O documento descreve a evolução dos medidores magnéticos de vazão da Yokogawa desde 1980, incluindo as principais tecnologias desenvolvidas como a dupla frequência de excitação e os diferentes tipos de revestimentos para tubos. Também apresenta detalhes sobre o funcionamento, aplicações e instalação desses medidores.

1. Slide Mestre
Yokogawa América do Sul maxwel.watanabe@br.yokogawa.com
Yokogawa América do Sul
Engenharia de Aplicações – PCI
Maxwel Watanabe
maxwel.watanabe@br.yokogawa.com

2. Evolução do Medidor Magnético
1980 2000199519901985 2005
’83 YEWMAG
’88 ADMAG
Dupla Freqüência
Excitação
’94 ADMAG AE
Dupla Freqüência
Excitação
’95 ADMAG CA
Magnético Capacitivo
’97 ADMAG SE
’03
Dupla Freqüência
Excitação Avançado
’09
1955: Yokogawa desenvolveu o primeiro medidor magnético no Japão
2-Fios
Dupla Freqüência
Excitação
2010

3. Medidor Magnético de Vazão
• Funcionamento:
Tubo medidor detecta a velocidade do fluido
eletricamente condutor que passa no seu interior,
gerando um sinal analógico ou digital com amplitude
linearmente proporcional à vazão volumétrica.
Alimentação ≒ 12W
Painel de
Alimentação
Grande
volume
UPS
DCS FCS
Cartão I/O
AC100/200V
Instrumento 4-Fios
Saida Corrente
4-20mA

4. Princípio de Funcionamento
Segundo a lei da indução de Faraday, uma tensão é induzida em um
líquido condutor que flui por um campo magnético. É esta tensão, que
constitui o parâmetro relevante para esta medição. Quanto maior for a
velocidade do fluxo através do campo magnético maior será tensão
induzida.
Michael Faraday (1791 - 1867)

5. Converter
Flow Tube
Exciting Coil
Electrode
D: Pipe Inner Diameter
Liquid Flow
Iron Core
B: Flux Density (Magnetic Field)
V: Flow Velocity
E: Electromotive Force
E=D*V*B
E : Electromotive Force (V)
D : Pipe Inner Diameter (m)
V : Flow Velocity (m/s)
B : Flux Density (T/m2)
Princípio de Funcionamento

6. Apresentação Técnica
Precisão: 0,35% do valor lido;
Dupla frequência de excitação das bobinas: precisão em
medições agressivas.
Diâmetros de 2,5 a 2600 mm;
Revestimentos: Teflon PFA, Cerâmica, Poliuretano, EPDM
e Borracha;
Eletrodos disponíveis em aço inox, platina, Hastelloy C,
tântalo, titânio e tungstênio;
Conexões ao processo: wafer, flange e sanitária;
Grau de proteção do invólucro: IP66 e IP67

7. Exatidão

8. Dupla Freqüência de Excitação
• Único instrumento com dupla freqüência.
• Excelente estabilidade e tempo de resposta.
Método de Excitação AC Power Pulso DC Dupla Freqüência
Forma de Onda
Freqüência de Excitação 50Hz 6.25 to 10Hz 12.5 & 75 Hz
Tempo de Resposta Rápido Lento Rápido
Estabilidade de Zero Instável Estável Estável
Estabilidade com
variação de fluxo
Forte Fraco Forte
Método
Convencional
Yokogawa
AXF

9. Razão Técnica: Excitação
Excitation
Technique
Pulsed DC
AC-
powered
Dual
Frequency
Excitation
Waveform
Zero
Stability
excellent
poor
excellent
Slurry Noise
Immunity
fair
excellent
excellent
Fast
response
fair
good
excellent
Power
consumption
excellent
poor
excellent
Accuracy
excellent
poor
excellent

10. Dupla freqüência de excitação das bobinas
•Alta Frequencia
•Baixa Frequencia
6.25 Hz
160 m seconds
75Hz
13.3 m seconds
160Hz
Anti- slurry 2.5 times
Current
Frequency
Dupla freqüência de excitação das bobinas

11. Tecnologia Avançada
• Dupla Frequência de Excitação para difíceis meios.
– ex. Baixa condutividade, lama, parâmetros de processos instáveis
• Alta Frequência => Supressão de Ruídos
• Baixa Frequência => Estabilidade de Zero
– Enhanced Dual Frequency
• Alta concentração de sólidos suspensos
• Fluidos com baixa condutividade
• Diagnósticos Avançados,
– Detecção Adesão dos Eletrodos,
– Detecção de Tubo vazio.

