Instrumentação Eletroeletrônica. Prof. Afrânio Ornelas Ruas Vilela

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1 Instrumentação Eletroeletrônica Prof. Afrânio Ornelas Ruas Vilela

2 Medição de Vazão por Pressão diferencial Tubo de Pitot É um dispositivo utilizado para medição de vazão através da velocidade detectada em um determinado ponto de tubulação. A diferença entre a pressão total e a pressão estática da linha nos fornecerá a pressão dinâmica a qual é proporcional ao quadrado da velocidade. Instrumentação Eletroeletrônica 2

3 Medição de Vazão por deslocamento positivo Os medidores de deslocamento de fluxo volumétrico medem o volume real do fluído que passa através de cada instrumento em condições lineares num dado tempo. Estes medidores são apropriados para medidas de fluídos limpos, pois, partículas suspensas podem provocar desgaste e decorrentes imprecisões de medida. Instrumentação Eletroeletrônica 3

4 Medição de Vazão por deslocamento positivo Medidor de disco nutante Nestes medidores, um disco é instalado num envoltório fechado, como mostra a figura. O disco se inclina quando o líquido entra no aparelho de modo que para cada ciclo de mutação, um volume discreto de líquido flui através da saída. Cada ciclo é registrado por um eixo conectado ao sistema de leitura. Instrumentação Eletroeletrônica 4

5 Medição de Vazão por Área Variável Rotâmetro Rotâmetros são medidores de vazão por área variável, nos quais um flutuador varia sua posição dentro de um tubo cônico, proporcionalmente à vazão do fluido. Basicamente, um rotâmetro consiste de duas partes: 1. Um tubo de vidro policarbonato (ou plástico) orientado verticalmente com a extremidade mais larga no topo. 2. No interior do tubo cônico há um flutuador que se moverá verticalmente, em função da vazão medida. Instrumentação Eletroeletrônica 5

6 Medição de Vazão por Área Variável Rotâmetro Instrumentação Eletroeletrônica 6

7 Medição de Vazão Tipo Turbina Turbina O medidor de vazão tipo turbina, consiste de um corpo e um rotor, montado em seu interior, cuja velocidade angular é diretamente proporcional á velocidade do fluído em que se está executando a medição. Um sensor indutivo é montado no corpo do medidor de maneira a captar a passagem das aletas do rotor, gerando um trem de pulsos Instrumentação Eletroeletrônica 7

8 Medição de Vazão Tipo Turbina Turbina Instrumentação Eletroeletrônica 8

9 Medição de Vazão por Ultrassom Medidor ultrassônico 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. Como a medição de vazão ultrassom é feita, geralmente, sem contato com o fluido não há criação de turbulência ou perda de carga, que era causada pelos medidores de vazão como placas de orifício, entre outros. Instrumentação Eletroeletrônica 9

10 Medição de Vazão por Ultrassom Medidor ultrassônico (Efeito Doppler) Este medidor propaga ondas sonoras no interior do fluido através das paredes da tubulação Quando as ondas sonoras são refletidas por partículas em movimento, a frequência é deslocada devido ao fenômeno conhecido como efeito Doppler. Instrumentação Eletroeletrônica 10

11 Medição de Vazão por Ultrassom Medidor ultrassônico (Efeito Doppler) Instrumentação Eletroeletrônica 11

12 Medição de Vazão por Ultrassom Medidor ultrassônico (tempo de trânsito) Um sinal acústico (ultrassom) é transmitido de um sensor a outro e baseia-se no tempo de trânsito de sinais no meio. Este pode ser tanto na direção do fluxo, quanto contrário ao fluxo. De acordo com princípio físico, o sinal enviado na direção do fluxo requer menos tempo de trânsito que o sinal enviado contra o fluxo. A diferença entre os tempos de trânsito é proporcional à velocidade do fluído. Instrumentação Eletroeletrônica 12

13 Medição de Vazão tipo Vortex Medidor Vortex Quando fluídos fluem através de uma restrição introduzida no duto, vórtices são formados pelos lados. A frequência do vórtice é proporcional ao fluxo médio e, desta forma, ao fluxo volumétrico. Variações de pressão causadas pelo vórtices são transmitidas via alguns orifícios introduzidos nas laterais. Instrumentação Eletroeletrônica 13

14 Medição de Vazão por Eletromagnetismo O princípio de medição é baseado na lei de Faraday que diz que: Quando um condutor se move dentro de um campo magnético, é produzida uma força eletromotriz (f.e.m.) proporcional a sua velocidade. Instrumentação Eletroeletrônica 14

15 Medição de Vazão por Eletromagnetismo Medidor eletromagnético Instrumentação Eletroeletrônica 15

16 Medição de vazão por Efeito Coriolis Os tubos de medição são submetidos a uma oscilação e ficam vibrando na sua própria frequência natural à baixa amplitude, quase imperceptível a olho nu. Quando um fluído qualquer é introduzido no tubo em vibração, o efeito do Coriolis se manifesta causando uma deformação, isto é, uma torção, que é captada por meio de sensores magnéticos que geram uma tensão em formato de ondas senoidais. Instrumentação Eletroeletrônica 16

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