Medidores de Vazão Eletromagnéticos

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“Medidor de vazão eletromagnético é um conjunto de um dispositivo primário (tubo), através do qual a vazão flui e um dispositivo secundário (transmissor eletrônico de vazão) que converte o sinal de baixo nível gerado pelo dispositivo primário em um sinal padronizado, conveniente e aceito pela instrumentação industrial".
ISO 6817 (1980)

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  • Quanto a construção, o sensor de vazão eletromagnetico possui dois grandes elementos: o grupo dos elementos primários e o grupo dos elementos secundários. O primeiro por sua vez divide-se em: tubo medidor, bobinas de excitação, eletrodos, caixa de ligação elétrica, além do tipo de conexão do instrumento/tubulação. Já o segundo, divide-se apenas em “Transmissor Eletrônico de Vazão”.
  • O tudo do sensor deve obedecer duas características básicas de revestimento: a cobertura externa do tubo deve ser de material não-ferromagnéticos, para que assim permitir a passagem/penetração e fluxo do campo eletromagnético, como aço inox ou fibra de vidro. O outro pré-requisito é que o material do revestimento interno do tubo seja isolante elétrico, ora, é necessário que evite-se curtos circuitos. Porém, além de isolante, o material deve ser projetado para resistir a corrosão e erosão provenientes do fluido.
  • A construção da bobina de excitação é feita de forma a otimizar o processo, assim como manter a segurança em caso de contato com esta sob seu funcionamento. Os fios, geralmente de cobre, irão ser enrolados e esmaltados com núcleo de ferro laminado, com o objetivo de, como já explicado, em caso de contato não haver choque elétrico. Esta construção além de segura, ainda otimizará o sistema, afinal irá concentrar as linhas de força do campo magnético, focalizando o campo na direção perpendicular ao fluido. Importante salientar que o consumo energético destas bobinas pode variar entre 10 e 100 W.
  • Em sua constituição, os eletrodos são fabricados geralmente em aço inox não-magnético para fluidos que não sejam agressivos, e em materiais especiais para os fluidos agressivos, como por exemplo titânio. Os eletrodos irão perfurar o isolamento com o objetivo de entrar em contato com o fluido e captar a tensão induzida, o que irá ser a base da medição. Sendo que este será disposto de forma perpendicular às bobinas, e consequentemente ao campo. É importante salientar que o formato da “cabeça” do eletrodo é especial, pois este deverá aderir e se encaixar perfeitamente a parede isolante do tubo.
  • Medidores de Vazão Eletromagnéticos

