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Medidor de vazão Mássica por efeito Coriolis
e medidor de densidade.
RotaMASS 3 Series
Maxwel.watanabe@br.yokogawa.com
Características da
medição
- Medição direta de :
- vazão mássica
- densidade
- temperatura
- Medição indireta de :
- vazão volumétrica ( relação entre vazão mássica
e densidade )
- concentração ( relação entre temperatura e densidade )
Grau Brix
Grau Plato
Grau INPM
•Total reset
ou
•Auto zero
• Alarmes
&/ou
• Diagnósticos
Características da medição
Características da medição
Vazão mássica :
líquidos
gases em geral
Densidade :
líquidos
É imune a variações de :
viscosidade
densidade
pressão
- Medição direta da temperatura do fluido através de um sensor Pt 100
incorporado ao medidor.
Sensor de Temperatura
Isolado.
Medição de temperatura
10 20 30 40 50 60 70 80
0 999,70 998,20 995,64 992,21 988,03 983,19 977,76 971,78
5 1019,56 1017,79 1015,03 1011,44 1007,14 1002,20 996,70 990,65
10 1040,15 1038,10 1035,13 1031,38 1026,96 1021,93 1016,34 1010,23
15 1061,48 1059,15 1055,97 1052,06 1047,51 1042,39 1036,72 1030,55
20 1083,58 1080,97 1077,58 1073,50 1068,83 1063,60 1057,85 1051,63
25 1106,47 1103,59 1099,98 1095,74 1090,94 1085,61 1079,78 1073,50
30 1130,19 1127,03 1123,20 1118,80 1113,86 1108,44 1102,54 1096,21
35 1154,76 1151,33 1147,28 1142,71 1137,65 1132,13 1126,16 1119,79
40 1180,22 1176,51 1172,25 1167,52 1162,33 1156,71 1150,68 1144,27
45 1206,58 1202,61 1198,15 1193,25 1187,94 1182,23 1176,14 1169,70
50 1233,87 1229,64 1224,98 1219,93 1214,50 1208,70 1202,56 1196,11
55 1262,11 1257,64 1252,79 1247,59 1242,05 1236,18 1229,99 1223,53
60 1291,31 1286,61 1281,59 1276,25 1270,61 1264,67 1258,45 1251,99
65 1321,46 1316,56 1311,38 1305,93 1300,21 1294,21 1287,96 1281,52
70 1352,55 1347,49 1342,18 1336,63 1330,84 1324,80 1318,55 1312,13
75 1384,58 1379,38 1373,98 1368,36 1362,52 1356,46 1350,21 1343,83
80 1417,50 1412,20 1406,70 1401,10 1395,20 1389,20 1383,00 1376,60
85 1451,30 1445,90 1440,50 1434,80 1429,00 1422,90 1416,80 1410,50
T (°C)
Wt %
Table of density as a function of concentration in Wt %
and temperature
Medição de concentração
 Opcionais disponíveis
Opção Display Componentes Range
concentração
Range
Temperatura
/C01 º Brix Açúcar em água 0 a 85ºBrix 0 a 80ºC
/C02 WT% NaOH em água 2 a 50 WT% 0 a 100ºC
/C03 WT% KOH em água 0 a 60 WT% 54 a 100ºC
/C04 WT% NH4NO3 em
água
1 a 50 WT% 0 a 80ºC
/C05 WT% NH4NO3 em
água
20 a 70 WT% 20 a 100ºC
/C06 WT% HCl em água 22 a 34 WT% 20 a 60ºC
/C07 WT% HNO3 em água 50 a 67 WT% 10 a 60ºC
/C08 WT% H2SO4 em água 2 a 100 WT% 0 a 100ºC
Medição de concentração
Opção Display Componentes Range
concentração
Range
Temperatura
/C09 WT% H2O2 em água 30 a 75 WT% 4 a 44ºC
/C10 WT% Etileno glicol em
água
10 a 50 WT% 20 a 40ºC
/C11 WT% Amido em água 33 a 43 WT% 35 a 45ºC
/C12 WT% Metanol em
água
35 a 60 WT% 0 a 40ºC
/C20 Vol% Álcool em água 55 a 100 Vol% 10 a 40ºC
/C21 ºBrix Açúcar em água 40 a 80 ºBrix 75 a 100ºC
Medição de concentração
 SOLUÇÃO YOKOGAWA
- Instalar um by-pass na linha permitindo que uma amostra do
fluido passe pelo medidor, um medidor de tamanho menor e de
menor custo pode ser especificado.
- Recomedamos especificar o modelo RCCT/S36 com o opcional
/K3, garantindo a precisão +/- 1g/L.
Medição de densidade / concentração
Rotamass
V1 V2
Elemento de ΔP
V3
Amostra para lab
Princípio de operação
No Flow
Flow
Sem Fluxo:
Vibração Paralela
Vazão Mássica:
Efeito Coriolis
PRINCÍPIO DE OPERAÇÃO
•O RotaMASS usa a força Coriolis para
medir vazão mássica.
•A força Coriolis ocorre quando o fluido a
ser medido escoa a uma velocidade v
através de um tubo que possui uma
rotação em um eixo perpendicular à
direção do fluxo a uma velocidade angular
ω.
