Comparador Pneumático: Projeto, Funcionamento, Tipos e Suas Aplicações

O comparador em Metrologia é um instrumento de precisão, usado para medir a precisão de um determinado componente, comparando a dimensão do componente fornecido com o padrão de trabalho real. É um tipo indireto de medição de precisão porque não medirá a dimensão, mas especificará a dissimilaridade dentro da medição entre o componente especificado e o padrão de trabalho. Geralmente, os comparadores estão disponíveis em diferentes tipos que são usados ​​com base nos requisitos em diferentes campos, como elétrico e eletrônico, óptico, eletromecânico, mecânico-óptico, pneumático, verificação múltipla, deslocamento de fluido, projeção, medição automática e comparador mecânico . Portanto, este artigo discute um dos tipos de comparador, a saber – comparador pneumático , trabalhando, tipos e suas aplicações.

O que é um comparador pneumático?

Um dispositivo de precisão que é operado com ar comprimido ou sistema pneumático é conhecido como um comparador pneumático. No comparador pneumático, o termo 'Pneumático' significa ar que é usado para ampliação da leitura medida. Portanto, ar pressurizado ou comprimido é usado como meio de trabalho neste comparador. Semelhante a outros comparadores, esses comparadores também são usados ​​principalmente para analisar a variação dimensional entre a peça padrão e a peça a ser medida. Assim, este comparador tem muitos benefícios em comparação com outros tipos de comparadores, por isso é extremamente escolhido na maioria dos casos em relação a outros tipos de comparadores.

Princípio de trabalho

O comparador pneumático funciona com base no princípio fundamental da variação de pressão gerada no fluxo de ar. O ar flui a uma pressão estável em toda a peça de trabalho, então criará contrapressão. Portanto, a variação dessa contrapressão ajudará a descobrir a dimensão da peça.

Projeto de Comparador Pneumático

O comparador pneumático é projetado com algumas peças importantes como compressor, tanque de água, filtro de ar, regulador de pressão, tubo de imersão, tubo do manômetro, orifício de controle, tubo flexível, cabeçote de medição e escala que são explicados abaixo.

Compressor

O compressor neste comparador é o componente mais significativo. A principal função deste compressor é produzir e fornecer continuamente ar comprimido dentro do comparador pneumático.

Filtro de ar

O filtro de ar neste comparador está conectado à unidade do compressor. Um filtro de ar é muito útil para filtrar as partículas de sujeira provenientes do ar. Aqui o ar é comprimido através do compressor.

Unidade reguladora de pressão

Esta unidade está equipada com um filtro de ar. A principal função desta unidade é controlar a pressão do ar comprimido proveniente do filtro de ar.

Tubo de imersão

O tubo de imersão está disposto dentro da linha de ar próximo ao regulador de pressão. Este tubo é mergulhado diretamente em direção ao cilindro de metal ou tanque de água. A conexão deste tubo, assim como a linha aérea, é conhecida como câmara superior.

Tanque de água

A caixa d'água é um cilindro de metal que está disposto na base da câmara superior deste comparador de forma que retenha o tubo de imersão em seu interior.

Tubo de Manômetro

O tubo do manômetro neste comparador é fixado verticalmente paralelo à base de um tanque de água. Ao controle

Orifício

O orifício de controle está localizado na linha de ar entre duas interseções do tubo de imersão e do tubo do manômetro. Este orifício permite que o ar seja fornecido a uma pressão estável.

Tubo flexível

Um tubo flexível é usado dentro da linha aérea para segurar a cabeça de medição. O ponto inicial do tubo flexível é fixado com uma próxima câmara, ou seja, uma junção de manômetro e linha de ar, enquanto o ponto final é conectado por meio de um medidor ou cabeçote de medição.

cabeça de medição

A cabeça de medição é simplesmente conectada à mangueira pneumática ou tubo flexível. A principal função disso é calcular as anormalidades dentro da peça de trabalho.

Escala

A escala de medição neste comparador é calibrada e disposta paralelamente ao tubo do manômetro. A principal função da balança é medir o deslocamento de fluido que ocorre dentro do tubo do manômetro.

Funcionamento do Comparador Pneumático

O funcionamento do comparador pneumático é; O comparador pneumático inclui um tanque de água ou cilindro de metal que é preenchido com água até um determinado nível. Um manômetro calibrado é conectado verticalmente paralelo a este tanque de água. O nível de água dentro do tanque de água, bem como o manômetro, deve ser semelhante e é ajustado com uma peça de trabalho. Na pressão máxima, o ar é comprimido com um compressor e é filtrado e regulado com pressão através do filtro de ar e também de um regulador de pressão.

