Medidor de vazão – Ultra-sônico para canal aberto efeito DopplerOs medidores de vazão para canal aberto área x velocidade avançam a utilização da tecnologia conhecida como efeito Doppler em processamento do espectro de freqüências para medição de fluxo em um canal, proporcionando resultados confiáveis em canais abertos ou fechados. Os medidores área x velocidade foram desenvolvidos para atender requisitos comuns em uma variedade de aplicações como por exemplo distribuição de água, efluentes municipais ou industriais, etc.O princípio de funcionamento dos medidores de vazão área x velocidade é através da variação de freqüência de ecos de ultra-som que retornam ao sensor. O sensor transmite os pulsos de ultra-som a uma freqüência precisa, que são refletidos pelas bolhas de gases ou sólidos que estão contidos no líquido de volta para o sensor. Pelo fato do líquido estar em movimento o eco de retorno é recebido a uma freqüência alterada (Denominado efeito Doppler). A unidade eletrônica do sistema monitora e converte essa variação de freqüência em leituras de velocidade de fluxo.

Características

-Medição de vazão bi-direcional-Opcional sensores de inserção para medição em tubulação fechada pressurizada-Display local – vazão instantânea e totalização-Menor trecho reto recomendado-Sem partes móveis-Com bateria interna, opcional alimentação por bateria solar-Invólucro da eletrônica à prova de tempo-Data Logger incluso-Versões fixas com saída 4-20mA

Aplicações

-Medição de vazão efluentes municipal / industrial-monitoramento de estações de bombeamento-Monitoramento de esgotos e água de chuva-Medição de vazão em canais aberto ou vertedouros.

Medidor de vazão – Ultra-sônico não intrusivo por tempo de trânsitoEste instrumento foi desenvolvido para a medição de vazão de líquidos limpos em tubulações fechadas sem que ocorra qualquer contato físico entre o medidor e o meio medido.A medição é baseada no princípio de tempo de trânsito : dois transdutores que são acoplados na parede externa do tubo emitem e recebem pulsos de ultra-som. O tempo de trajeto destes pulsos são analisados por um circuito eletrônico microprocessado que efetuará o cálculo da vazão instantânea.A instalação é efetuada de modo fácil e simples, uma vez que dispensa qualquer tipo de serviço na tubulação como seccionamento ou furação.Encontra-se disponível em duas versões : portátil e fixo.Podem ser utilizados em tubulações de diferentes materiais como aço carbono, ferro fundido, aço inox, PE, vidro, entre outros, cobrindo diâmetros de até 5.000 mm. As versões portáteis apresentam bateria recarregável, indicação de vazão instantânea, totalização, velocidade do fluído no interior do tubo e são acompanhadas por uma mala especial, resistente a choques onde o instrumento é acondicionado para transporte. Opcionalmente podem possuir registrador de dados incorporado, com capacidade de até 50.000 leituras, que posteriormente podem ser transferidas para um microcomputador para análise e registro.

A calibração e configuração são efetuada de modo simples e rápido através de menus intuitivos mostrados no display do medidor.

Características

- Medição sem contato físico com o meio- A tubulação não necessita de qualquer tipo de serviço- Princípio de funcionamento por tempo de trânsito- Uso com diferentes tipos de tubos- Aplicável em tubulações de até 5.000 mm- Versões portátil e fixa- Versão portátil com registrador de dados opcional- Fácil configuração- Totalização de volume

Aplicações

- Sistemas de osmose reversa, filtração e produção de água pura- Líquidos que não possam sofrer qualquer tipo de contato com o meio- Tubulações que não possam sofrer qualquer tipo de serviço- Comparação com outros medidores já existentes- Água, produtos químicos agressivos, produtos farmacêuticos, etc.