12. Dupla freqüência de excitação das bobinas
Permite a medição de:
Fluidos abrasivos
Fluidos (lamas) com alta concentração de sólidos
Fluidos com baixa condutividade
EXEMPLOS : Água, Lama de minério, Produtos químicos diversos (sais,
ácidos e bases) e Efluentes industriais e residenciais; Solução de sal de
Nylon, condensado, álcool hidratado
Dupla freqüência de excitação das bobinas

13. Esquema de medição de vazão (Serie ADMAG)

14. Condutividade mínima do fluido
Melhorias no
amplificador
Medidor
Magnético
Eletrodo
+
Condutividade mínima do fluido melhorada a partir de 1µS/cm.
Apresentação Técnica

15. Condutividade mínima do fluido
Diâmetro: 2,5 a 10 mm (Ø 0,1 a 0,4 in) > 5 µS/cm
15 a 125 mm (Ø 0,5 a 5 in) > 1 µS/cm
150 a 400 mm (Ø 6 a 16 in) > 3 µS/cm
500 a 2600 mm (Ø 20 a 104 in) > 50 µS/cm
Condutividade do fluido

16. Escolha do revestimento
Temp. máx. Pressão máx.

17. Escolha dos eletrodos

18. Construção do tubo sensor
Revestimento PFA
Conventional type
Electrode and Liner ADMAG AXF
Electrode and Liner
Retaining Metal Plate
Electrode
PFA Liner
Electrode
TFE Liner
Spring

19. Construção do eletrodo
Standard
Tipo removível
Construção do eletrodo

20. Construção do tubo sensor
Revestimento Cerâmico
Diâmetro máximo: 8”

21. Configuração por teclas acionadas por infra-vermelho
Chaves de
configuração por
infra-vermelho
com sensibilidade
mecânica!
Configuração local por infra-vermelho

22. Display
1 Linha
2 Linhas
2 Linhas
+
Bar Graph

23. Informações configuráveis no Display
• Vazão Instantânea
em unidade de engenharia
em %
em bar graph
• Valor da corrente de saída
• Valor totalizado em volume
• Número do TAG
• Resultado do diagnóstico de adesão de eletrodo

24. Saída de pulso
ou
Saída de alarme
ou
Saída de status
Saída de alarme
ou
Saída de status
ou
Entrada de status
Conversor AXFA14: para modelos integrais e remotos
Entradas / Saídas
Saída 4 a 20 mA
Comprimento máximo
do cabo: 100 m

25. 01 saída de alarme
02 saídas de status
02 entradas de status
01 saída de pulso
Conversor AXFA11 – para modelos remotos
Conversor AXFA11: Indicado para processos com bateladas, fluidos com
baixa condutividade, lamas e fluidos com sólidos em suspensão.
Entradas / Saídas
01 saída 4 a 20 mAComprimento máximo
do cabo: 200 m

26. AXFA11 Conversor Universal
* O conversor AXFA14 não possui o parâmetro para ajustar o valor da corrente
de excitação ou para ajustar pulso DC, portanto não pode operar o tubo SE e
tubos de outros fabricantes. É somente compatível com o tubo AXF, AM e AE, que
possuem a dupla frequência de excitação.
A eletrônica AXFA11 é universal, pode ser utilizada
com todos os tubos Yokogawa (AXF, AM, AE, SE) e
pode ser utilizada com os tubos de outros
fabricantes.
É necessário o ajuste dos fatores de medição.
Apresentação Técnica

27. Podemos utilizar Conversor AXFA11 Yokogawa
com tubos da Emerson e Khrone.
Apresentação Técnica

28. Não recomendamos utilizar eletrônica
dos concorrentes Emerson e Khrone
com tubos Yokogawa!
Apresentação Técnica
Por que? Não podemos garantir a precisão do conjunto.

29. TB
AI1
Volumetric Flow
PID
(Option)
FOUNDATION
Fieldbus
LAS
IT2
IT1
DI1
DI2
AR1
EE
(Software
Download)
Conversor AXFA14 – Blocos Funcionais
AXFA14

30. Instalação
1- Não instalar nada nas vizinhanças do medidor que possam
interferir no campo magnético,
2 - Em alguns casos não é necessário o uso de trecho reto na
jusante do medidor. De qualquer modo, se uma válvula ou
outros acessórios instalados na jusante causarem
irregularidades ou desvios no fluxo, é necessário providenciar
um trecho reto de 2D a 3D.

