MEDIDOR DE VAZÃO
ELETROMAGNÉTICO
      Medidores especiais
COMPONENTES


Jason Levy Reis de Souza             Nº05

Tamires Gregório Meneses             Nº20

Victor Said dos Santos Souza         Nº22

Victória Benvenuto da Silva Cabral   Nº23
SUMÁRIO



Princípio Físico

Princípio de Funcionamento

Construção

Instalação

Especificações Técnicas
MEDIDOR DE VAZÃO ELETROMAGNÉTICO

“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)
PRINCÍPIO FÍSICO


Hans Oersted em sua experiência,
realizada em 1819 descobriu que a
agulha   de   uma      bussola   sofre
interferências quando posta perto de
um condutor elétrico, entretanto,
ainda assim, a eletricidade e o
magnetismo     foram     considerados
matérias diferentes.
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.
PRINCÍPIO FÍSICO



“Sempre que uma
 força magnética
    aumenta ou
diminui, produz-se
   eletricidade;
   quando mais
  depressa se dá
 esse aumento ou
 diminuição, mais
  eletricidade se
     produz.”
PRINCÍPIO FÍSICO


    O valor da força
      eletromotriz é
proporcional à velocidade
     do condutor e a
   densidade do fluxo
        magnético

     E = D.V. B(V)
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO



Quando um condutor se move
em um campo magnético, na
direção    perpendicular   ao
campo, uma força eletromotriz
é induzida perpendicularmente
à direção do movimento do
condutor e à direção do campo
magnético.
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO


Tal força fará com que
    o fluido condutor,
       antes neutro
  (partículas positivas
        e negativas
       misturadas),
        polarize-se
  dividindo-se em polo
      positivo e polo
         negativo.
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO



    O fluido, agora,
polarizado pelo campo
 eletromagnéticos, irá
  gerar uma corrente,
que por sua vez gerará
 uma tensão induzida
que será captada pelos
       eletrodos.
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO




E 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.
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO - INTERFERÊNCIA

Para evitar interferência inverte-se a polaridade do campo
eletromagnético. Ora, os eletrodos são sensíveis à um ponto o
qual são capazes de absorver a voltagem de interferência
originada do meio externo.
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO – O CÁLCULO DA VAZÃO

                           Equação da Vazão em um
     Lei de Faraday            Tubo Qualquer
CONSTRUÇÃO



Elemento Primário
  1. Tubo medidor
  2. Bobinas de excitação
  3. Eletrodos
Elemento Secundário
  Transmissor Eletrônico de Vazão
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.

CONSTRUÇÃO – BOBINA DE EXCITAÇÃO
CONSTRUÇÃO – ELETRODOS
Elemento Secundário - Transmissor Eletrônico de Vazão
INSTALAÇÃO DO MEDIDOR ELETROMAGNÉTICO
SISTEMA DE SEGURANÇA ANTES DA INSTALAÇÃO
LOCALIZAÇÃO DE INSTALAÇÃO NA LINHA
LOCALIZAÇÃO DE INSTALAÇÃO NA LINHA

       FLUIDO COM SÓLIDOS EM SUSPENSÃO
 FLUIDO COM FORMAÇÃO DE BOLHAS DE AR
MONTAGEM
MONTAGEM
INFORMAÇÕES TÉCNICAS – CLASSIFICAÇÃO
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)
ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS
ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS
C
I
F
I
C
Ç
Ã
O
ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS
ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS
Especificações Técnicas
FAIXA DE VAZÃO
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;
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
APLICAÇÃO

Sua aplicação estende-se desde              Água potável
saneamento até indústrias químicas,         Água suja
papel e celulose, mineração e
                                            Lamas
indústrias alimentícias. São ideais para
medições 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
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.

Medidores de Vazão Eletromagnéticos

  • 1.
  • 2.
    COMPONENTES Jason Levy Reisde Souza Nº05 Tamires Gregório Meneses Nº20 Victor Said dos Santos Souza Nº22 Victória Benvenuto da Silva Cabral Nº23
  • 3.
    SUMÁRIO Princípio Físico Princípio deFuncionamento Construção Instalação Especificações Técnicas
  • 4.
    MEDIDOR DE VAZÃOELETROMAGNÉTICO “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)
  • 5.
    PRINCÍPIO FÍSICO Hans Oerstedem sua experiência, realizada em 1819 descobriu que a agulha de uma bussola sofre interferências quando posta perto de um condutor elétrico, entretanto, ainda assim, a eletricidade e o magnetismo foram considerados matérias diferentes.
  • 6.
    PRINCÍPIO FÍSICO Os medidoreseletromagnéticos 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.
    PRINCÍPIO FÍSICO “Sempre queuma força magnética aumenta ou diminui, produz-se eletricidade; quando mais depressa se dá esse aumento ou diminuição, mais eletricidade se produz.”
  • 8.
    PRINCÍPIO FÍSICO O valor da força eletromotriz é proporcional à velocidade do condutor e a densidade do fluxo magnético E = D.V. B(V)
  • 9.
    PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO Quandoum condutor se move em um campo magnético, na direção perpendicular ao campo, uma força eletromotriz é induzida perpendicularmente à direção do movimento do condutor e à direção do campo magnético.
  • 10.
  • 11.
    PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO Talforça fará com que o fluido condutor, antes neutro (partículas positivas e negativas misturadas), polarize-se dividindo-se em polo positivo e polo negativo.
  • 12.
    PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO O fluido, agora, polarizado pelo campo eletromagnéticos, irá gerar uma corrente, que por sua vez gerará uma tensão induzida que será captada pelos eletrodos.
  • 13.
    PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO Eé 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.
    PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO- INTERFERÊNCIA Para evitar interferência inverte-se a polaridade do campo eletromagnético. Ora, os eletrodos são sensíveis à um ponto o qual são capazes de absorver a voltagem de interferência originada do meio externo.
  • 15.
    PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO– O CÁLCULO DA VAZÃO Equação da Vazão em um Lei de Faraday Tubo Qualquer
  • 17.
    CONSTRUÇÃO Elemento Primário 1. Tubo medidor  2. Bobinas de excitação  3. Eletrodos Elemento Secundário  Transmissor Eletrônico de Vazão
  • 18.
    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. 
  • 20.
  • 21.
  • 22.
    Elemento Secundário -Transmissor Eletrônico de Vazão
  • 23.
    INSTALAÇÃO DO MEDIDORELETROMAGNÉTICO
  • 24.
    SISTEMA DE SEGURANÇAANTES DA INSTALAÇÃO
  • 25.
  • 26.
    LOCALIZAÇÃO DE INSTALAÇÃONA LINHA  FLUIDO COM SÓLIDOS EM SUSPENSÃO
  • 27.
     FLUIDO COMFORMAÇÃO DE BOLHAS DE AR
  • 28.
  • 29.
  • 30.
  • 31.
    ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS  Pressãode 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)
  • 32.
  • 33.
  • 34.
  • 35.
  • 36.
  • 37.
  • 38.
  • 40.
    INFORMAÇÕES TÉCNICAS Aplicado apenaspara 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;
  • 41.
    INFORMAÇÕES TÉCNICAS Sem partesmóveis 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
  • 42.
    APLICAÇÃO Sua aplicação estende-sedesde  Água potável saneamento até indústrias químicas,  Água suja papel e celulose, mineração e  Lamas indústrias alimentícias. São ideais para medições 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
  • 43.
    REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS MUSSOI, FernandoLuiz 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.

Notas do Editor

  • #18 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”.
  • #19 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.
  • #21 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.
  • #22 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.