O ar filtrado flui através de um tubo de imersão que é submerso em um tanque de água. Ao mesmo tempo, o ar comprimido com pressão igual flui por toda a abertura do orifício de controle. Uma vez que o ar flui através do orifício de controle, a velocidade será aumentada e a pressão se tornará estável. O ar com grande velocidade passa pela mangueira pneumática ou tubo flexível e, por último, chega ao cabeçote de medição.

Devido à expansão do ar dentro do tubo de imersão, a altura da água é mantida estável. O excesso de ar sairá como bolhas de ar dentro do tanque de água. Com pressão constante, o ar sai do jato de medição dentro do cabeçote de medição ou do manômetro.

Se a peça de trabalho estiver normal ou não houver limite dentro da peça de trabalho, o ar escapa continuamente pelo jato de medição. Ao mesmo tempo, o nível de água dentro do tubo do manômetro e do tanque de água corresponderá. Se houver qualquer restrição ou irregularidade dentro da peça de trabalho para o fluxo real dentro do jato de medição, uma certa força de retorno será formada.

O nível de água dentro do manômetro cairá devido à contrapressão induzida pelas restrições dentro da peça de trabalho. A alteração do nível de água dentro do manômetro é representada como a variação dimensional ou qualquer anormalidade na peça de trabalho sendo medida quando comparada com a peça de trabalho padrão.

Tipos de Comparador Pneumático

Os comparadores pneumáticos estão disponíveis em três tipos que são discutidos abaixo.

• Comparador pneumático tipo vazão/velocidade.
• Comparador pneumático tipo contrapressão.
• Comparador pneumático tipo diferencial.

Comparador pneumático tipo fluxo/velocidade

O comparador pneumático de fluxo ou velocidade é projetado com diferentes peças, como compressor, filtro de ar, regulador de pressão, válvula de fechamento, coluna de vidro, flutuador, parafuso de ajuste zero, sangria de ar, escala, tubo flexível, cabeçote de medição e peça de trabalho.

Inicialmente, a coluna de vidro precisa ser calibrada para a dimensão necessária usando um parafuso de ajuste de zero e purga de ar. Como um comparador pneumático, o ar é comprimido, filtrado e regulado. Depois disso, o ar passa pela válvula de fechamento e se move em direção à coluna de vidro que inclui uma bóia de metal. A válvula de fechamento é usada principalmente para desligar o suprimento de ar quando não é usado. O ar é fornecido por toda a coluna de ar e finalmente se afasta do cabeçote de medição.

Aqui, a cabeça de medição neste comparador é colocada dentro de uma peça de trabalho a ser analisada. Se houver alguma restrição ou irregularidade na peça de trabalho, o fluxo de ar será controlado. Isso resulta em um pequeno deslocamento do flutuador de metal na coluna de vidro.

O movimento do flutuador de metal pode ser facilmente controlado através da velocidade do fluxo de ar dentro da coluna de vidro, que é decidida pela folga entre o cabeçote de medição e a peça de trabalho. Assim, a taxa de fluxo de ar é diretamente proporcional à folga. A precisão do comparador é de até 1 µm e sua ampliação é de 1.000.000:1.

Comparador pneumático tipo contrapressão

O comparador pneumático do tipo contrapressão é projetado com diferentes peças, como um compressor, regulador de pressão, filtro, escala, restritor ajustável e cabeçote de medição. Este tipo de comparador inclui dois orifícios como escritório de controle 'O1' e orifício de medição 'O2'.

Semelhante ao comparador acima, o ar comprimido neste comparador é filtrado por um filtro de ar e depois passa pelo regulador de pressão. Aqui a pressão é reduzida para 2 bar e passa pelo orifício de controle. Por fim, o ar se afasta do orifício de medição dentro do cabeçote de medição.

O diâmetro dos dois orifícios dentro da cabeça de medição é indicado por D1 e D2, e as pressões dos orifícios são indicadas por P1 e P2. O ar com pressão estável ‘P1’ passa pelo orifício O1 para a câmara intermediária. Por fim, ele se afasta da cabeça de medição ao longo do orifício de O2. A distância entre o orifício de O2 e a peça de trabalho é indicada com 'd'.

A princípio, o orifício de medição de O2 estará completamente fechado. Uma vez fechado, ambas as pressões, como P1 e P2, serão iguais. Da mesma forma, quando o orifício de medição é completamente aberto, as pressões P1 e P2 são zero nos orifícios O1 e O2.

Sempre que a distância entre o orifício de medição e a peça de trabalho muda, a pressão P1 e P2 nos orifícios O1 e O2 varia. A diferença de pressão é medida por um dispositivo indicador de pressão. Neste comparador, a ampliação pode ser alcançada até 7500:1.

Comparador pneumático tipo diferencial

O comparador pneumático do tipo diferencial é projetado com diferentes peças, como regulador de pressão, compressor, filtro de ar, orifício de controle, válvula de ajuste zero ou jato de referência, dispositivo indicador de pressão e cabeçote de medição.

