Os transmissores de pressão diferencial são instrumentos essenciais no controle de processos industriais para medir a diferença de pressão entre dois pontos e convertê-los em saídas de sinal padrão. Seu fluxo de trabalho principal pode ser dividido em três etapas: percepção de pressão, conversão mecânica e transmissão de sinais eletrônicos.

Percepção de pressão e conversão mecânica

O elemento principal de percepção de um transmissor de pressão diferencial é geralmente uma membrana ou um tubo ondulado. Ele tem uma alta (H) e baixa (L) duas câmaras de pressão, introduzindo as duas pressões P1 e P2 que precisam ser comparadas, respectivamente.

Quando a pressão em ambos os lados varia, a diferença de pressão (ΔP = P1-P2) atua sobre a membrana sensível, gerando um pequeno deslocamento de deformação. Esta variável de forma é proporcional ao valor de pressão diferencial ΔP, isto é, quanto maior a pressão diferencial, maior o deslocamento de forma também é. Este processo conclui a conversão da diferença de pressão invisível em um deslocamento mecânico mensurável.

Mecanismo de detecção e conversão de sinais

Os pequenos deslocamentos da membrana precisam ser detectados e convertidos com precisão. Os transmissores tradicionais e modernos usam mecanismos diferentes:

Princípio capacitivo (tecnologia mainstream): a própria membrana funciona como eletrodo ativo do capacitor, e os eletrodos fixos de ambos os lados constituem dois capacitores com ele. Quando a membrana é deslocada devido à diferença de pressão, o valor de capacitação de dois capacitores é alterado (um aumenta e um diminui). O circuito de detecção mede com precisão esta diferença de capacitor, que corresponde diretamente ao valor de tensão diferencial de entrada.

Princípio da deformação: o deslocamento da membrana é transmitido através do líquido de enchimento para uma deformação metálica. O valor da resistência da deformação colada na deformação é alterado e a mudança de resistência é convertida em sinal de tensão através do circuito de ponte de Whiston.

Transmissão e saída de sinais eletrônicos

O sinal elétrico obtido pelo circuito de detecção (variação de tensão ou capacitor) é muito fraco e não linear. Ele é enviado para o circuito de acondicionamento de sinal para amplificação, linearização e compensação de temperatura para eliminar os efeitos da interferência ambiental.

Finalmente, o sinal processado é convertido por um circuito controlado pelo microprocessador em um sinal analógico de 4 a 20 mADC padrão industrial ou em um sinal digital compatível com protocolos específicos, como HART, Profibus-PA. Este sinal padrão é compactado em uma relação linear precisa com a diferença medida e pode ser transmitido a longas distâncias para o sistema de controle, o gravador ou o monitor de exibição, permitindo um monitoramento e controle precisos da pressão do processo.

Em resumo, o transmissor de pressão diferencial, através da reação em cadeia de "diferença de pressão → deslocamento mecânico → mudança de sinal elétrico → sinal padrão", alcançou a conversão precisa da quantidade física para a informação padronizada, tornando-se o "nervo perceptivo" no campo da automação industrial.