Influência da pressão estática no desempenho do transmissor de diferença de pressão

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Foi estudado o desempenho dos transmissores de diferença de pressão em diferentes pressões estáticas. Foram realizados testes com um manômetro de tipo pistão para analisar as curvas de característica de vários tipos de transmissores de diferença de pressão sob diferentes pressões estáticas. Os resultados mostraram que a pressão estática tem um impacto significativo no desempenho dos transmissores de diferença de pressão. À medida que a pressão estática aumenta, a curva característica do transmissor de diferença de pressão curva-se significativamente para o lado negativo. Estudos relacionados têm grande importância como referência para a produção, inspeção e aplicação dos transmissores de diferença de pressão. Os transmissores de diferença de pressão são amplamente utilizados em setores como energia elétrica, químico e farmacêutico. Esses equipamentos estão frequentemente relacionados à segurança industrial e aos processos de cobrança comercial. Portanto, é muito importante avaliar objetiva e cientificamente seu desempenho, a fim de garantir a precisão e a confiabilidade das medições realizadas. Devido a vários fatores, como as limitações de desempenho dos padrões de referência, atualmente a medição dos transmissores de diferença de pressão ainda é feita em termos de pressão relativa. Ou seja, uma pressão é aplicada no lado de alta pressão (lado H), enquanto o lado de baixa pressão (lado L) fica conectado à atmosfera. A pressão atmosférica é então utilizada como referência para a medição da pressão estática ； Em alguns casos, a medição de pressão negativa é simulada através da aplicação de pressão positiva na extremidade de baixa pressão (com a extremidade de alta pressão conectada ao ar atmosférico). Já nas condições de uso reais, são aplicados valores de pressão diferentes tanto no lado de alta pressão quanto no lado de baixa pressão, resultando em um valor de diferença de pressão sob diferentes pressões estáticas. Como o método tradicional de medição da pressão relativa não consegue refletir as condições reais de funcionamento do transmissor de diferença de pressão, ele também não consegue indicar o desempenho real desse transmissor. Portanto, a Changhui Instruments utilizou o manômetro de pistão de alta diferença de pressão do tipo DH.B249T para realizar uma série de testes nos transmissores de diferença de pressão produzidos pelas três empresas selecionadas, analisando as mudanças nas curvas de característica de saída desses transmissores sob diferentes condições de pressão estática. Estudo do impacto da pressão estática no desempenho dos transmissores de diferença de pressão yunrun.com.cn/tech/2229.html 1. Testes de estabilidade dos transmissores de diferença de pressão As informações dos transmissores de diferença de pressão utilizados nos testes estão apresentadas na Tabela 1. Para determinar o impacto da estabilidade do próprio transmissor de diferença de pressão nos resultados dos testes, foram realizados testes para avaliar a estabilidade a longo prazo do ponto zero do transmissor selecionado, bem como a estabilidade desse ponto zero sob diferentes pressões estáticas. Todos os dados de teste tiveram seus valores de pressão lidos diretamente na tela do transmissor, a fim de minimizar o impacto do padrão de referência na saída do transmissor. Tabela 1: Informações sobre os transmissores de diferença de pressão
Código | Modelo do transmissor de diferença de pressão | Faixa de diferença de pressão/kPa | Pressão máxima de operação/MPa | Grau de precisão
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A | Changhui YR-ER101 | 0-50 | 16 | 0,075
B | Fuji FKCS36V5 | 0-500 | 16 | 0,065
C | JK3351 | 0-250 | 10 | 0,5

① Estabilidade a longo prazo do ponto zero: Foram realizados testes de estabilidade do ponto zero em ambos os transmissores – o transmissor de diferença de pressão feito de silício monocristalino (tipo A) e o transmissor de diferença de pressão com microcapacitores de silício (tipo B) – sob condições de pressão atmosférica, por um período superior a 1 semana. Os resultados dos testes são mostrados na Figura 1. http://yunrun.com.cn/upload/201810/29/201810291812081776.png Figura 1: Estabilidade a longo prazo do ponto zero dos transmissores de diferença de pressão A e B. Os resultados mostram que o transmissor de silício monocristalino A tem uma faixa de medição de diferença de pressão de 0 a 50 kPa, com uma derivação do ponto zero inferior a 0,008% FS ； O transmissor de microcapacitância de silício para medição de diferença de pressão B tem uma faixa de medição de 0 a 500 kPa. A deriva do ponto zero é inferior a 0,01% FS, atendendo assim a todos os requisitos dos testes. ②A estabilidade do ponto zero do transmissor de diferença de pressão em diferentes pressões estáticas: Foram realizados testes de pressão estática no ponto zero dos amostras sob condições de pressão estática de 0, 3, 6, 9 e 12 MPa. Cada grupo realiza 2 testes de aumento de pressão e 2 testes de redução de pressão, sendo que as medições são feitas de forma contínua. Os resultados dos testes do transmissor de diferença de pressão de silício monocristalino A e do transmissor de diferença de pressão a base de microcapacitores de silício B são mostrados, respectivamente, nas