Design and experimental identification of a static and dynamic pressure calibration device / Projeto e identificação experimental de um protótipo de calibrador de pressão estática e dinâmica

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2005

RESUMO

A metodologia de projeto e a análise experimental do comportamento dinâmico de um sistema de calibração de pressão são apresentados. A estrutura do calibrador é um vaso de pressão vertical composto de uma estrutura tubular rígida, completamente cheio de líquido, fechado nas extremidades por duas membranas circulares flexíveis. A membrana inferior é usada para gerar pressões estática ou dinâmica no fluido interno, através de excitações aplicadas no seu centro. A membrana superior age como um sensor de pressão de referência, cuja saída é o movimento de seu centro. O transdutor de pressão a ser calibrado é instalado ao lado da membrana superior. O método dos elementos finitos é usado para modelar a estrutura elástica e o domínio do fluido interno. O comportamento do fluido interno é modelado pelas equações de propagação de ondas acústicas que são usadas para resolver o problema de campos acoplados. A interação fluido-estrutura ocorre na interface comum aos dois domínios, de modo que uma pressão acústica exerce uma força aplicada na estrutura e os movimentos da estrutura induzem movimentos no domínio do fluido. A análise modal do modelo é realizada e as respostas em frequência do deslocamento no centro da membrana superior e da pressão na face do transdutor a ser calibrado, são calculadas para uma excitação harmônica aplicada no centro da membrana inferior. Ensaios experimentais são realizados com o protótipo para uma força de excitação impulsiva. A velocidade do centro da membrana superior é medida com um vibrômetro laser, uma célula de carga piezo-elétrica mede a força de excitação e um transdutor piezoresistivo mede a pressão. Os resultados obtidos são usados para validar o comportamento estático e dinâmico do modelo computacional. A influência dos parâmetros geométricos do calibrador sobre a sensibilidade estática e sobre a banda de freqüências de operação e sobre a pressão máxima admissível é também analisada.

ASSUNTO(S)

vibro acústica calibração acoustic wave pressão dinâmica vibração dynamic pressure interação fluido-estrutura engenharia mecanica oscilações planejamento experimental fluid-structure interaction

ACESSO AO ARTIGO

Documentos Relacionados