 69k (qto maior o n° maior o grau) Proteção contra sólidos e ingresso de água 
   • EX
     • Proteção contra explosão (áreas classificadas) Em caso de curto ou explosão dentro do eqpto o invólucro não permite que que se estenda ao meio externo 

8. transmissores

   • É o instrumento que converte o sinal de um transdutor ou sensor em um sinal padrão para ser enviado à distância
   • Normalmente montado no campo, podendo ser diretamente à linha ou por meio de capilar (mais distante) 
   • Pode ou não ser conversor 
   • pneumático
     • Possuem um elemento de transferência que converte o sinal detectado pelo elemento detector de pressão em um sinal de transmissão pneumático
     • Sua alimentação padrão de entrada (suprimento de ar) é de 1,4kgf/cm²
     • equilíbrio de força
       • Bico fixo e palheta se movimenta
     • equilíbrio de movimento
       • Bico e palheta se movimentam
   • eletrônico analógico
     • Sucessor do sinal pneumático Possui transdutores (geralmente com sensores de deformação elástica) que convertem o valor de pressão detectado em um sinal elétrico padronizado para transmissão (por exemplo, 4 a 20 mA)
   • eletrônico digital
     • Para a transmissão digital dos sinais, foi desenvolvido um protocolo que aproveita o próprio cabeamento existente fazendo transitar sinais digitais sobre os analógicos 4-20mA Ex: HART
     • smart
       • Possui as características de corrigir os erros de não linearidade do sensor primário através de memória e de sensores auxiliares
     • inteligente
       • Além de possuir as características do Smart, armazena a informação referente ao transmissor
       • Pode fazer várias medições simultâneas e fazer computações matemáticas complexas além de ser programável via software ou no campo

9. conversor

   • transforma um sinal de um sensor de campo em um sinal padrão Pode estar acoplado diretamente ao transmissor