Medição de vazão com ultra-som

Conheça neste artigo a medição de vazão por ultra-som, uma tecnologia relativamente recente e que tem ganho mercado, principalmente pelas facilidades e confiabilidade que traz aos usuários, além de recursos de medição, exatidão, transmissão e análise de resultados que vão, com certeza, fazer a diferença nos próximos anos em processos que buscam a vanguarda tecnológica.

Gilberto Branco

A medição de vazão é de vital importância na maioria dos processos industriais, poderíamos citar aqui inúmeras aplicações e ainda assim correríamos o risco de esquecer algumas delas devido à complexidade e às variações existentes nos processos. Com relação às tecnologias aplicadas, isso não é diferente e, dentro do seu campo de aplicações, existem soluções mais adequadas a determinados processos sem, no entanto, tirar os méritos das outras tecnologias.

Tempo de trânsito (Transit Time): A tecnologia envolvida na medição

Um medidor de vazão ultra-sônico utiliza o efeito da diferença do tempo de propagação, o chamado “tempo de trânsito”, de pulsos ultra-sônicos para a determinação da variável medida. Este princípio mede o efeito da velocidade do fluxo de um líquido através sinais acústicos bidirecionais. Os transdutores são normalmente instalados com um ângulo entre 30o e 45o (figura 1) e são instalados à montante do fluxo (T1) que emite um sinal para um transdutor instalado à jusante do fluxo (T2) que, por sua vez, emite um sinal em

sentido contrário (figura 2).

Quando não há fluxo, o tempo necessário para o sinal deslocar-se de T1 a T2 é o mesmo tempo que de T2 a T1.

A USE é uma empresa que tem mais de 10 anos de experiência e 6 gerações de produtos na aplicação das tecnologias de medição Ultrassônicas por tempo de trânsito.

Comparada a outros princípios de medição, a medição ultra-sônica possui diversas vantagens:     

       - Baixa incerteza       - Ausência de manutenção mecânica       - Dispensa calibração periódica       - Sem perda de carga

Suas várias aplicações encontram destaque nas indústrias de petróleo e gás, petroquímica, saneamento, meio ambiente, siderurgia, mineração, alimentos/bebidas, energia, entre outras.

Por meio de sensores externos é possível medir facilmente inúmeros fluidos homogêneos, através de diversos tipos de materiais de tubulação.

Incertezas abaixo de 0,5% podem ser obtidas através de carretéis de medição, projetados e fabricados especialmente para atender as especificações do cliente.

Oferecemos uma ampla variedade de medidores de vazão:

       - Medidores de vazão portáteis       - Medidores de vazão fixos para líquidos       - Medidores de vazão para gases       - Medidores de vazão em canais abertos

Somos ainda pioneiros e exclusivos em diversas aplicações específicas, destacando:

       - Detectores de Interface       - Detectores de Passagem de Raspadores (Pigs)       - Sistemas de Drenagem Automática de Tanques (SiSDAT)

5.4.2 MEDIDORES ULTRASSÔNICOS –Estes medidores estão baseados em dois princípios relacionados com aemissão de som através do fluxo de vazão a ser medido; são eles:• Efeito Doppler• Tempo de trânsitoEles são colocados na parte externa da tubulação, não necessitando a inserçãodo medidor na mesma.Os elementos responsáveis pela recepção do sinal sonoro, que se encontra nafaixa do ultrassom se constituem de cristais piezoelétricos fixados nas paredes datubulação.EFEITO DOPPLER – É a variação de freqüência produzida pelo movimento relativodo fluido , quando as ondas são refletidas pelas partículas móveis do mesmo. Osemissores projetam um feixe contínuo de ultra-som na faixa de centenas de Khz.TEMPO DE TRÂNSITO – O tempo transcorrido entre a emissão e a recepção do

som depende do meio através do qual ele está se propagando, e do movimentorelativo do mesmo (velocidade).Estes medidores requerem circuitos eletrônicos especiais, apropriados paraconversão em vazão da freqüência ou tempo de trânsito.