•Quando o fluido se move fora do eixo de
rotação ele sofre aceleração e um aumento
da velocidade periférica. A força gerada é
chamada Força Coriolis. Se o corpo se
afasta do eixo de rotação, a Fc é contrária
à rotação.
• O efeito contrário ocorre quando o fluido
escoa em direção ao eixo de rotação.
Nesse caso a Fc é no mesmo sentido da
rotação.
Força Coriolis
Fórmula Força Coriolis
Fc = -2m (ωv)
• m = mass
 ω = Velocidade Angular
• v = Velocidade Radial
• Fc = Força Coriolis
V = 0
V > 0
Quando não há vazão os
dois sinais de onda das
bobinas sensoras estão em
fase.
Durante escoamento do
fluido a Força Coriolis
causa uma deflexão no
tubos e cria uma fase nos
dois sinais de onda.
Força Coriolis
Princípio de Operação - ROTAMASS
•w =Velocidade Angular
•Fc = Força Coriolis
•∆ϕ = Diferença Ang.
Fase
•A,B = Sensores
•y =Amplitude da
oscilação
•t =Time
∆ϕ ~ Fc ~ m
•
Freqüência de ressonância
O comportamento dos tubos de
medição no RotaMASS pode ser
comparado a uma mola, e o fluido
de processo pode ser comparado a
uma “massa” na extremidade da
mola.
Usando um circuito “feedback” a
bobina é energizada causando aos
tubos a oscilação na sua
freqüência de ressonância.
Quando a massa altera, a
freqüência de ressonância por
consequência é alterada também.
Medição da densidade
A freqüência de ressonância dos tubos de medição indica não
somente a massa do fluido contido nos tubos, mas também a
densidade do fluido. A densidade do fluido de processo é
derivada do sinal de onda da freqüência.
ρ1 > ρ 2
f diminui f aumenta
T aumenta T diminui
Princípio de Medição
Pontos Fortes
Inner
Diameter
[mm]
Wall
thickness
[mm]
Tube material Qmin
[kg/h]
Qnom
[t/h]
Qmax
[t/h]
RCCS30 1.2 0.20 HC 22 1 0.05 0.1
RCCS31 2.1 0.25 HC 22 4 0.17 0.3
RCCS32 3 0.25 HC 22 8 0.37 0.6
RCCS33 4.5 0.25 HC 22 20 0.8 1.5
RCCS34 7.6 0.91 316 L / HC 22 45 2.7 5
RCCS36 13.4 1.24 316 L / HC 22 200 9.0 15
RCCS38 22.1 1.65 316 L / HC 22 650 32.0 50
RCCS39 37.2 2.60 316 L / HC 22 1800 85.0 120
RCCS39/IR 55.1 2.60 316 L / HC 22 2000 250.0 300
Tamanhos disponíveis
Stainless steel
connection box
RCCS39/XR
RCCS39/XR
Novo Tamanho - NOVIDADE
Q máx. = 600 ton/h
Primeira Aplicação
• Cliente: Refinaria PDVCUPET
Cienfuego - Cuba
• Aplicação: Óleo Combustível
Pesado
• YOKOGAWA Solução:
ROTAMASS RCCT39/XR
• Benefícios ao cliente:
- Medição de vazão de 450 t/h;
– Troca de um orifício existente com
um transmissor pneumático
juntamente com um Novo Sistema
de Controle DCS CS3000, e
requerimento de alta exatidão.
Fotos da Instalação
RCCS30-33: Q máx. = 1500 kg/h
RCCS/T34-39/IR: Q máx. = 300 ton/h
RCCS/T39/XR: Q máx. = 600 ton/h
Tamanhos disponíveis
Inner
Diameter
[mm]
Wall
thickness
[mm]
Tube material
Qmin
[kg/h]
Qnom
[t/h]
Qmax
[t/h]
RCCS30 1.2 0.2 HC 22 1 0.045 0.1
RCCS31 2.1 0.25 HC 22 4 0.17 0.3
RCCS32 3 0.25 HC 22 8 0.37 0.6
RCCS33 4.5 0.25 HC 22 20 0.9 1.5
RCCS34 7.6 0.91 316L / HC22 45 2.7 5
RCCS36 13.4 1.24 316L / HC22 200 9 15
RCCS38 22.1 1.65 316L / HC22 650 32 50
RCCS39 37.2 2.6 316L / HC22 1800 85 120
RCCS39/IR 55.1 2.6 316L / HC22 2000 250 300
RCCS39/XR 82.5 3.2 316L 2200 500 600
RCCS30-33 : ¼”, ½”, ¾”, 1” e 1 ½”
RCCT34 / RCCS34 : ½”, 1”e ½”
RCCT36 / RCCS36 : 1”, 1 ½” e 2”
RCCT38 / RCCS38 : 1 ½”, 2”, 2 ½” e 3”
RCCT39 / RCCS39 : 3”, 4” e 5”
RCCT39 / RCCS39/IR : 4”, 5” e 6”
RCCT39 / RCCS39/XR : 6” e 8”
Diâmetros disponíveis
RCCS30-33 : Flanges ASME classe 150, 300, 600 e 1500
Flanges DIN PN 40 e 100
Tri-Clamp
Rosca DIN11851
Rosca ¼”, ½” e ¾” BSP / NPT
RCCT34 / RCCS34 : Flanges ASME classe 150, 300, 600 e 1500
Flanges DIN PN 40 e 100
Tri-Clamp
Rosca DIN11851
RCCT36 / RCCS36 : Flanges ASME classe 150, 300, 600 e 1500
Flanges DIN PN 40, 63 e 100
Tri-Clamp
Rosca DIN11851
Tipo da conexão
Conexões disponíveis
RCCT38 / RCCS38 : Flanges ASME classe 150, 300, 600 e 900
Flanges DIN PN 40 e 100
Tri-Clamp
Rosca DIN11851
RCCT39 / RCCS39 : Flanges ASME classe 150 e 300
Flanges DIN PN 40
Tri-Clamp
Rosca DIN11851
RCCT39 / RCCS39/IR : Flanges ASME classe 150 e 300
Flanges DIN PN16 e PN 40
RCCT39 / RCCS39/XR : Flanges ASME classe 150 e 300
Flanges DIN PN16 e PN 40
Conexões disponíveis
Aquecimento e isolação térmica
Temperatura até 350 ºC
+350 C
Aquecimento e isolação térmica
• Montagem Remota RCCS3 Opções:
• Versão temperatura estendida
– /MT até 230°C
• Versão alta temperatura
– /HT até 350°C, (mat. Especial para alta temperatura:
coils, wires, epoxy resin, etc.)