31. Instalação
É essencial que o tubo esteja sempre
totalmente preenchido pelo fluido de
processo, senão haverá erros de
medição e indicação da vazão.
Para isso é necessário que seja feita
uma boa instalação do medidor

32. Presença de bolhas de ar
Se existirem bolhas de ar no tubo do magnético, a indicação da
vazão será afetada e ocorreram erros de medição.
Para evitar esse tipo de problema existem algumas formas de se
instalar o medidor que evitam a formação das bolhas.
Por exemplo se existir uma válvula próximo ao tubo, deve-se
instala-lá no lado de montante do medidor prevenindo assim uma
possível queda da pressão que é responsável pela geração de bolhas
de ar.

33. • Monitoramento do
Nível de Incrustação
nos Eletrodos!
Level:
0.996 m/s
19.938 mA F R
ADH
F R
013
Diagnóstico Avançado –Nível incrustação eletrodos

34. Certificado INMETRO

35. FOTO
Tipo Integral Flangeado

36. FOTO
Tipo Remoto Flangeado

37. FOTO
Tipo Sanitário Remoto

38. FOTO
ＡＸＦＡ１１Conversor Remoto

39. Exemplo de instalação
Page

40. Exemplos de Aplicação
Indústria de Papel e Celulose
ÁREA DO DIGESTOR
• Problemas na linha de polpa para os lavadores
- ruído de lama (polpa com consistência de 10%)
- fluido altamente abrasivo (material sólido em suspensão)
• Soluções YOKOGAWA
- dupla freqüência de excitação
- ADMAG AXF com revestimento cerâmico (<=200mm)
- ADMAG AXF com revestimento em PFA (>=250mm) com chapéus de metal

41. Exemplos de Aplicação
Indústria de Papel e Celulose
ÁREA DO DIGESTOR
• Problemas nas linha de circulação e extração
- alta temperatura
- alta pressão
- Alta concentração alcalina
- Fluido incrustante
• Soluções YOKOGAWA
- ADMAG AXF com revestimento em PFA, eletrodos do tipo inserção interna e
chapéus metálicos de aterramento
- conexões flangeadas

42. Front View Side View
Construção dos chapéus metálicos de aterramento

43. BRANQUEAMENTO
• Problemas na linha de saída do tanque
- ruído de lama (polpa com consistência de 9%)
- fluido altamente abrasivo
• Soluções YOKOGAWA
- dupla freqüência de excitação
- ADMAG AXF com revestimento cerâmico (<=200mm)
- ADMAG AXF com revestimento em PFA (>=250mm) com chapéus de metal
- Nota : o ADMAG SE pode ser aplicado em polpa com consistência até 5%.
Exemplos de Aplicação

44. • Problemas nas linhas de licor branco e verde
- alta concentração alcalina
- fluido incrustante
• Soluções YOKOGAWA
- ADMAG AXF com revestimento cerâmico ou PFA
- ADMAG AXF com revestimento espelhado em cerâmica ou PFA para
fluido incrustante
- ADMAG CA
PROCESSO DE RECUPERAÇÃO
Exemplos de Aplicação

45. PROCESSO DE RECUPERAÇÃO
Exemplos de Aplicação
• Problemas na linha de cal
- Fluido abrasivo (CaCO3)
- Alta concentração alcalina
• Soluções YOKOGAWA
- ADMAG AXF com revestimento cerâmico
- ADMAG CA

46. Exemplos de Aplicação
Indústria Química
Fluidos: Ácidos que podem penetrar no teflon PFA
HCl, HF e principalmente HNO3 (case Fosfertil Cubatão) a altas
temperaturas.
•Soluções YOKOGAWA
-ADMAG AXF revestimento teflon PFA com opcional “vent hole” (/H)
-ADMAG AXF com revestimento ceramico somente para HNO3.

47. Exemplos de Aplicação
To prevent PFA linings deforming by the penetration, please select the code /H
penetrated Gases or liquids
PFA linings deform
Vent hole
Permeable fluids
PFA lining
Pipe
Vent Hole
Upstream
Vent Hole
downstream
2.5 mm – 125mm
150mm – 400mm

48. Exemplos de Aplicação
Indústria Química
Fluidos que podem ser aderentes tais como: carbonato de cálcio CaCO3 e
cloreto de sódio NaCl.
•Soluções YOKOGAWA
-ADMAG AXF com revestimento teflon PFA espelhado (/PM)
Ø 15 a 200 mm : Ra 0,05 a 0,15 m
Ø 250 a 400 mm : Ra 0,05 a 0,25 m
-ADMAG AXF com revestimento cerâmico espelhado (/CM)
Ra < = 1,0 m