Figuras 2 e 3. Figura 2: Estabilidade do ponto zero do transmissor de diferença de pressão feito de silício monocristalino A em diferentes pressões estáticas. http://yunrun.com.cn/upload/201810/29/201810291814547770.png Figura 3: Estabilidade do ponto zero do transmissor de diferença de pressão feito de microcapacitores de silício B em diferentes pressões estáticas. Os resultados mostram que a influência da pressão estática no ponto zero é semelhante em ambos os casos: à medida que a pressão estática aumenta, a influência também aumenta, e a curva característica tende a se desviar em direção a um erro negativo. Essa deve ser uma característica típica de um transmissor de diferença de pressão. O transmissor A não apresenta desvio zero superior a 0,015%FS sob uma pressão estática de 12 MPa ； O transmissor B apresenta uma deriva zero de no máximo 0,03% FS a uma pressão estática de 12 MPa ； O transmissor C, devido à resolução de exibição de apenas 0,1 kPa, não apresentou desvio zero significativo. 2. Características do transmissor de diferença de pressão sob diferentes pressões estáticas Para o transmissor de diferença de pressão selecionado, foram medidos os valores de saída em condições de pressão estática de 0, 3, 6, 9 e 12 MPa. Além disso, foi avaliado o impacto das diferentes pressões estáticas no erro dos valores de saída. ①O Transmissor de Diferença de Pressão de Silício Cristalino Changhui YR-ER101 A – A Figura 4 mostra a média de 5 medições realizadas com o transmissor de diferença de pressão de silício cristalino Changhui A, em uma pressão estática de 0-12 MPa. Pode-se observar que, a uma pressão estática de 6 MPa, a curva começa a se curvar para baixo; ou seja, à medida que a pressão estática aumenta, o erro torna-se cada vez mais negativo. Aos 12 MPa de pressão estática, a curva característica se curva para baixo de maneira mais acentuada; aos 50 kPa, os resultados medidos pelo transmissor de diferença de pressão já excedem o erro máximo permitido. http://yunrun.com.cn/upload/201810/29/201810291817374280.png http://yunrun.com.cn/upload/201810/29/201810291828380301.png Figura 4: Características de saída do transmissor de diferença de pressão feito de silício monocristalino A, em diferentes pressões estáticas. ② Transmissor de diferença de pressão feito de microcapacitores de silício da Fuji FKCS36V5, modelo B. A faixa de medição de diferença de pressão do transmissor B é de 0 a 500 kPa. Como mostrado na Figura 5, à medida que a pressão estática aumenta, a curva característica curva-se significativamente para o lado negativo do erro. Somente quando a pressão estática é de 0 MPa, o erro de medição fica dentro do limite permitido pela empresa. Quando a pressão estática é de 12 MPa, o erro já ultrapassa 0,25% FS, o que representa 4 vezes o limite máximo permitido. Esse resultado é causado tanto pelos padrões de medição quanto pelas características do transmissor. http://yunrun.com.cn/upload/201810/29/201810291818163572.png http://yunrun.com.cn/upload/201810/29/201810291825364308.png Figura 5: Características de saída do transmissor de diferença de pressão B em diferentes pressões estáticas. ③ Transmissor de diferença de pressão capacitivo de fabricação nacional C: A faixa de medição de diferença de pressão deste transmissor é de 0-250 kPa. Os resultados dos testes estão mostrados na Figura 6. http://yunrun.com.cn/upload/201810/29/201810291819533266.png http://yunrun.com.cn/upload/201810/29/201810291834262260.png Figura 6: Características de saída do transmissor de diferença de pressão capacitivo C em diferentes pressões estáticas. A curva de características é semelhante às das outras séries apresentadas anteriormente. Nesse caso, o erro de medição a uma pressão estática de 9 MPa já ultrapassou os requisitos de precisão estabelecidos pela empresa (nota: nenhum dos transmissores de diferença de pressão mencionados recebeu informações da empresa sobre as variações permitidas nas curvas características em condições de alta pressão estática; portanto, a análise é feita com base apenas nos resultados das medições reais). Foram realizadas medições das curvas de característica de saída dos transmissores de diferença de pressão em diferentes condições de pressão estática. Os experimentos mostraram que todos os transmissores de diferença de pressão são afetados pela pressão estática. Se o ponto zero sofrer desvio devido à pressão estática, isso indica que as curvas de característica também se alterarão. A pressão estática exerce um efeito semelhante nas curvas de característica dos transmissores de diferença de pressão: à medida que a pressão estática aumenta, as curvas de característica de saída dos transmissores se curvam para o lado negativo, em direção ao erro. Em alguns casos, os transmissores de diferença de pressão atingem seu limite máximo de erro já na maior pressão estática testada. As conclusões relevantes têm grande importância como referência para a produção, inspeção e aplicação de transmissores de diferença de pressão, devendo receber devida atenção. Recomenda-se que as instituições de medição que tiverem condições aumentem o número de transmissores de diferença de pressão utilizados nos testes, a fim de obter dados de teste mais abrangentes para análises eficazes, proporcionando assim uma base técnica confiável para os padrões de medição dos transmissores de diferença de pressão.