• Traceamento e Isolamento pelo cliente
– /S2 Caixa de terminais estendida para altas ou baixas
temperaturas de processo quando o cliente opta em fazer a
isolação
Isolação recomendada
(melhor exatidão)
Isolação Mandatória
(segurança + melhor exatidão)
Standard version
Montagem Remota RCCS3 Opções:
• Isolação / Traceamento Térmico
– /T1 Isolação RCCS 30-39/IR
Recomendado quando a temperatura de operação é superior a 80°C
da temperatura ambiente
– /T2 Isolação + Traceamento para RCCS 30-39/IR
– /T3 Isolação + Traceamento com respiro/dreno RCCS 30-39/IR
/T1: - Isolação /T2: - Isolação
- Traceamento Térmico
/T3: - Isolação
- Traceamento térmico com
respiro/dreno
heat heat
vent
Aquecimento e isolação térmica
Projeto mecânico do tubo sensor
Tubos auto drenantes
Tubos com paredes grossas
Projeto “caixa dentro de caixa”, imune às vibrações na tubulação
Caixa de conteção para proteção
> 2°
Apresentação Técnica
No caso de rompimento do tubo, o compartimento de contenção
protege o meio ambiente e as pessoas de fluidos perigosos.
Caixa de contenção
Projeto Mecânico - Caixa dentro de caixa
Tubos sem solda
• Uma inclinação mínima de 2° permite que o
medidor seja auto-drenante quando instalado na
vertical.
> 2°
> 2°
Tubos auto-drenantes
• RotaMASS tem 2 tubos
separados.
– A divisão do fluxo ocorre
externamente.
• Fácil de limpar
– Tubos sem costura não
são brazados ou soldados.
– Não há gaxetas ou o-
rings. É um projeto livre
de vazamento.
Tubos de medição
Bobina de
excitação
Sensor
Tubos de medição
Sensor
Tentar evitar essa posição para líquidos. Se nehuma outra
posição for possível muito cuidado com o Autozero (bolhas
de gás livres) !
Altamente recomendada para medilçao de gás.
Melhor
Posição
InstalaçãoFLOW
Instalação sem tensões mecânicas !
líquidos
líquidos
gás
 Display
Contém até 04 linhas configuráveis
Pode ser visualido vazão instantânea, densidade, temperatura ou vazão
totalizada.
Tela LCD, com backlit, chaves de configuração local por infravermelho.
Display
Entradas/Saídas Standard
• 02 saídas de corrente padrão de fábrica
• isoladas galvanicamente
• Falhas de corrente de acordo NAMUR NE43
• 02 Saídas de Pulso ou Status
• Saída de Contato Tipo Transistor Ativa ou Passiva
• Taxa de saída de 0,0001 a 1000 pulses/s
• Saída de freqüência de 0 a 10 000 HZ
• 01 Entrada de Status
• Contato livre de tensão
• Opcional para saída intrinsecamente segura
• Uma saída de corrente (passiva)
• Uma saída de pulso ou status (saída de contato tipo transistor
Passiva)
IT2
AI6
AI5
AI4
AI3
TB AI2
AI1
Mass Flow
PID
(Option)
FOUNDATION
Fieldbus
Volume Flow
Density
Temperature
Concentration (Option)
Net Flow (Option)
IT1
Mass, Volume, Net
Mass, Volume, Net
LAS
Rotamass - Function Blocks
EE
(Software
Download)
Accuracy Yokogawa Rotamass
% of rate Zero shift
Liquid 0,1 0,005% of Qnom
Gas 0,5 0,005% of
Qnom
ROTAMASS
Medição de Vazão Mássica
ROTAMASS
Medição de Densidade
 Slug Detection
Diagnóstico Detecção do “slug flow”.
São líquidos com uma certa quantidade de gás e há a
ocorrência de uma bolha.
A densidade do fluido cai bruscamente ocasionando um
ganho na bobina.
Esse diagnóstico detecta esse ganho e um alarme pode
ser selecionado.
A medição é interrompida durante o tempo de duração
da bolha de ar ou gás no líquido.
Após a bolha ter passado pelo medidor a medição
continua estável.
