Rotamass 2012

<Document Number>Copyright © Yokogawa Electric Corporation<date/time>

- 1 -<Document Number>Copyright © Yokogawa Electric Corporation<date/time>

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RotaMASS Series 3

Medidor de Vazão Mássica por efeito Coriolis e medidor de densidade de líquidos.

Maxwel WatanabeEngenharia de Aplicações PCI


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RotaMASS 3 Series


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Características de Medição


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Características da medição

- Medição direta de :

- vazão mássica- densidade- temperatura

- Medição indireta de :

- vazão volumétrica ( relação entre vazão mássicae densidade )- concentração ( relação entre temperatura e densidade )

Grau BrixGrau PlatoGrau INPM

•Total reset

ou

•Auto zero

• Alarmes

&/ou

• Diagnósticos


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Características da medição

Vazão mássica :líquidos gases em geral

Densidade :líquidos

É imune a variações de :viscosidadedensidade pressão


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Medição de temperatura

- Medição direta da temperatura do fluido através de um sensor Pt 100 incorporado ao medidor.

Sensor de Temperatura Isolado.


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Medição de concentração

10 20 30 40 50 60 70 800 999,70 998,20 995,64 992,21 988,03 983,19 977,76 971,785 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 1010,2315 1061,48 1059,15 1055,97 1052,06 1047,51 1042,39 1036,72 1030,5520 1083,58 1080,97 1077,58 1073,50 1068,83 1063,60 1057,85 1051,6325 1106,47 1103,59 1099,98 1095,74 1090,94 1085,61 1079,78 1073,5030 1130,19 1127,03 1123,20 1118,80 1113,86 1108,44 1102,54 1096,2135 1154,76 1151,33 1147,28 1142,71 1137,65 1132,13 1126,16 1119,7940 1180,22 1176,51 1172,25 1167,52 1162,33 1156,71 1150,68 1144,2745 1206,58 1202,61 1198,15 1193,25 1187,94 1182,23 1176,14 1169,7050 1233,87 1229,64 1224,98 1219,93 1214,50 1208,70 1202,56 1196,1155 1262,11 1257,64 1252,79 1247,59 1242,05 1236,18 1229,99 1223,5360 1291,31 1286,61 1281,59 1276,25 1270,61 1264,67 1258,45 1251,9965 1321,46 1316,56 1311,38 1305,93 1300,21 1294,21 1287,96 1281,5270 1352,55 1347,49 1342,18 1336,63 1330,84 1324,80 1318,55 1312,1375 1384,58 1379,38 1373,98 1368,36 1362,52 1356,46 1350,21 1343,8380 1417,50 1412,20 1406,70 1401,10 1395,20 1389,20 1383,00 1376,6085 1451,30 1445,90 1440,50 1434,80 1429,00 1422,90 1416,80 1410,50

Table of density as a function of concentration in Wt % and temperature


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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


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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 ºBrixAçúcar em água 40 a 80 ºBrix 75 a 100ºC

É possível no ato da compra solicitar a inserção tabelas customizadas. Está em desenvolvimento o software que vai permitir

ao cliente inserir a tabela por meio de configurador FTD/DTM.


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Medição de densidade / concentração


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Medição de densidade / concentração

� SOLUÇÃO YOKOGAWA

- Instalar um by-pass na linha permitindo que uma amostra do fluidopasse pelo medidor, um medidor de tamanho menor e de menor custopode ser especificado.

- Recomedamos especificar o modelo RCCT/S36 com o opcional /K3, garantindo a precisão +/- 1g/L.

Rotamass

V1 V2

Elemento de ∆P

V3

Amostra para lab


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Princípio de operação


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PRINCÍPIO DE OPERAÇÃO

Sem Fluxo:

Vibração Paralela

Vazão Mássica:

Efeito Coriolis


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Força Coriolis

•O RotaMASS usa a força Coriolis paramedir vazão mássica.

•A força Coriolis ocorre quando o fluido a ser medido escoa a uma velocidade v através de um tubo que possui umarotação 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 aumentoda velocidade periférica. A força gerada é chamada Força Coriolis. Se o corpo se afasta do eixo de rotação, a Fc é contráriaà rotação.

• O efeito contrário ocorre quando o fluidoescoa em direção ao eixo de rotação. Nesse caso a Fc é no mesmo sentido da rotação.


