O Manômetro é um instrumento de medição de pressão através de uma força aplicada por um fluido ( líquido ou gás ) em uma superfície. A pressão normalmente é medida em unidade de força por unidade de área superficial. Muitas técnicas foram desenvolvidas para medir a pressão e o vácuo . Os instrumentos utilizados para medir e exibir pressão em uma unidade integral são chamados de manômetros ou medidores de vácuo . Um manômetro é um bom exemplo, pois usa uma coluna de líquido para medir e indicar pressão. Da mesma forma, o Manômetro Metálico (Calibre Bourdon) amplamente utilizado, sendo  um dispositivo mecânico que mede e indica, e provavelmente é o tipo  mais conhecido.

Um indicador de vácuo é um manômetro  medidor de pressão usado para medir pressões inferiores à pressão atmosférica, que é definido como o ponto zero, em valores negativos (por exemplo: -15 psi ou -760 mmHg igual ao vácuo total). A maioria dos medidores mede a pressão em relação à pressão atmosférica como ponto zero, então essa forma de leitura é simplesmente referida como “pressão de calibração”. No entanto, qualquer coisa maior do que o vácuo total é tecnicamente uma forma de pressão. Para leituras muito precisas, especialmente a pressões muito baixas, um medidor que usa vácuo total como ponto zero, pode ser usado dando leituras de pressão mais precisas.

 

Manômetro

Figura 1: Tipos de Manômetro

1 – Pressão absoluta, calibre e diferencial – referência zero

As medições diárias de pressão, como a pressão dos pneus do veículo, geralmente são feitas em relação à pressão do ar ambiente. Em outros casos, as medições são feitas em relação a um vácuo ou a alguma outra referência específica. Ao distinguir essas referências “zero”, são usados os seguintes termos:

  • A pressão absoluta: É referenciada de zero contra um vácuo perfeito, usando uma escala absoluta , de modo que é igual a pressão de calibre mais a pressão atmosférica;
  • A pressão do indicador: É zero-referenciada contra a pressão do ar ambiente, por isso é igual à pressão absoluta menos a pressão atmosférica. Normalmente, os sinais negativos são omitidos. Para distinguir uma pressão negativa, o valor pode ser anexado com a palavra “vácuo” ou o indicador pode ser rotulado como “manômetro de vácuo”. Estes são ainda divididos em duas subcategorias: vácuo alto e baixo (e às vezes ultra-alto vácuo ). As gamas de pressão aplicáveis de muitas das técnicas usadas para medir vazios têm uma sobreposição. Assim, ao combinar vários tipos diferentes de medidores;
  • A pressão diferencial: É a diferença de pressão entre dois pontos.

A referência zero em uso geralmente é implícita pelo contexto, e essas palavras são adicionadas somente quando o esclarecimento é necessário. A pressão dos pneus e a pressão arterial são pressões de calibre por convenção, enquanto as pressões atmosféricas , as pressões de vácuo profundas e as pressões do altímetro devem ser absolutas. Para a maioria dos fluidos de trabalho onde existe um fluido em um sistema fechado, prevalece a medição de pressão de calibração. Os instrumentos de pressão conectados ao sistema indicam pressões em relação à pressão atmosférica atual. A situação muda quando as pressões de vácuo extremas são medidas; Pressões absolutas geralmente são usadas.

As pressões diferenciais são comumente usadas em sistemas de processos industriais. Os medidores de pressão diferencial têm duas portas de entrada, cada uma conectada a um dos volumes cuja pressão deve ser monitorada. Com efeito, esse medidor executa a operação matemática da subtração através de meios mecânicos, evitando a necessidade de um operador ou sistema de controle assistir dois indicadores separados e determinar a diferença de leituras.

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As leituras moderadas de pressão de vácuo podem ser ambíguas sem o contexto apropriado, pois podem representar pressão absoluta ou pressão de calibração sem um sinal negativo. Assim, um vácuo de 26 inHg calibre é equivalente a uma pressão absoluta de 30 inHg (pressão atmosférica típica) – 26 inHg = 4 inHg. A pressão atmosférica é tipicamente cerca de 100 kPa ao nível do mar, mas é variável com altitude e clima. Se a pressão absoluta de um fluido permanecer constante, a pressão de calibre do mesmo fluido variará conforme a pressão atmosférica muda. Por exemplo, quando um carro conduz uma montanha, a pressão do pneu (calibração) aumenta, porque a pressão atmosférica diminui. A pressão absoluta no pneu é essencialmente inalterada. A utilização da pressão atmosférica como referência é geralmente significada por um g para medidor após a unidade de pressão, por exemplo, 70 psig, o que significa que a pressão medida é a pressão total menos a pressão atmosférica . Existem dois tipos de pressão de referência do medidor: indicador de ventilação (vg) e calibre selado (sg).

Um transmissor de pressão de calibre ventilado, por exemplo, permite que a pressão do ar exterior seja exposta ao lado negativo do diafragma de detecção de pressão, através de um cabo ventilado ou um orifício no lado do dispositivo, de modo que ele sempre mede a pressão referida ao barométrico ambiente pressão . Assim, um sensor de pressão de referência de indicador de ventilação deve sempre ler pressão zero quando a conexão de pressão do processo é mantida aberta para o ar.

Uma referência de bitola selada é muito similar, exceto que a pressão atmosférica é selada no lado negativo do diafragma. Isso geralmente é adotado em faixas de alta pressão, como a hidráulica, onde mudanças de pressão atmosférica terão um efeito insignificante na precisão da leitura, de modo que a ventilação não é necessária. Isso também permite que alguns fabricantes forneçam contenção de pressão secundária como uma precaução extra para a segurança do equipamento sob pressão se a pressão de ruptura do diafragma de detecção de pressão primária for excedida. Existe outra maneira de criar uma referência de bitola selada e isto é para selar um alto vácuo no lado reverso do diafragma de detecção. Em seguida, o sinal de saída é deslocado de modo que o sensor de pressão lê perto de zero ao medir a pressão atmosférica. Um transdutor de pressão de referência de calibre selado nunca lê exatamente zero porque a pressão atmosférica está sempre mudando e a referência neste caso é fixada em 1 bar.

 

 

Coautoria: Leonardo Sanches do Carmo

Especialista em Pneumática Industrial, formado em Tecnologia de Eletrônica Automotiva na FATEC Sorocaba (Faculdade de Tecnologia “José Crespo Gonzales”) e técnico em Eletroeletrônica pelo SENAI de Alumínio (“Antônio Ermínio de Moraes”). Atualmente Pesquisador da FAPESP (Fundação de Ampara à Pesquisa do Estado de São Paulo) na Empresa CitiSystems.

 

Referências:

  • https://sciencing.com/manometer-2718.html
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Pressure_measurement
  • https://faraday.physics.utoronto.ca/PVB/Harrison/Manometer/Manometer.html