Primeiro, o ar neste tipo de comparador é comprimido e pode fluir através do filtro de ar e do regulador de pressão. Por fim, a pressão do ar é gerada e estabilizada. Com pressão estável, o ar flui por todo o canal dividido.

O ar flui em uma extremidade através do orifício OC1 e atinge a cabeça de medição através do canal 'P'. Da mesma forma, o ar flui através de um orifício OC2 e atinge uma válvula de ajuste zero através do canal.
O dispositivo indicador de pressão está localizado dentro da linha aérea e conecta os dois canais P & Q. Em primeiro lugar, é calibrado por uma peça de trabalho padrão. Uma vez que a cabeça de medição se move em direção à peça de trabalho, o ponteiro dentro do dispositivo de medição começa a se desviar. Se houver qualquer diminuição de permissão ou restrição entre a cabeça de medição e a peça de trabalho, a pressão no sistema será aumentada. Finalmente, ocorre a deflexão.

Para converter as leituras de pressão em dimensões lineares do dispositivo indicador, a seguinte fórmula é usada.

P = ρgh

Onde, P = Pressão indicada através do dispositivo, ρ=Densidade do ar, g = gravidade específica, eh= dimensões da peça a ser analisada. A faixa de ampliação deste comparador varia de 1250x a 20000x.

Diferença entre comparador mecânico e comparador pneumático

A diferença entre o comparador mecânico e o comparador pneumático é discutida abaixo.

Vantagens

O vantagens de um comparador pneumático inclui o seguinte.

• Esses comparadores são muito simples de operar.
• Este comparador não tem nenhum contato entre a peça de trabalho e a cabeça de medição.
• Tem até 30000: 1 alta ampliação.
• Não há intrusão quando o dispositivo indicador e o cabeçote de medição estão dispostos em locais diferentes.
• Um jato de ar neste comparador ajuda a limpar a peça.
• Durante a operação deste comparador, nenhuma vibração ocorre.
• Estes são muito precisos devido ao número extremamente menor de peças móveis, portanto, há muito menos atrito e baixa inércia.
• Este comparador é o melhor para determinar a conicidade e a ovalidade dos furos circulares.
• A medição é extremamente pequena e não causa nenhum dano à peça de trabalho. Mas auxilia na limpeza da poeira da parte medida do jato de ar.

Desvantagens

O Desvantagens dos comparadores pneumáticos inclui o seguinte.

• Estes não são úteis.
• Este comparador requer um compressor.
• Não é apropriado para todas as condições ecológicas.
• A mudança de temperatura e umidade pode afetar sua precisão.
• Esses comparadores são lentos em resposta em comparação com outros comparadores.
• Este comparador precisa de equipamentos auxiliares elaborados, como um regulador de pressão preciso.
• Não é econômico em comparação com os comparadores do tipo mecânico.
• A escala neste comparador não é consistente.
• Cabeças de medição diferentes são necessárias neste comparador ou dimensões diferentes.
• O erro de menisco ocorre quando tubos de vidro são usados ​​como dispositivo indicador.
• Ele precisa de diferentes cabeçotes de medição para verificar diferentes tipos de peças de trabalho.
• Componentes auxiliares são necessários como regulador de pressão, filtro de ar, etc.

Formulários

Os usos ou aplicações de comparadores pneumáticos incluem o seguinte.

• O comparador pneumático detecta o diâmetro interno das peças do cilindro.
• Este comparador é utilizado uma vez que um grande número de peças ou cilindros precisam ser testados.
• Estes são amplamente utilizados no controle automático do tamanho dos componentes, como medidores de plugues.
• Esses comparadores são usados ​​principalmente para verificação rápida de um grande número de dimensões iguais.
• É usado para descobrir o quanto o comprimento muda das dimensões originais.
• Os diâmetros internos e externos da peça de trabalho podem ser detectados usando este comparador.
• A retidão e o nivelamento da peça de trabalho podem ser detectados.
• Este comparador é usado para analisar os machos e a ovalização da peça de trabalho.
• Também é útil para verificar a esquadria e o arredondamento da peça de trabalho.
• As aplicações do comparador pneumático mudam dependendo dos tipos de cabeça de medição e do número de orifícios.
• Esses comparadores podem ser aplicados a medições de diâmetro interno e externo e medições de espessura.
• Esses comparadores são muito úteis para verificar a concentricidade das peças angulares, a profundidade do furo cego, a distância do centro do furo, o nivelamento do paralelismo, etc.

Assim, esta é uma breve informação sobre pneumática comparador - tipos , vantagens, desvantagens e suas aplicações. O comparador pneumático usado com mais frequência é o comparador pneumático Solex, projetado e comercializado pela indústria Solex Air Gauges Ltd nos EUA. Portanto, este é um dos comparadores pneumáticos mais populares. Aqui está uma pergunta para você, o que é um comparador em eletrônica?