Medidores Ultra-sônicos

Os medidores de vazão que usam a velocidade do som como meio auxiliar de

medição podem ser divididos em dois tipos principais:

Medidores a efeito doppler Medidores de tempo de trânsito. Existem medidores ultra-sônicos nos quais os transdutores são presos à

superfície

externa da tubulação, e outros com os transdutores em contato direto com o

fluído. Os transdutores-emissores de ultra-sons consistem em cristais

piezoelétricos que são usados como fonte de ultra-som, para enviar sinais

acústicos que passam no fluído, antes de atingir os sensores correspondentes.

Medidores de efeito Doppler

O efeito Doppler é aparente variação de freqüência produzida pelo movimento

relativo de um emissor e de um receptor de freqüência. No caso, esta variação de

freqüência ocorre quando as ondas são refletidas pelas partículas móveis do

fluído. Nos medidores baseados neste princípio, ostransdutores-emissores projetam um feixe contínuo de ultra-som na faixa dascentenas de khz. Os ultra-sons refletidos por partículas veiculadas pelo fluído têmsua freqüência alterada proporcionalmente ao componente da velocidade daspartículas na direção do feixe. Estes instrumentos são conseqüentemente. adequados para medir vazão de fluídos que contêm partículas capazes de refletirondas acústicas.

Medidores de tempo de trânsito

Ao contrário dos instrumentos anteriores, estes instrumentos não são adequados

para medir vazão de fluídos que contêm partículas. Para que a medição seja

possível, os medidores de tempo de trânsito devem medir vazão de fluídos

relativamente limpos. Nestes medidores , um transdutor –

emissor - receptor de ultra-sons é fixado à parede externa do tubo, ao longo de

duas geratrizes diametralmente opostas. O eixo que reúne os emissores -receptoresforma com o eixo da tubulação, um ângulo a.Os transdutores transmitem e recebem alternadamente um trem de ondas ultra-sônicas

de duração pequena. O tempo de transmissão é levemente inferior (t1)

orientada para a jusante, e levemente superior (t2) quando orientada para a

montante. Sendo L a distância entre os sensores, V1 a velocidade média do fluído

e V2 a velocidade do som no líquido considerado.

CONCLUSÃO

Para determinar a aplicação correta de um medidor de vazão é necessário

conhecer as característica do fluído , instalação e condições de operação .

Devido a uma enorme oferta de medidores de vazão com aplicações e tecnologias

das mais diversificadas, a escolha do medidor apropriado é relativamente simples

nas aplicações clássicas ., porém o principal fator que dificulta esse processo é a

constante evolução dos medidores, influenciando diretamente na performance e

custos do equipamento .

Medidores Ultra-sônicos

Os medidores de vazão que usam a velocidade do som como meio auxiliar de

medição podem ser divididos em dois tipos principais:

- Medidores a efeito doppler

- Medidores de tempo de trânsito.

Existem medidores ultra-sônicos nos quais os transdutores são presos à superfície

externa da tubulação, e outros com os transdutores em contato direto com o

fluído. Os transdutores-emissores de ultra-sons consistem em cristais

piezoelétricos que são usados como fonte de ultra-som, para enviar sinais

acústicos que passam no fluído, antes de atingir os sensores correspondentes.

Medidores de efeito Doppler

O efeito Doppler é aparente variação de freqüência produzida pelo movimento

relativo de um emissor e de um receptor de freqüência. No caso, esta variação de

freqüência ocorre quando as ondas são refletidas pelas partículas móveis do

fluído. Nos medidores baseados neste princípio , os

transdutores-emissores projetam um feixe contínuo de ultra-som na faixa das

centenas de khz. Os ultra-sons refletidos por partículas veiculadas pelo fluído têm

sua freqüência alterada proporcionalmente ao componente da velocidade das

partículas na direção do feixe. Estes instrumentos são conseqüentemente.

