TUBOS DE BOURDON Geralmente são compostos de um tubo com seção oval, disposto na forma de arco de circunferência, tendo uma de suas extremidades fechada e a outra extremidade aberta e conectada ao processo cuja pressão será medida. Com a pressão agindo no interior do tubo Bourdon, ocorre um movimento em sua extremidade fechada; esse movimento é transmitido através de engrenagens a um ponteiro ou mecanismo que, por sua vez, irá indicar/transmitir a medida de pressão. Este dispositivo foi patenteado, em 1852, por E. Bourdon. Em função da natureza e da faixa de pressão a ser medida, o tubo de bourdon pode ser confeccionado com os materias listado na tabela.
Gama de Pressões (Psi)
15 - 1000 100 - 10000 15 - 1500 15 - 1500 1000 - 10000 1000 - 10000 15 - 100000
Material Usado no Tubo
Aplicação Recomendada
Ar, acetona, benzina, salmoura, salmoura, ácido bórico, butano, álcool, álcool, Bronse fosforoso éter, gasolina, azoto, vapor de água, ácido tánico, água, óleos, etc. Cobre berilio
Oxigênio e todos os fluidos referidos anteriormente.
Aço de liga Amônia, acetileno, cloro (seco), (seco), gasolina, querosene, vapor vapor (SAE 4130 G150) de água e outros meios não corrosivos para o aço carbono. Aço inox Tipo 316 30L (por extrusão) Aço inox Tipo 316 30L (por furação)
Óleos com enxofre, hidrogênio, água oxigenada, ácido acético ácido cítrico, formaldeido e anidrido carbônico. Ácido Carboxilico e outros meios meios não corrosivos para para este material.
Aço inox Tipo 431
Nitrato de amônio, etc.
"k" Monel
Salmoura, água do mar, cloro (seco), ( seco), clorato de amônio, bromo (seco), cloreto de cálcio, cloreto de sódio, tetracloreto de carbono, etc
Quando utilizar-se manômetros com elemento primário elástico, visando assegurar-se uma maior vida útil ao instrumento, devem-se considerar os seguintes pontos: -não ultrapassar 2/3 do valor máximo de medição do manômetro quando a pressão a medir for razoavelmente constante; -não ultrapassar metade do valor máximo de medição do manômetro quando a pressão a medir for bastante variável; -equipar o manômetro com válvula de bloqueio de três vias de boa qualidade; -caso o manômetro seja submetido a golpes de aríete ou a variações bruscas de pressão de grande amplitude, instalar amortecedor de choques. Em alguns casos, utilizam-se manômetros com mecanismo imerso em óleo; -não submeter o manômetro a temperatura superior àquela que permita o toque da mão sobre sua caixa. No caso de temperaturas excessivas, deve-se utilizar sifão ou serpentina de resfriamento, -proteger o manômetro contra calor radiante e gelo.
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TIPO "C"
Um tubo Bourdon em formato de C utiliza um elemento sensor com movimento limitado. É necessário utilizar engrenagens e ligações para converter o movimento em 270 graus. Estas peças mecânicas falham em ambientes vibrantes e pulsantes (a menos que use a glicerina). Precisa de regulagem periódica para linearidade e gama. O medidor precisa ser desmontado para realizar a regulagem. Uma ou outra regulagem pode estar fora de calibração.
Possui mais de 10 pontos de contatos entre peças metálicas que criam fricção e fadiga no mecanismo. Assim, muitos medidores precisam conter líquidos para diminuir o processo de falhas.
Contem um batente de zero no mostrador do medidor para restringir o ponteiro em condições de sobrepressão. Se ocorrer uma condição de sobrepressão, o medidor é destruído. O mesmo ocorre no vácuo.
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ESPIRAL
Constrói-se, enrolando o tubo, de secção transversal plana em uma espiral de várias voltas em vez de formar um arco de 270º como no tipo “C”. Este arranjo dá ao espiral um maior grau de movimentos em cada unidade convertida de
pressão se comparado com o tubo de Bourdon do tipo “C”. Pois o elemento que recebe a pressão é espiral e está diretamente conectado no ponteiro. Diferentemente do Bourdon do tipo “C”, em que o elemento sensor primário também faz o papel de elemento de manipulação e transmissão do sinal (baseando-nos em diagrama de blocos).
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TIPO HELICOIDAL
Este sistema de pressão constituído por tubo de Bourdon ligados por um tubo capilar fino orifício para conexão do processo, conforme o aumento de pressão, o tubo de Bourdon expande. O movimento final deste é ampliado através do sistema de ligação e move o indicador sobre o gráfico graduada que indique a pressão. É muito usado devido à sua excelente resistência à corrosão e sua elasticidade. Existem dois tipos de tubos de Bourdon helicoidal: um é especificamente projetado para altas pressões e o outro é projetado para pressões mais baixas. Cada faixa de pressão dita subtis diferenças no desenho do tubo de Bourdon e método de fabricação.
Funcionamento
O funcionamento deste tipo de manômetros é baseado na alteração da curvatura originada num tubo de secção elíptica pela pressão exercida no seu i nterior. A secção elíptica tende para uma secção circular com o aumento da pressão no interior do tubo levando a que o tubo se desenrole. Este tubo tem a uma das extremidades fechadas e ligada a um mecanismo (com rodas dentadas e mecanismos de alavanca) que permite transformar o seu movimento de "desenrolar" (originado pelo aumento de pressão no interior do tubo) no movimento do ponteiro do manômetro.A medida da pressão é relativa uma vez que o exterior do tubo está sujeito à pressão atmosférica.
O manômetro de Bourdon tem como principais vantagens o seu baixo custo e elevada longevidade o que seja um instrumento muito utilizado na indústria. Os manômetros em espiral e em hélice permitem, relativamente aos manômetros com o tubo em C, uma maior amplitude de movimentos permitindo também uma maior rapidez de resposta.
A precisão destes manômetros é da ordem de 0,1% fsd . Para pressões baixas e para aumentar a sensibilidade são normalmente utilizados os modelos com tubo em espiral ou em hélice. Deste modo consegue-se uma sensibilidade excelente, r espondendo em cerca de 0,01% da pressão máxima. Se este manômetro contiver alguns mecanismos, como um pivot ou engrenagens, a sensibilidade diminui, sendo de 0,1% da pressão máxima.
As variações na temperatura ambiente são responsáveis por alterações na deflexão do tubo de bourdon . A maioria dos materiais elásticos tem seu modulo de elasticidade diminuído com a temperatura. O erro introduzido pela temperatura em um tubo Bourdon é dado por:
E
=
0,02.T .
P Ps
Onde: E=erro porcentual do Bourdon; T=variação de temperatura sofrida pelo Bourdon; P=Pressão aplicada; Ps=alcance de pressão do Bourdon. Este erro pode ser compensado utilizando-se um bimetal. Erro de pressão atmosférica
Quando o manômetro está graduado para pressões absolutas, e uma vez que mede a pressão relativa, e a pressão atmosférica se desvia do valor normal.
Erro hidrostático
Quando o manômetro se encontra abaixo da cota de tomada de pressão e o tubo de ligação de encontra cheio de líquido. Onde h representa a altura vertical de líquido entre a tomada de pressão e o manômetro e P a banda de pressão do manômetro . O manômetro de Bourdon tem como principais vantagens o seu baixo custo e elevada longevidade o que seja um instrumento muito utilizado na indústria. Os manômetros em espiral e em hélice permitem, relativamente aos manômetros com o tubo em C, uma maior amplitude de movimentos permitindo também uma maior rapidez de resposta.
