Sensores de PressãoSérie 7 LI

O sensor de pressão Série 7 LI da KELLER é uma célula piezorresistiva de Ø 15 mm com carcaça e diafragma em Inconel 718. Ele mede pressão absoluta em faixas de 0…200 a 0…1000 bar com o meio a até 200 °C, bem acima da faixa compensada padrão das células atuais da KELLER (-10…80 °C). É a peça que vai dentro do seu equipamento: você desenha o alojamento, veda com o-ring e trata o sinal em milivolts na sua própria eletrônica.

A Kelltech, distribuidora oficial da KELLER no Brasil, vende a célula avulsa, tanto para projeto novo quanto para reposição.

Sensor, transdutor ou transmissor: onde a 7 LI se encaixa

Usamos três termos, cada um com um sentido próprio. Sensor é a célula que mede e entrega sinal em mV. Transdutor é o sensor já montado numa fixação ou conexão mecânica, ainda com sinal em mV. Transmissor é o sensor com fixação, eletrônica que padroniza o sinal (4…20 mA, 0…10 V, digital) e conector. No fornecimento padrão, a 7 LI é um sensor, sem rosca e sem eletrônica.

No datasheet, a KELLER chama a 7 LI de "transdutor de pressão OEM para alta temperatura". É só o nome que o fabricante dá à célula: o produto é o mesmo. Se você pedir a opção com conexão roscada, o conjunto passa a ser um transdutor pela nossa definição. O princípio de medição está explicado no guia o que são sensores de pressão e como funcionam.

Como a célula é construída

• Chip de silício piezorresistivo em ponte de Wheatstone. Ele não toca o meio: a pressão chega até ele por óleo de silicone.
• Diafragma rente à face, soldado a laser, e carcaça soldada, ambos em Inconel 718. A KELLER escolheu essa liga por dar alta estabilidade e resistência em meios corrosivos.
• Vedação por o-ring Viton® Ø 13 × 1 mm com anel de apoio em Arlon® (Ø 15 × 12,8 × 0,75 mm), um conjunto feito para trabalhar em pressão alta.
• 5 pinos Ø 0,45 mm em círculo de Ø 5,08 mm, com ponte semiaberta. Na versão com sonda térmica, a ponte é fechada e um dos pinos passa a atender a PT100/PT1000.
• Volume morto abaixo de 0,1 mm³ por fundo de escala e peso de 9,2 g.

Diferenciais para o seu projeto

Faixa compensada de 20 a 200 °C

A faixa compensada vai de 20 a 200 °C, e a célula pode ser armazenada entre -40 e 200 °C. Assim você não precisa de tubo de afastamento nem de refrigeração enquanto o meio ficar dentro desse limite. A compensação é feita por resistores calculados na ficha da peça e montados na sua eletrônica; a pedido, a KELLER integra esses resistores à célula. Acima de 200 °C, a saída é tirar o sensor do calor: a Série 13, refrigerada a água, trabalha com meios até 350 °C.

Faixas altas com sobrepressão declarada

São quatro faixas absolutas, e cada uma tem a sobrepressão admissível indicada no datasheet. A margem não é a mesma em todas: é de 1,5 vez o fundo de escala nas três menores e cai para 1,1 vez na de 1000 bar. Entenda o motivo em por que a célula de alta pressão aguenta só 10 % a mais.

Faixa (abs.)	Sobrepressão	Margem	Sensibilidade aprox. a 1 mA*
0…200 bar	300 bar	1,5 × FS	≈ 0,75 mV/bar
0…400 bar	600 bar	1,5 × FS	≈ 0,38 mV/bar
0…600 bar	900 bar	1,5 × FS	≈ 0,25 mV/bar
0…1000 bar	1100 bar	1,1 × FS	≈ 0,15 mV/bar

*Cálculo nosso: sinal típico de 150 mV dividido pelo fundo de escala. O valor real de cada peça vem na ficha individual de ensaio de fábrica.

Sinal alto e igual em todas as faixas

O sinal típico é de 150 mV com alimentação de 1 mA em corrente constante, seja qual for a faixa. Isso facilita usar a mesma eletrônica de condicionamento para mais de uma faixa. Veja como tratar esse sinal em sensor de pressão com saída em mV.

Robustez mecânica documentada

Segundo o datasheet, a célula suporta vibração de 20 g entre 20 e 5000 Hz e passa de 10 milhões de ciclos de fundo de escala a 25 °C.