Slug flow
Fluido com bolhas
Example: RCCS36, ca. 2200kg/h
Somente água
2% bolhas
ca. 50% bolhas
Fluido com bolhas
Slug Flow
Como o Rotamass reage normalmente?
0,998kg/l
0,686kg/l
0,891kg/l
0,973kg/l0,987kg/l0,992kg/l 0,999kg/l
density
mass flow
Drive gain
2s 2s 10s
% air
Drive gain
(V)
flow
(kg/h)
error
flow
roh(kg
/l)
0,0% 0,234 223 0,0% 0,998
0,6% 0,245 221 -0,9% 0,992
1,1% 0,255 219 -1,8% 0,987
2,5% 0,28 212 -4,9% 0,973
10,7% 0,34-0,38 196 -12,1% 0,891
31,2% 0,44-0,48 191 -14,3% 0,686
0,0% 0,232 217 0,999
Fluido com bolhas
 Certificado INMETRO
 Exemplos de Aplicação
Medidor de vazão ROTAMASS
2009
Certificação INMETRO para
Transferência de Custódia:
Certificado para Líquidos
Novo Conversor RCCR31
Conversor Remoto para montagem em Rack de 19”
Alimentação 100 a 264 V AC ou 24 V DC
Novos opcionais
/PT – Teste de penetração do tingimento
da solda do flange
Novos opcionais
/RT – Exame através de Raio-X
da solda do flange
Novos opcionais
/PM4 e PM6 – Identificação Positiva
de Material
PM4 – 4 ptos de testes
PM6 – 6 ptos de testes
Novos opcionais
/HP – Alta Energia de excitação das bobinas
Mandatório para o RCCS39/XR.
Altamente recomendado para o
RCCS39/IR.
Devido a sistemas líquido/sólido ou bolhas no líquido os seguintes efeitos são esperados:
-Maior consumo de energia
- Erro na leitura da medição de vazão mássica
Para minimizar esses efeitos, o /HP deve ser selecionado principalemente para tubos grandes,
onde tais efeitos são mais significativos.
Fluido: Hydrocarbon Hydrogen Mixture
Concentração H2: 5 a 10%
Aplicações
Fluido: Hydrocarbon Hydrogen Mixture
Concentração H2: 5 a 10%
Aplicações
 Medição de vazão em carregamento e descarregamento de caminhões
• Usado para entrega de Argônio e
Dióxido de Carbono líquido
(criogenia, baixas temperaturas).
Aplicações
• Example 1:
A produção de álcool é regulamentada pelo seu teor alcoólico:
- ºINPM - % de álcool em massa
- ºGL - % de álcool em volume
Case Grau alcoólico
Indústrias: Açúcar e Álcool
Área: Destilaria
Case Grau alcoólico - Vantagens
= Concentração
(álcool em água) + Vazão
 Substituição do modo de controle por temperatura constante que
apresentava:
- Dificuldade de estabilização do sistema,
- controle de pH manual, necessitando de um operador para monitoração do pH
e dosagem de produto químico na coluna.
 Pelo modo de controle através da concentração e da vazão
Benefícios : Controle mais rápido e preciso para correção do
processo antes da estocagem do álcool.
Indústrias: Açúcar e Álcool
Área: Destilaria
Case ºBrix – Açúcar e Álcool
Aplicação: Controle de Brix do Xarope
- Este controle consiste em medir o brix
do xarope e controlar a vazão de xarope
do último efeito de evaporação.
65 ºBrix
Case CVRD – Paragominas - PA
Aplicação: Polpa de bauxita
15% de sólidos
em suspensão
Partes molhadas
em AISI 316L
Display – Aplicação ºBRIX
Tabela comparativa
Tabela Comparativa entre o medidores vazão EJX910A, o DY, o Rotamass e o AXF
Principio: EJX910A DY Rotamass AXF
Mede os seguintes fluidos
líquidos, vapor e
gases compatíveis
com elementos
primários
líquidos, vapor,
condensado e gases
limpos e de baixa
viscosidade
líquidos, gases, vapor
superaquecido, lamas
, com qualquer
viscosidade
líquidos, lamas , com
qualquer viscosidade
e condutividade > 0,1
ou 1 microS/cm
Aplicações Alimentícias e Farmacêuticas NÃO NÃO SIM só alimentícias
Não usar com
líquidos incrustantes,
viscosos, com sólidos
em suspensão e
corrosivos
líquidos incrustantes,
viscosos, com sólidos
em suspensão e
corrosivos
fluidos abrasivos,
vapor
saturado
gases, vapor e
líquidos não
condutivos
Saída de pulsos e 4 a 20 mA simultâneas SIM SIM SIM SIM
Precisão
Vazão volumétrica
± 0,75% para líquidos
± 1,0% para vapor e
gases (6)
± 0,35% (usual)
± 0,20% (sob
condições) (6)
Vazão Mássica
± 1% da vazão
mássica (6)
± 2% da vazão
mássica
± 0,1% para líquidos
± 0,5% para gases (6)
Protocolo FIELDBUS SIM SIM SIM SIM
Protocolo HART SIM SIM SIM SIM
Mede vazão mássica e volumétrica
de líquidos, vapor e
gases
de líquidos, vapor
saturado e gases sob
pressão constante
de líquidos, vapor
superaquecido e
gases
só a vazão
volumétrica de
líquidos
Indica a vazão e totaliza a massa ou
volume no display
SIM SIM SIM SIM
Software de configuração necessário SIM NÃO NÃO NÃO
Sensor de temperatura externo incorporado incorporado não possui