KIT PORTÁTIL HABILITA A VERIFICAÇÃO DE QUALQUER MEDIDOR DE VAZÃO ONSITE

Na indústria, a instrumentação é de fundamental importância para as operações unitárias, sendo que uma das principais variáveis é a medição de vazão. Logo, quando um medidor de vazão em operação tiver que ser verificado por algum motivo, normalmente tem que ser removido de seu local e levado a uma bancada ou laboratório para ser efetuado a verificação ou calibração. Porém, um dispositivo de verificação no próprio campo pode efetuar esta tarefa de forma mais fácil, rápida com alta eficiência e

com uma ótima redução de custo. Usando um medidor adequado pode render uma alta exatidão comparada a uma calibração em laboratório.

Em muitas operações unitárias dentro da indústria, os medidores de vazão são instalados para assegurar uma operação eficiente e geralmente estão em posições estratégicas onde eles alimentam sistemas de controle com informações de taxa de fluxo, que podem ser usadas como base de cálculo estequiométrica para somar ou dosar substâncias químicas, bem como também medir o consumo de produto ou a eficiência da instalação. Se um medidor estratégico não esta tendo um bom desempenho, o mesmo pode fazer a Unidade Fabril perder rendimento e conseqüentemente dinheiro.

Verificação Offsite vs Onsite

Para que plantas operem eficazmente, o Gerente da Unidade deve ter certeza que cada equipamento esteja operando 100% corretamente e neste caso os medidores de vazão tem um papel fundamental. Todos os equipamentos são calibrados e posteriormente instalados, onde o operador pode estar seguro que eles efetuarão as medições corretamente.

Porém, condições severas de processo, uso por um período longo e outros fatores, fazem freqüentemente ser necessário efetuar a verificação do medidor, para que os Técnicos e Engenheiros de Processo possam saber se ainda estão efetuando as medições de forma adequada, ou seja, 100% corretos. Em muitas Unidades de Processo Industrial isto pode ser muito demorado e complexo, pois o equipamento tem freqüentemente que ser removido  de  seu  local  e enviado  para um  laboratório  para  ser efetuado o teste. Esta

Eng. Gilmar SilvaGMG Instrumentação e Automação Industrial Ltda.

operação requer uma paralisação momentânea da Unidade ou até mesmo uma parada programada para remoção do dispositivo, resultando em perda de produção e redução de lucratividade.

Em muitos casos, uma verificação de onsite (no local) do medidor de vazão é uma opção benéfica. Para executar tal tarefa, um dispositivo portátil é usado para verificar o desempenho e exatidão do medidor de vazão. Isto permite a verificação do equipamento em operação, eliminando a necessidade de uma paralisação temporária da Unidade.

Kit Portátil

Entre as várias opções tipicamente usadas para verificação hoje, o modelo Sitrans FUP1010 Clamp-on, medidor de vazão desenvolvido especialmente para verificar a exatidão e desempenho de qualquer outro tipo de medidor de vazão. Altamente versátil mede praticamente todos os fluídos líquidos, sejam eles condutivos ou não-condutivos, limpos, com sólidos em suspensão ou moderadamente aerados. Esta característica torna o kit capaz de verificar o desempenho de medidores baseados em qualquer princípio de medição, como: medidores eletromagnéticos, coriolis, ultra-sônico, deslocamento positivo, placa de orifício, êmbolo rotativo etc... Outra funcionalidade deste equipamento é a capacidade em descobrir vazamento em distribuidoras de águas.

A exatidão é tipicamente entre 0,5% a 2%, dependendo sempre das condições do ponto de instalação. A repetitividade é de 0,015% para velocidades acima de 0,3 m/s. Isto faz do medidor portátil um equipamento ideal para verificar pontos de medição que requer uma boa exatidão e repetitividade dentro do processo industrial.