    1. 1. MEDIDOR DE VAZÃOELETROMAGNÉTICO Medidores especiais
    2. 2. COMPONENTESJason Levy Reis de Souza Nº05Tamires Gregório Meneses Nº20Victor Said dos Santos Souza Nº22Victória Benvenuto da Silva Cabral Nº23
    3. 3. SUMÁRIOPrincípio FísicoPrincípio de FuncionamentoConstruçãoInstalaçãoEspecificações Técnicas
    4. 4. MEDIDOR DE VAZÃO ELETROMAGNÉTICO“Medidor de vazão eletromagnético é um conjunto de um dispositivoprimário (tubo), através do qual a vazão flui e um dispositivosecundário (transmissor eletrônico de vazão) que converte o sinal debaixo nível gerado pelo dispositivo primário em um sinal padronizado,conveniente e aceito pela instrumentação industrial". ISO 6817 (1980)
    5. 5. PRINCÍPIO FÍSICOHans Oersted em sua experiência,realizada em 1819 descobriu que aagulha de uma bussola sofreinterferências quando posta perto deum condutor elétrico, entretanto,ainda assim, a eletricidade e omagnetismo foram consideradosmatérias diferentes.
    6. 6. PRINCÍPIO FÍSICOOs medidores eletromagnéticos se baseiam no experimento de Faraday feitos em 1831;Apesar da descoberta, Faraday não equacionou sua descoberta, esta só veio a ser equacionada em 1832, por James Maxwell.
    7. 7. PRINCÍPIO FÍSICO“Sempre que uma força magnética aumenta oudiminui, produz-se eletricidade; quando mais depressa se dá esse aumento ou diminuição, mais eletricidade se produz.”
    8. 8. PRINCÍPIO FÍSICO O valor da força eletromotriz éproporcional à velocidade do condutor e a densidade do fluxo magnético E = D.V. B(V)
    9. 9. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTOQuando um condutor se moveem um campo magnético, nadireção perpendicular aocampo, uma força eletromotrizé induzida perpendicularmenteà direção do movimento docondutor e à direção do campomagnético.
    10. 10. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
    11. 11. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTOTal força fará com que o fluido condutor, antes neutro (partículas positivas e negativas misturadas), polarize-se dividindo-se em polo positivo e polo negativo.
    12. 12. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO O fluido, agora,polarizado pelo campo eletromagnéticos, irá gerar uma corrente,que por sua vez gerará uma tensão induzidaque será captada pelos eletrodos.
    13. 13. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTOE é a partir desta indução de voltagem que a medição ocorrerá. Sendo que após a passagem pelo campo o fluido irá tornar-se neutro novamente.
    14. 14. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO - INTERFERÊNCIAPara evitar interferência inverte-se a polaridade do campoeletromagnético. Ora, os eletrodos são sensíveis à um ponto oqual são capazes de absorver a voltagem de interferênciaoriginada do meio externo.
    15. 15. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO – O CÁLCULO DA VAZÃO Equação da Vazão em um Lei de Faraday Tubo Qualquer
    16. 16. CONSTRUÇÃOElemento Primário  1. Tubo medidor  2. Bobinas de excitação  3. EletrodosElemento Secundário  Transmissor Eletrônico de Vazão
    17. 17. CONSTRUÇÃO – TUBOS Revestimento Externo:  Permitir a passagem/ penetração e fluxo do campo eletromagnético Revestimento Interno:  Deve ser: Isolante Elétrico; resistir a corrosão e erosão.Revestimento Externo: Aço Inox 340, Fibra de Vidro, etc.
    18. 18. CONSTRUÇÃO – BOBINA DE EXCITAÇÃO
    19. 19. CONSTRUÇÃO – ELETRODOS
    20. 20. Elemento Secundário - Transmissor Eletrônico de Vazão
    21. 21. INSTALAÇÃO DO MEDIDOR ELETROMAGNÉTICO
    22. 22. SISTEMA DE SEGURANÇA ANTES DA INSTALAÇÃO
    23. 23. LOCALIZAÇÃO DE INSTALAÇÃO NA LINHA
    24. 24. LOCALIZAÇÃO DE INSTALAÇÃO NA LINHA  FLUIDO COM SÓLIDOS EM SUSPENSÃO
    25. 25.  FLUIDO COM FORMAÇÃO DE BOLHAS DE AR
    26. 26. MONTAGEM
    27. 27. MONTAGEM
    28. 28. INFORMAÇÕES TÉCNICAS – CLASSIFICAÇÃO
    29. 29. ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS Pressão de trabalho  Máximo de 275 psig Temperatura de trabalho  Máximo de 180°C Materiais:  Revestimento: fibra e vidro, Teflon®, Neoprene®, poliuretano, enamel ®, Kynar®, cerâmica.  Eletrodos: aço inoxidável, platina, Hastelloy®, tântalo, titânio, monel®, tungstênio Líquido  Líquido incluindo sólidos em suspensão, condutividade elétrica mínima de 20 µS/cm (micro Siemens por cm) Faixas de Medição  0,038 a 378.500 l/m (0,01 GPM a 100.000 GPM) Tamanhos  1/10" a 96" (2,5 mm a 2,4 m)
    30. 30. ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS
    31. 31. ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS
    32. 32. CIFICÇÃO
    33. 33. ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS
    34. 34. ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS
    35. 35. Especificações Técnicas
    36. 36. FAIXA DE VAZÃO
    37. 37. INFORMAÇÕES TÉCNICASAplicado apenas para líquidos;Medidor com alta exatidão e precisão;Alta estabilidade, rangeabilidade e desempenho;Aplicado tanto em processos simples, quanto em processos de alta complexidade;Fluídos agressivos e corrosivosAplicado a líquidos limpos ou sujosFluidos com baixa condutividade elétrica;Imune à variação de densidade e viscosidade;
    38. 38. INFORMAÇÕES TÉCNICASSem partes móveisNão gera perda de cargaUm único tamanho de sensor pode cobrir diferentes diâmetrosAplicáveis em tubulações de até 40”Saída 4-20 mAModelo com indicador local e saída pulsoIndicador remoto com totalização opcionalA medida não é afetada por mudanças na temperatura, pressão ou viscosidade
    39. 39. APLICAÇÃOSua aplicação estende-se desde  Água potávelsaneamento até indústrias químicas,  Água sujapapel e celulose, mineração e  Lamasindústrias alimentícias. São ideais paramedições de produtos:  CervejaQuímicos;  Vinho; leite;Altamente corrosivos;  Suco de frutaFluidos com sólidos em suspensão;  QueijosLama;  MacromediçãoPolpa de papel.  Distribuição de águaPastas  Água (tratada e bruta), efluentes,Fertilizantes entre outrosProdutos inorgânicos  Líquidos com condutividadeSuspensões mínima de 5 ms/cm.Ácidos, Bases
    40. 40. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICASMUSSOI, Fernando Luiz Rosa , Fundamentos do EletromagnetismoIncontrol. Manual de Operação e Instalação: Medidor de Vazão Eletromagnético Wafer . Disponível em: <www.incontrol.ind.br>. Acessado em: 02/11/2012. Buerkert. Medidor de Vazão Eletromagnético de Inserção. Disponível em: <www.buerkert.com>. Acessado em: 02/11/2012.

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