Variáveis medidas
DP, P estática,
temperatura
vazão volumétrica e
temperatura
vazão mássica,
densidade e
temperatura
vazão volumétrica
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  • 3. - Medição direta de : - vazão mássica - densidade - temperatura - Medição indireta de : - vazão volumétrica ( relação entre vazão mássica e densidade ) - concentração ( relação entre temperatura e densidade ) Grau Brix Grau Plato Grau INPM •Total reset ou •Auto zero • Alarmes &/ou • Diagnósticos Características da medição
  • 4. Características da medição Vazão mássica : líquidos gases em geral Densidade : líquidos É imune a variações de : viscosidade densidade pressão
  • 5. - Medição direta da temperatura do fluido através de um sensor Pt 100 incorporado ao medidor. Sensor de Temperatura Isolado. Medição de temperatura
  • 6. 10 20 30 40 50 60 70 80 0 999,70 998,20 995,64 992,21 988,03 983,19 977,76 971,78 5 1019,56 1017,79 1015,03 1011,44 1007,14 1002,20 996,70 990,65 10 1040,15 1038,10 1035,13 1031,38 1026,96 1021,93 1016,34 1010,23 15 1061,48 1059,15 1055,97 1052,06 1047,51 1042,39 1036,72 1030,55 20 1083,58 1080,97 1077,58 1073,50 1068,83 1063,60 1057,85 1051,63 25 1106,47 1103,59 1099,98 1095,74 1090,94 1085,61 1079,78 1073,50 30 1130,19 1127,03 1123,20 1118,80 1113,86 1108,44 1102,54 1096,21 35 1154,76 1151,33 1147,28 1142,71 1137,65 1132,13 1126,16 1119,79 40 1180,22 1176,51 1172,25 1167,52 1162,33 1156,71 1150,68 1144,27 45 1206,58 1202,61 1198,15 1193,25 1187,94 1182,23 1176,14 1169,70 50 1233,87 1229,64 1224,98 1219,93 1214,50 1208,70 1202,56 1196,11 55 1262,11 1257,64 1252,79 1247,59 1242,05 1236,18 1229,99 1223,53 60 1291,31 1286,61 1281,59 1276,25 1270,61 1264,67 1258,45 1251,99 65 1321,46 1316,56 1311,38 1305,93 1300,21 1294,21 1287,96 1281,52 70 1352,55 1347,49 1342,18 1336,63 1330,84 1324,80 1318,55 1312,13 75 1384,58 1379,38 1373,98 1368,36 1362,52 1356,46 1350,21 1343,83 80 1417,50 1412,20 1406,70 1401,10 1395,20 1389,20 1383,00 1376,60 85 1451,30 1445,90 1440,50 1434,80 1429,00 1422,90 1416,80 1410,50 T (°C) Wt % Table of density as a function of concentration in Wt % and temperature Medição de concentração
  • 7.  Opcionais disponíveis Opção Display Componentes Range concentração Range Temperatura /C01 º Brix Açúcar em água 0 a 85ºBrix 0 a 80ºC /C02 WT% NaOH em água 2 a 50 WT% 0 a 100ºC /C03 WT% KOH em água 0 a 60 WT% 54 a 100ºC /C04 WT% NH4NO3 em água 1 a 50 WT% 0 a 80ºC /C05 WT% NH4NO3 em água 20 a 70 WT% 20 a 100ºC /C06 WT% HCl em água 22 a 34 WT% 20 a 60ºC /C07 WT% HNO3 em água 50 a 67 WT% 10 a 60ºC /C08 WT% H2SO4 em água 2 a 100 WT% 0 a 100ºC Medição de concentração
  • 8. Opção Display Componentes Range concentração Range Temperatura /C09 WT% H2O2 em água 30 a 75 WT% 4 a 44ºC /C10 WT% Etileno glicol em água 10 a 50 WT% 20 a 40ºC /C11 WT% Amido em água 33 a 43 WT% 35 a 45ºC /C12 WT% Metanol em água 35 a 60 WT% 0 a 40ºC /C20 Vol% Álcool em água 55 a 100 Vol% 10 a 40ºC /C21 ºBrix Açúcar em água 40 a 80 ºBrix 75 a 100ºC Medição de concentração
  • 9.  SOLUÇÃO YOKOGAWA - Instalar um by-pass na linha permitindo que uma amostra do fluido passe pelo medidor, um medidor de tamanho menor e de menor custo pode ser especificado. - Recomedamos especificar o modelo RCCT/S36 com o opcional /K3, garantindo a precisão +/- 1g/L. Medição de densidade / concentração Rotamass V1 V2 Elemento de ΔP V3 Amostra para lab
  • 12. Flow
  • 13. Sem Fluxo: Vibração Paralela Vazão Mássica: Efeito Coriolis PRINCÍPIO DE OPERAÇÃO
  • 14. •O RotaMASS usa a força Coriolis para medir vazão mássica. •A força Coriolis ocorre quando o fluido a ser medido escoa a uma velocidade v através de um tubo que possui uma rotação em um eixo perpendicular à direção do fluxo a uma velocidade angular ω. •Quando o fluido se move fora do eixo de rotação ele sofre aceleração e um aumento da velocidade periférica. A força gerada é chamada Força Coriolis. Se o corpo se afasta do eixo de rotação, a Fc é contrária à rotação. • O efeito contrário ocorre quando o fluido escoa em direção ao eixo de rotação. Nesse caso a Fc é no mesmo sentido da rotação. Força Coriolis
  • 15. Fórmula Força Coriolis Fc = -2m (ωv) • m = mass  ω = Velocidade Angular • v = Velocidade Radial • Fc = Força Coriolis
  • 16.