Com seu projeto altamente resistente para ambientes severos, possui designer IP67,sendo ideal para uso ao ar livre, mesmo sob condições extremas de tempo. Podeser utilizado em condições de chuva, sol, etc... Com seu invólucro de plástico altamente resistente, resisti a tratamento áspero que normalmente danificaria a maioria dos outros tipos de compartimentos. Eles operam com alimentação AC ou DC, e sua bateria interna que provê até 4 horas de operação. A bateria interna pode ser recarregada em 1.5

horas. Possui capacidade de armazenagem de dados data-looger interno: até 1 MB permitindo o download de relatórios e estatísticas

Através de vários recursos, permite uma medição rápida, fácil e de baixo custo em tubulações que vão desde: de 25,4 mm a 9,14 metros (1" até 360"). Possui capacidade de envio dos registros do data logger para um computador por meio de uma saída serial RS232.

Modos de Operação

O medidor portátil pode trabalhar em dois modos de operação: Tecnologia WideBeam - tempo de trânsito (para líquidos homogêneos) e efeito Doppler (para líquidos contendo impurezas e sólidos).

Tecnologia de WideBeam

Através de transdutores de alto desempenho, geram um sinal forte e estável que se estende ao longo da medição. A tecnologia WideBeam utiliza uma forma inteligente de

propagar o sinal para efetuar o cálculo da medição. O princípio tempo em transito – “WideBeam” – são aplicados aos medidores de vazão ultra-sônicos Clamp-On, na qual utiliza a parede do tubo como um amplificador de sinal para otimizar a taxa de ruído e

prover uma área mais larga de vibração. Desta forma possibilita reconhecer a característica individual da tubulação, casar os requisitos acústicos da tubulação e

utilizar a tubulação como parte do sistema. Este mecanismo permite a medição de vazão de diversos tipos de líquidos, com viscosidades e temperaturas variadas, sem a

necessidade de reposicionar ou recalibrar os transdutores. Pode ser empregado em tubulações de diferentes materiais como: aço, alumínio, titânio, plástico, etc...

Tecnologia de Doppler

Efeito Doppler é o modo mais indicado para medição de vazão de líquidos contendo sólidos em suspensão, impurezas e aeração. A exatidão é de até 1%.

Versatilidade de Verificação no Local

A versão FUP1010 faz deste medidor de vazão ser altamente versátil. Através dos diferentes transdutores, permite efetuar várias verificações de forma rápida e eficiente. A facilidade de instalação dos transdutores possibilita várias medições ao longo do dia.

Os medidores portáteis de vazão Ultra-Sônico FUP1010 permitem acima de tudo, uma total visão aos Técnicos e Engenheiros da Unidade sobre o andamento das operações,

bem como efetuarem uma analise de forma mais detalhada sobre correntes de medição e claro da verificação onsite, reduzindo altos custos que envolvem na remoção dos

equipamentos, desde: Remoção dos Medidores, Embalagem Apropriada, Envio dos Medidores para Laboratório, Programação de Calibração junto aos Laboratórios,

Logística de Envio e Coleta dos Medidores, Instalação, etc...

DESCRIÇÃO TÉCNICA E OPERACIONAIS

Segmentos:o Químico / Petroquímico

o Siderúrgicoo Refino / Óleo & Gás

o Mineraçãoo Automotivoo Saneamento

o Alimentos / Bebidaso Papel / Celuloseo Termo Elétrica

o Cosmético / Farmacêutico

Aplicações: Verificação e checagem de desempenho de qualquer tipo ou marca de medidor de vazão

Efeito do Processo: Não afetado por Mudanças nas Propriedades do Líquido/Gás (Temperatura, Pressão, Composição)

Diâmetros de Tubulação: de 25,4 mm a 9,14 metros (1" até 360")

Faixa de Velocidade: ± 12 m/s (bi-direcional)

Faixa de Temperatura: de -40 a +104°C

Exatidão da Medição: de ± 0,50% a ± 2,0% da vazão medida

Grau de Proteção: IP67 (à prova de tempo)

Autonomia da Bateria: até 4 horas em operação normal. Recarregador AC/DC

Armazenagem de Dados (data-looger): Capacidade para até 1 MB permitindo o download de relatórios e estatísticas via porta serial RS-232

VANTAGENS

Baixo custo de Instalação.