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Fórmula Força Coriolis

Fc = -2m (ωv)

• m = mass

� ω = Velocidade Angular

• v = Velocidade Radial

• Fc = Força Coriolis


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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.


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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•


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Frequência 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.


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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 > ρρρρ 2

f diminui f aumentaT aumenta T diminui


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Princípio de Medição


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Pontos Fortes


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Tamanhos disponíveis

Inner

Diameter

[mm]

Wallthickness

[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


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Maior tamanho disponivel

Stainless steel connection box

RCCS39/XR

RCCS39/XR

Q máx. = 600 ton/h


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Exemplo de 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.


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Tamanhos disponíveis

Inner

Diameter

[mm]

Wall

thickness

[mm]

Tube materialQmin

[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


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Conexões ao Processo

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”


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Tipos de Conexões

RCCS30-33 : Flanges ASME classe 150, 300, 600 e 1500Flanges DIN PN 40 e 100Tri-ClampRosca DIN11851Rosca ¼”, ½” e ¾” BSP / NPT

RCCT34 / RCCS34 : Flanges ASME classe 150, 300, 600 e 1500

Flanges DIN PN 40 e 100Tri-ClampRosca DIN11851

RCCT36 / RCCS36 : Flanges ASME classe 150, 300, 600 e 1500Flanges DIN PN 40, 63 e 100 Tri-ClampRosca DIN11851

�Tipo da conexão


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Tipos de Conexões

RCCT38 / RCCS38 : Flanges ASME classe 150, 300, 600 e 900Flanges DIN PN 40 e 100Tri-ClampRosca DIN11851

RCCT39 / RCCS39 : Flanges ASME classe 150 e 300Flanges DIN PN 40Tri-ClampRosca DIN11851

RCCT39 / RCCS39/IR : Flanges ASME classe 150 e 300Flanges DIN PN16 e PN 40

RCCT39 / RCCS39/XR : Flanges ASME classe 150 e 300Flanges DIN PN16 e PN 40


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Aquecimento e isolação térmica

Temperatura até 350 ºC

+350 C


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• 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


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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


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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°


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Caixa de contenção

No caso de rompimento do tubo, o compartimento de contençãoprotege o meio ambiente e as pessoas de fluidos perigosos.


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Projeto Mecânico - Caixa dentro de caixa


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Tubos sem solda


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Tubos auto-drenantes

• Uma inclinação mínima de 2° permite que o medidor seja auto-drenante quando instalado na vertical.

> 2°

> 2°


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Tubos de medição

• 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.


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Tubos de medição

Bobina deexcitação

SensorSensor


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Instalação

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.

MelhorMelhorMelhorMelhor

PosiçãoPosiçãoPosiçãoPosição

FL

OW

Instalação sem tensões mecânicas !líquidos

líquidos

gás


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Display

� 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.


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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)


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Function Blocks

IT2

AI6

AI5

AI4

AI3

TB AI2

AI1Mass Flow

PID(Option)

FOUNDATIONFieldbus

Volume Flow

Density

Temperature

Concentration (Option)

Net Flow (Option)

IT1

Mass, Volume, Net

Mass, Volume, Net

LASEE(Software Download)


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Medição de Vazão Mássica

Accuracy Yokogawa Rotamass

% of rate Zero shift

Liquid 0,1 0,005% of Qnom

Gas 0,5 0,005% of

Qnom


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Medição de Densidade


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Fluido com bolhas

� 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


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Fluido com bolhas

Example: RCCS36, ca. 2200kg/h

Somente água

2% bolhas

ca. 50% bolhas


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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


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Certificado INMETRO


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Medidor de vazão ROTAMASS

Certificação INMETRO para Transferência de Custódia:

Certificado para Líquidos


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Conversor RCCR31

Conversor Remoto para montagem em Rack de 19”

Alimentação 100 a 264 V AC ou 24 V DC


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Aplicações


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Aplicações

Fluido: Hydrocarbon Hydrogen MixtureConcentração H2: 5 a 10%


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Aplicações

� Medição de vazão em carregamento e descarregamento de caminhões

• Usado para entrega de Argônio e

Dióxido de Carbono líquido

(criogenia, baixas temperaturas).


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Documents

Rotamass 2012