  • 17. V = 0 V > 0 Quando não há vazão os dois sinais de onda das bobinas sensoras estão em fase. Durante escoamento do fluido a Força Coriolis causa uma deflexão no tubos e cria uma fase nos dois sinais de onda. Força Coriolis
  • 18. Princípio de Operação - ROTAMASS •w =Velocidade Angular •Fc = Força Coriolis •∆ϕ = Diferença Ang. Fase •A,B = Sensores •y =Amplitude da oscilação •t =Time ∆ϕ ~ Fc ~ m •
  • 19. Freqüência de ressonância O comportamento dos tubos de medição no RotaMASS pode ser comparado a uma mola, e o fluido de processo pode ser comparado a uma “massa” na extremidade da mola. Usando um circuito “feedback” a bobina é energizada causando aos tubos a oscilação na sua freqüência de ressonância. Quando a massa altera, a freqüência de ressonância por consequência é alterada também.
  • 20. Medição da densidade A freqüência de ressonância dos tubos de medição indica não somente a massa do fluido contido nos tubos, mas também a densidade do fluido. A densidade do fluido de processo é derivada do sinal de onda da freqüência. ρ1 > ρ 2 f diminui f aumenta T aumenta T diminui
  • 23. Inner Diameter [mm] Wall thickness [mm] Tube material Qmin [kg/h] Qnom [t/h] Qmax [t/h] RCCS30 1.2 0.20 HC 22 1 0.05 0.1 RCCS31 2.1 0.25 HC 22 4 0.17 0.3 RCCS32 3 0.25 HC 22 8 0.37 0.6 RCCS33 4.5 0.25 HC 22 20 0.8 1.5 RCCS34 7.6 0.91 316 L / HC 22 45 2.7 5 RCCS36 13.4 1.24 316 L / HC 22 200 9.0 15 RCCS38 22.1 1.65 316 L / HC 22 650 32.0 50 RCCS39 37.2 2.60 316 L / HC 22 1800 85.0 120 RCCS39/IR 55.1 2.60 316 L / HC 22 2000 250.0 300 Tamanhos disponíveis
  • 24. Stainless steel connection box RCCS39/XR RCCS39/XR Novo Tamanho - NOVIDADE Q máx. = 600 ton/h
  • 25. Primeira Aplicação • Cliente: Refinaria PDVCUPET Cienfuego - Cuba • Aplicação: Óleo Combustível Pesado • YOKOGAWA Solução: ROTAMASS RCCT39/XR • Benefícios ao cliente: - Medição de vazão de 450 t/h; – Troca de um orifício existente com um transmissor pneumático juntamente com um Novo Sistema de Controle DCS CS3000, e requerimento de alta exatidão.
  • 27. RCCS30-33: Q máx. = 1500 kg/h
  • 28. RCCS/T34-39/IR: Q máx. = 300 ton/h
  • 29. RCCS/T39/XR: Q máx. = 600 ton/h
  • 30. Tamanhos disponíveis Inner Diameter [mm] Wall thickness [mm] Tube material Qmin [kg/h] Qnom [t/h] Qmax [t/h] RCCS30 1.2 0.2 HC 22 1 0.045 0.1 RCCS31 2.1 0.25 HC 22 4 0.17 0.3 RCCS32 3 0.25 HC 22 8 0.37 0.6 RCCS33 4.5 0.25 HC 22 20 0.9 1.5 RCCS34 7.6 0.91 316L / HC22 45 2.7 5 RCCS36 13.4 1.24 316L / HC22 200 9 15 RCCS38 22.1 1.65 316L / HC22 650 32 50 RCCS39 37.2 2.6 316L / HC22 1800 85 120 RCCS39/IR 55.1 2.6 316L / HC22 2000 250 300 RCCS39/XR 82.5 3.2 316L 2200 500 600
  • 31. RCCS30-33 : ¼”, ½”, ¾”, 1” e 1 ½” RCCT34 / RCCS34 : ½”, 1”e ½” RCCT36 / RCCS36 : 1”, 1 ½” e 2” RCCT38 / RCCS38 : 1 ½”, 2”, 2 ½” e 3” RCCT39 / RCCS39 : 3”, 4” e 5” RCCT39 / RCCS39/IR : 4”, 5” e 6” RCCT39 / RCCS39/XR : 6” e 8” Diâmetros disponíveis
  • 32. RCCS30-33 : Flanges ASME classe 150, 300, 600 e 1500 Flanges DIN PN 40 e 100 Tri-Clamp Rosca DIN11851 Rosca ¼”, ½” e ¾” BSP / NPT RCCT34 / RCCS34 : Flanges ASME classe 150, 300, 600 e 1500 Flanges DIN PN 40 e 100 Tri-Clamp Rosca DIN11851 RCCT36 / RCCS36 : Flanges ASME classe 150, 300, 600 e 1500 Flanges DIN PN 40, 63 e 100 Tri-Clamp Rosca DIN11851 Tipo da conexão Conexões disponíveis
  • 33. RCCT38 / RCCS38 : Flanges ASME classe 150, 300, 600 e 900 Flanges DIN PN 40 e 100 Tri-Clamp Rosca DIN11851 RCCT39 / RCCS39 : Flanges ASME classe 150 e 300 Flanges DIN PN 40 Tri-Clamp Rosca DIN11851 RCCT39 / RCCS39/IR : Flanges ASME classe 150 e 300 Flanges DIN PN16 e PN 40 RCCT39 / RCCS39/XR : Flanges ASME classe 150 e 300 Flanges DIN PN16 e PN 40 Conexões disponíveis
  • 34. Aquecimento e isolação térmica Temperatura até 350 ºC +350 C