Temperatura medida no mesmo ponto

Como opção, a KELLER integra uma sonda PT100 ou PT1000 na célula, para registrar a temperatura de forma independente. Também a pedido, a KELLER monta um modelo matemático da célula para as faixas de pressão e de temperatura que você definir, voltado à compensação de alta precisão no seu processador.

Ficha individual de ensaio de fábrica

Cada célula é testada em pressão e em temperatura e sai da KELLER com uma ficha individual de ensaio de fábrica, com os parâmetros medidos, os testes realizados e os valores dos resistores de compensação. Outros ensaios podem ser feitos a pedido.

Como escolher a configuração

• Faixa: o maior pico do sistema, contando partidas, fechamento de válvulas e transientes, tem de ficar abaixo da sobrepressão. Na faixa de 1000 bar a folga é pequena (sobrepressão de 1100 bar). Se o sistema tem picos acima disso, a 7 LI não tem faixa maior: fale com a equipe, porque as células atuais para pressão mais alta (7LHP, até 2000 bar) têm limite de temperatura menor.
• Referência: a PA-7 LI tem o zero em 1 bar absoluto. A PAA-7 LI tem o zero no vácuo. Em 0…200 bar, esse 1 bar de diferença equivale a 0,5 % do fundo de escala.
• Temperatura: a faixa compensada padrão começa em 20 °C. Se o equipamento também trabalha frio, informe na consulta. Célula e resistores de compensação podem ficar em temperaturas diferentes; se os resistores ficarem numa região quente, o datasheet pede resistores com coeficiente de temperatura abaixo de 50 ppm/°C.
• Meio e vedação: o Inconel 718 resiste a meios corrosivos, mas o datasheet não traz tabela de compatibilidade por fluido. Informe o meio, para confirmarmos o material da célula e o do o-ring.
• Eletrônica: alimente com corrente constante entre 0,5 e 1,5 mA. As especificações valem para 1 mA, e o sinal é proporcional à corrente: alimentar com corrente diferente da usada no ensaio desloca o sinal.
• Precisão: 0,5 %FS típica, incluindo linearidade, histerese e repetibilidade. Se o projeto pede mais, considere o modelo matemático.
• Montagem: a célula foi feita para ficar no alojamento sobre o o-ring e o anel de apoio, sem esforço mecânico na carcaça. Veja os cuidados em como montar sensor de pressão com o-ring sem deslocar o zero.

7 LI, 7LHP ou Série 13?

Se o meio fica abaixo de 150 °C, compare também com a família atual 7LHP. Ela tem o mesmo Ø 15 mm, faixas até 2000 bar e uma variante em Inconel 718 (datasheet da Série 7LHP). A equivalência entre as duas não é automática: confirme com a equipe antes de trocar uma pela outra. Acima de 200 °C, o caminho é afastar o sensor do calor, com o transdutor refrigerado. A comparação completa está em sensor de pressão para alta temperatura: 7 LI, Série 13 ou M5.

Limites que você precisa conhecer

• A saída é em mV. Para obter 4…20 mA ou 0…10 V, a sua placa precisa fazer o condicionamento, ou você precisa de um transmissor.
• A 7 LI mede só pressão absoluta (PA e PAA). Não há versão relativa nem diferencial.
• A maior faixa é 0…1000 bar. Outras faixas são feitas a pedido, dentro do intervalo de 200 a 1000 bar.
• A célula não tem certificação Inmetro nem certificação para área classificada.
• Os valores desta página vêm do datasheet da KELLER da Série 7 LI (edição 01/2014), disponível para download nesta página e sujeito a alterações. Confirme a configuração com a equipe antes de fechar o projeto.

Como pedir

Para a cotação sair certa já na primeira resposta, informe:

• a referência (PA-7 LI ou PAA-7 LI) e a faixa;
• o meio, com a temperatura máxima e a mínima;
• as opções desejadas: PT100/PT1000 integrada, modelo matemático, resistores de compensação integrados, conexão roscada, outra faixa;
• a quantidade e o volume anual previsto;
• a fase do projeto: protótipo, produção em série ou reposição.

Na reposição, envie o código e o número de série que constam na ficha individual de ensaio (e na célula, quando gravados). Transmissores KELLER com compensação digital e versões Ei não admitem troca de célula em campo: nesses casos, a equipe orienta sobre reparo ou substituição.

Tem uma aplicação com pressão alta e meio quente? Fale com a equipe técnica da Kelltech e envie os dados acima.