Sem contato com o Fluído.

Sem desgastes dos transdutores e perdas de calibração.

Sem riscos de vazamentos.

Não requer Shutdown para instalação e ou manutenção.

Equipamento facilmente re-alocado para outra aplicação.

Fácil instalação com o máximo de flexibilidade.

Não requer válvulas de BY PASS.

Sem perda de carga.

Solicite maiores informações sobre calibração através do e-mail: calibracao@gmgspbrasil.com.br

 

Laboratório de Calibração para Medidores de VazãoEm parceria com a empresa ACCI, nossa organização GMG Instrumentação e Automação Industrial Ltda., informa a todos os clientes e amigos, que disponibiliza dos serviços de calibração para medidores de vazão mássicos e volumétricos, através de calibração pormétodo comparativo, contra balanças e medidores mássicos.

O Laboratório de Vazão contempla equipamentos como: conjunto de bombas controladas por inversores de freqüência, tubulações, válvulas de controle e on-off, controle de temperatura da água, picnômetro para coleta de amostra e determinação de densidade, transmissor de umidade relativa do ar, transmissor de pressão

manométrica e a pressão barométrica local, para assegurar que a incerteza permaneça sempre dentro dos padrões estabelecidos pela Normalização na qual o Laboratório de Vazão foi projetado.

Todos os padrões primários utilizados na calibração dos diferentes tipos de medidores dentro do Laboratório de Vazão são devidamente calibrados e rastreados à RBC – Rede Brasileira de Calibração, atendendo assim as mais criteriosas condições de qualidade existente. Para atender as exigentes necessidades do mercado Brasileiro nos mais diferentes segmentos, o Laboratório de Vazão foi concebido para atender a Norma NBR/ISO/IEC 17025 de laboratórios e Normas complementares como a ISO-4185 / ISO- 5168. A incerteza de calibração é de 0,10% (fator de abrangência k=2, nível de confiança= 95%).

O laboratório de vazão possui 2 reservatórios com capacidade para 80.000 litros, 7 linhas intercambiáveis para calibração de medidores de 2,5 mm até 250 mm. Vários são os equipamentos instalados no laboratório tendo como padrões os seguintes instrumentos: medidores coriolis com capacidade entre 0 – 55 kg/h até 545 ton/h, balanças entre 8 kg a 2 toneladas, picnômetro para determinação de densidade, sendo todos rastreáveis a Rede Brasileira de Calibração.A capacidade atual do laboratório de vazão consiste em 600 m3/h para medidores até 10”. Os pontos de calibração são 20%, 40%, 60% 80% e 100% ascendente e 75% e 50% descendente.

Localizado no Distrito de Riacho Grande em São Bernardo do Campo, as instalações da ACCI proporciona facilidade em logística para efetuar calibrações dos medidores de vazão das mais diversas tecnologias como: Coriolis, Eletromagnéticos, Turbinas, Vortex, Engrenagens Ovais, entre outros sob consulta.

Situado as margens da Via Anchieta e fácil acesso as principais Rodovias e Aeroportos, disponibiliza um rápido atendimento com eficiência e qualidade.

Dentro do nosso escopo de atendimento, disponibilizamos também serviços de calibração de vazão remoto, ou seja, nas instalações de nossos clientes. Estamos também habilitados a efetuar a calibração da variável densidade, através de picnômetro de parede dupla, para fluidos como Gás LP, na qual podemos realizar este serviço no campo.

O Laboratório esta recebendo investimentos, para ser capacitado a calibrar fluidos na fase gasosa e hidrocarbonetos. Em breve estes serviços estarão disponíveis para todos os nossos clientes.