  • 35. Aquecimento e isolação térmica • Montagem Remota RCCS3 Opções: • Versão temperatura estendida – /MT até 230°C • Versão alta temperatura – /HT até 350°C, (mat. Especial para alta temperatura: coils, wires, epoxy resin, etc.) • Traceamento e Isolamento pelo cliente – /S2 Caixa de terminais estendida para altas ou baixas temperaturas de processo quando o cliente opta em fazer a isolação Isolação recomendada (melhor exatidão) Isolação Mandatória (segurança + melhor exatidão) Standard version
  • 36. Montagem Remota RCCS3 Opções: • Isolação / Traceamento Térmico – /T1 Isolação RCCS 30-39/IR Recomendado quando a temperatura de operação é superior a 80°C da temperatura ambiente – /T2 Isolação + Traceamento para RCCS 30-39/IR – /T3 Isolação + Traceamento com respiro/dreno RCCS 30-39/IR /T1: - Isolação /T2: - Isolação - Traceamento Térmico /T3: - Isolação - Traceamento térmico com respiro/dreno heat heat vent Aquecimento e isolação térmica
  • 37. Projeto mecânico do tubo sensor Tubos auto drenantes Tubos com paredes grossas Projeto “caixa dentro de caixa”, imune às vibrações na tubulação Caixa de conteção para proteção > 2° Apresentação Técnica
  • 38. No caso de rompimento do tubo, o compartimento de contenção protege o meio ambiente e as pessoas de fluidos perigosos. Caixa de contenção
  • 39. Projeto Mecânico - Caixa dentro de caixa
  • 41. • Uma inclinação mínima de 2° permite que o medidor seja auto-drenante quando instalado na vertical. > 2° > 2° Tubos auto-drenantes
  • 42. • RotaMASS tem 2 tubos separados. – A divisão do fluxo ocorre externamente. • Fácil de limpar – Tubos sem costura não são brazados ou soldados. – Não há gaxetas ou o- rings. É um projeto livre de vazamento. Tubos de medição
  • 44. Tentar evitar essa posição para líquidos. Se nehuma outra posição for possível muito cuidado com o Autozero (bolhas de gás livres) ! Altamente recomendada para medilçao de gás. Melhor Posição InstalaçãoFLOW Instalação sem tensões mecânicas ! líquidos líquidos gás
  • 45.  Display Contém até 04 linhas configuráveis Pode ser visualido vazão instantânea, densidade, temperatura ou vazão totalizada. Tela LCD, com backlit, chaves de configuração local por infravermelho. Display
  • 46. Entradas/Saídas Standard • 02 saídas de corrente padrão de fábrica • isoladas galvanicamente • Falhas de corrente de acordo NAMUR NE43 • 02 Saídas de Pulso ou Status • Saída de Contato Tipo Transistor Ativa ou Passiva • Taxa de saída de 0,0001 a 1000 pulses/s • Saída de freqüência de 0 a 10 000 HZ • 01 Entrada de Status • Contato livre de tensão • Opcional para saída intrinsecamente segura • Uma saída de corrente (passiva) • Uma saída de pulso ou status (saída de contato tipo transistor Passiva)
  • 47. IT2 AI6 AI5 AI4 AI3 TB AI2 AI1 Mass Flow PID (Option) FOUNDATION Fieldbus Volume Flow Density Temperature Concentration (Option) Net Flow (Option) IT1 Mass, Volume, Net Mass, Volume, Net LAS Rotamass - Function Blocks EE (Software Download)
  • 48. Accuracy Yokogawa Rotamass % of rate Zero shift Liquid 0,1 0,005% of Qnom Gas 0,5 0,005% of Qnom ROTAMASS Medição de Vazão Mássica
  • 50.  Slug Detection Diagnóstico Detecção do “slug flow”. São líquidos com uma certa quantidade de gás e há a ocorrência de uma bolha. A densidade do fluido cai bruscamente ocasionando um ganho na bobina. Esse diagnóstico detecta esse ganho e um alarme pode ser selecionado. A medição é interrompida durante o tempo de duração da bolha de ar ou gás no líquido. Após a bolha ter passado pelo medidor a medição continua estável. Slug flow Fluido com bolhas
  • 51. Example: RCCS36, ca. 2200kg/h Somente água 2% bolhas ca. 50% bolhas Fluido com bolhas
  • 52. Slug Flow Como o Rotamass reage normalmente? 0,998kg/l 0,686kg/l 0,891kg/l 0,973kg/l0,987kg/l0,992kg/l 0,999kg/l density mass flow Drive gain 2s 2s 10s % air Drive gain (V) flow (kg/h) error flow roh(kg /l) 0,0% 0,234 223 0,0% 0,998 0,6% 0,245 221 -0,9% 0,992 1,1% 0,255 219 -1,8% 0,987 2,5% 0,28 212 -4,9% 0,973 10,7% 0,34-0,38 196 -12,1% 0,891 31,2% 0,44-0,48 191 -14,3% 0,686 0,0% 0,232 217 0,999 Fluido com bolhas
  • 53.  Certificado INMETRO  Exemplos de Aplicação