49. Exemplos de Aplicação
Indústria Química
Fluido: Latex + água
•Soluções YOKOGAWA
-ADMAG CA

50. Exemplos de Aplicação
Indústria Química
Fluido: Latex + água

51. • Abrasão no revestimento ● Ruído de Lama
SOLUÇÃO YOKOGAWASOLUÇÃO YOKOGAWA
ADMAG AXF
Revestimento em Soft Natural Rubber, Poliuretano ou
cerâmico (até 200m);
Dupla Frequência de Excitação
Aplicação – Medição de fluidos abrasivos
Dificuldade na Medição

52. Erro na indicação – fluido magnético
Abrasão
SOLUÇÃO YOKOGAWASOLUÇÃO YOKOGAWA
• Revestimento Cerâmico ADMAG (até 200mm)
• Resistência a abrasão: revestimento de Soft
Natural Rubber
• Dupla Frequência de excitação
Ruído de Lama
Aplicação – Medição de fluidos magnéticos
Dificuldade na Medição

53. Produtos Químicos
Fluidos: Ácidos que podem penetrar no teflon PFA
HCl, HF e principalmente HNO3 (case Fosfertil Cubatão) a altas
temperaturas.
• Soluções YOKOGAWASoluções YOKOGAWASoluções YOKOGAWASoluções YOKOGAWA
-ADMAG AXF revestimento teflon PFA com opcional “vent hole” (/H)
-ADMAG AXF com revestimento ceramico somente para HNO3.
Aplicação – Medição de Produtos Químicos

54. To prevent PFA linings deforming by the penetration, please select the code /H
penetrated Gases or liquids
PFA linings deform
Vent hole
Permeable fluids
PFA lining
Pipe
Vent Hole
Upstream
Vent Hole
downstream
2.5 mm – 125mm
150mm – 400mm
Aplicação – Medição de Produtos Químicos

55. Produtos Químicos
Fluidos que podem ser aderentes tais como: carbonato de cálcio CaCO3 e
cloreto de sódio NaCl.
• Soluções YOKOGAWA
-ADMAG AXF com revestimento teflon PFA espelhado (/PM)
Ø 15 a 200 mm : Ra 0,05 a 0,15 m
Ø 250 a 400 mm : Ra 0,05 a 0,25 m
-ADMAG AXF com revestimento cerâmico espelhado (/CM)
Ra < = 1,0 m
Aplicação – Medição de Produtos Químicos

56. Detecção do sinal de Vazão
ADMAG-CA
ADMAG CA
Eletrodo
Capacitivo
Revestiment
o Cerâmico
Amplificador
para Ultra-alta
Impedânica
ADMAG AXF
Eletrodo
Amplificado
rpara Alta
Impedânica

57. Eletrodos
(ADMAG CA)
Fluxo
Tubo Cerâmico
ADMAG CA possui eletrodos
capacitivos.
Yokogawa tem a solução !
ADMAG AXF – Tubo Cerâmico e
Monitoramento de incrustação
Concentração até 80%
Aplicação – Medição de Fluidos com metais em
suspensão

58. Fluido contendo Metais
Eletrodos como
partes molhadas
Fluxo
Se o fluido aderir nos eletrodos,
seu potencial aumentará .
Como resultado, haverá uma grande
variação da indicação e a medição será
imprecisa.
SEM MONITORAÇÃO DA
INCRUSTAÇÃO
Aplicação – Medição de Fluidos com metais em
suspensão

59. Lama de alumínio férrico
Monitoramento de incrustação
Fluidos mais incrustantes
ADMAG CA
Aplicação – Medição de Fluidos incrustantes

60. • Revestimento e Eletrodos são isolados pela
adesão do fluido → impede a medição da vazão
SOLUÇÃO YOKOGAWASOLUÇÃO YOKOGAWA
Monitoramento dos níveis de incrustação
ADMAG CA
Aplicação – Medição de Fluidos incrustantes
Dificuldade na Medição

61. Case Açúcar e Álcool
Aplicação: Controle de Vazão de Xarope
em Cascata com Controle de Nível da
caixa de Xarope
+
- Se o nível da caixa pulmão do xarope
estiver dentro de uma faixa pré-estabelecida,
a vazão de xarope terá um set point local
com a vazão desejada de trabalho
- Vantagem: esse controle estabiliza a
vazão, pois as oscilações de vazão
interferem na formação dos flóculos e no
processo de flotação/ clarificação,
importante para produção de um açúcar de
melhor qualidade
Área: Automação da área de flotação de
xarope

62. Case Papel e Celulose
Aplicação: Saída do digestor
• Problemas de medição
» Ruído de sinal (Polpa de Celulose
10% em peso)
– Fluido altamente abrasivo (material sólido)
• Solução YOKOGAWA
» Dupla Frequência de Excitação
– ADMAG AXF revest.Cerâmico
– ADMAG AXF revest. PFA com
proteção metálica

63. Obrigado!