  • 54. Medidor de vazão ROTAMASS 2009 Certificação INMETRO para Transferência de Custódia: Certificado para Líquidos
  • 55. Novo Conversor RCCR31 Conversor Remoto para montagem em Rack de 19” Alimentação 100 a 264 V AC ou 24 V DC
  • 56. Novos opcionais /PT – Teste de penetração do tingimento da solda do flange
  • 57. Novos opcionais /RT – Exame através de Raio-X da solda do flange
  • 58. Novos opcionais /PM4 e PM6 – Identificação Positiva de Material PM4 – 4 ptos de testes PM6 – 6 ptos de testes
  • 59. Novos opcionais /HP – Alta Energia de excitação das bobinas Mandatório para o RCCS39/XR. Altamente recomendado para o RCCS39/IR. Devido a sistemas líquido/sólido ou bolhas no líquido os seguintes efeitos são esperados: -Maior consumo de energia - Erro na leitura da medição de vazão mássica Para minimizar esses efeitos, o /HP deve ser selecionado principalemente para tubos grandes, onde tais efeitos são mais significativos.
  • 60. Fluido: Hydrocarbon Hydrogen Mixture Concentração H2: 5 a 10% Aplicações
  • 61. Fluido: Hydrocarbon Hydrogen Mixture Concentração H2: 5 a 10% Aplicações
  • 62.  Medição de vazão em carregamento e descarregamento de caminhões • Usado para entrega de Argônio e Dióxido de Carbono líquido (criogenia, baixas temperaturas). Aplicações
  • 64.
  • 65. A produção de álcool é regulamentada pelo seu teor alcoólico: - ºINPM - % de álcool em massa - ºGL - % de álcool em volume Case Grau alcoólico Indústrias: Açúcar e Álcool Área: Destilaria
  • 66. Case Grau alcoólico - Vantagens = Concentração (álcool em água) + Vazão  Substituição do modo de controle por temperatura constante que apresentava: - Dificuldade de estabilização do sistema, - controle de pH manual, necessitando de um operador para monitoração do pH e dosagem de produto químico na coluna.  Pelo modo de controle através da concentração e da vazão Benefícios : Controle mais rápido e preciso para correção do processo antes da estocagem do álcool. Indústrias: Açúcar e Álcool Área: Destilaria
  • 67. Case ºBrix – Açúcar e Álcool Aplicação: Controle de Brix do Xarope - Este controle consiste em medir o brix do xarope e controlar a vazão de xarope do último efeito de evaporação. 65 ºBrix
  • 68. Case CVRD – Paragominas - PA Aplicação: Polpa de bauxita 15% de sólidos em suspensão Partes molhadas em AISI 316L
  • 70. Tabela comparativa Tabela Comparativa entre o medidores vazão EJX910A, o DY, o Rotamass e o AXF Principio: EJX910A DY Rotamass AXF Mede os seguintes fluidos líquidos, vapor e gases compatíveis com elementos primários líquidos, vapor, condensado e gases limpos e de baixa viscosidade líquidos, gases, vapor superaquecido, lamas , com qualquer viscosidade líquidos, lamas , com qualquer viscosidade e condutividade > 0,1 ou 1 microS/cm Aplicações Alimentícias e Farmacêuticas NÃO NÃO SIM só alimentícias Não usar com líquidos incrustantes, viscosos, com sólidos em suspensão e corrosivos líquidos incrustantes, viscosos, com sólidos em suspensão e corrosivos fluidos abrasivos, vapor saturado gases, vapor e líquidos não condutivos Saída de pulsos e 4 a 20 mA simultâneas SIM SIM SIM SIM Precisão Vazão volumétrica ± 0,75% para líquidos ± 1,0% para vapor e gases (6) ± 0,35% (usual) ± 0,20% (sob condições) (6) Vazão Mássica ± 1% da vazão mássica (6) ± 2% da vazão mássica ± 0,1% para líquidos ± 0,5% para gases (6) Protocolo FIELDBUS SIM SIM SIM SIM Protocolo HART SIM SIM SIM SIM Mede vazão mássica e volumétrica de líquidos, vapor e gases de líquidos, vapor saturado e gases sob pressão constante de líquidos, vapor superaquecido e gases só a vazão volumétrica de líquidos Indica a vazão e totaliza a massa ou volume no display SIM SIM SIM SIM Software de configuração necessário SIM NÃO NÃO NÃO Sensor de temperatura externo incorporado incorporado não possui Variáveis medidas DP, P estática, temperatura vazão volumétrica e temperatura vazão mássica, densidade e temperatura vazão volumétrica