Medidor de vazão Magnético (parte-1)
Esses medidores funcionam princípio do eletromagnetismo, nas indústrias eles simplesmente conhecidos como medidor magnético de vazão. Esse medidor é uma medidor volumétrico em função disso eles são indicados para medição de fluidos condutivos em função de seu princípio de funcionamento baseado na condutividade elétrica do fluido
Uma das principais vantagens e característica desse medidor é não gerar perda de carga na linha isso é não causa perda de pressão ou qualquer outro empecilho ou barreira a passagem do fluxo. Porém uma das suas desvantagem que mais impacta em sua a aplicação é necessidade que o fluido seja condutivo, essa condição impede que esse medidor possa ser utilizado em com hidrocarbonetos e água destilada.
Princípio do medidor de fluxo magnético baseado na lei de
Faraday
Os medidores de fluxo magnético funcionam com base na Lei da Indução Eletromagnética de Faraday.
De acordo com este princípio, quando um meio condutor passa por um campo magnético B, é gerada uma voltagem E que é proporcional à velocidade v do meio, à densidade do campo magnético e ao comprimento do condutor.
Esse medidor possui uma bobina montada em torno do corpo do instrumento podendo ser dentro ou fora, então é aplicada uma corrente as bobinas ao acontecer o fluxo da corrente começará a surgir um campo eletromagnético. O líquido ao fluir através do tubo atua como condutor e nele é induzida uma tenção proporcional à velocidade média do fluido.
Esta tensão é detectada por eletrodos montados no corpo do medidor e enviados a uma eletrônica internamente montada que irá converter e calcular a vazão volumétrica com base nas características dimensionais do medidor.
Matematicamente, podemos declarar a lei de Faraday como
E é proporcional a V x B x L
E é a tensão gerada em um condutor,
V é a velocidade do condutor,
B é a intensidade do campo magnético e
L é o comprimento do condutor.
É muito importante que o fluxo de líquido a ser medido com o medidor de magnético seja condutivo.
A Lei de Faraday indica que a tensão do sinal (E) é dependente da velocidade média do líquido (V), do comprimento do condutor (D) e da intensidade do campo magnético (B). O campo magnético será assim estabelecido na seção transversal do tubo.
Basicamente, quando o líquido condutor flui através do campo magnético, uma tensão é induzida. Para medir essa tensão gerada (que é proporcional à velocidade do líquido que flui), são usados dois eletrodos de aço inoxidável montados em linha( face e face).
Os dois eletrodos que são colocados dentro do medidor de vazão são então conectados a um circuito eletrônico avançado que tem a capacidade de processar o sinal. O sinal processado é alimentado no microprocessador que calcula o fluxo volumétrico do líquido.
Fórmula de medidores de fluxo magnéticos(eletromagnético):
Os medidores de vazão magnético usam a lei de indução eletromagnética de Faraday para fazer uma medição de vazão. A lei de Faraday afirma que, sempre que um condutor de comprimento ‘l’ se move com uma velocidade ‘v’ perpendicular a um campo magnético ‘B’, uma fem ‘e’ é induzida em uma direção mutuamente perpendicular que é dada por
e = kBlv …(eq1)
onde
B = densidade de fluxo magnético (Wb / m2)
l = comprimento do condutor (m)
v = Velocidade do condutor (m / s)
A taxa de fluxo de volume Q é dada por
Q = ((π*(d^2) / 4) v … (eq2)
onde
d = diâmetro do tubo
v = velocidade média de fluxo (velocidade do condutor neste caso)
Da equação (eq1)
v = e / B*l
Q = ((π*(d^2)*e) / (4*B*l))
Q = K*e
onde K é uma constante métrica.
Assim, a vazão do volume é proporcional à fem induzida . Em aplicações práticas, temos que inserir o valor ‘K’ constante do medidor no medidor de fluxo magnético, que está disponível no catálogo / manual do fornecedor.
Limitações dos medidores de fluxo eletromagnéticos
(i) A substância a ser medida deve ser condutiva. Portanto, não pode ser empregado para medir a taxa de fluxo de gases e vapor, produtos de petróleo e líquidos semelhantes com condutividade muito baixa.
(ii) Para tornar o medidor insensível às variações na resistência do líquido, a resistência efetiva do líquido entre os eletrodos não deve exceder 1% da impedância do circuito externo.
(iii) É um dispositivo que precisa ser introduzindo na linha.
(iv) Como o medidor sempre mede a taxa de volume, o volume de qualquer matéria suspensa no líquido será incluído.(Não devendo ser utilizado em fluidos com sólidos em suspenção)
(v) Para evitar qualquer problema que seria causado pelo ar aprisionado, quando o tubo de fluxo é instalado em uma tubulação horizontal, os eletrodos devem estar no diâmetro horizontal.
(vi) Como uma verificação de zero na instalação pode ser realizada apenas interrompendo o fluxo, válvulas de isolamento são necessárias e um bypass também pode ser necessário através do qual o fluxo pode ser direcionado durante uma verificação de zero.
(vii) A tubulação deve estar cheia, caso sejam instaladas válvulas reguladoras a montante do medidor.
Vantagens do medidor de fluxo eletromagnético
(i) A obstrução ao fluxo é quase nula e, portanto, este tipo de medidor pode ser usado para medir suspensões pesadas, incluindo lama, esgoto e polpa de madeira.
- ii) Não há perda de carga de pressão neste tipo de medidor de vazão além daquela do comprimento do tubo reto que o medidor ocupa.
(iii) Eles não são muito afetados por distúrbios de fluxo a montante.
(iv) Eles são praticamente afetados pela variação de densidade, viscosidade, pressão e temperatura.
(v) Os requisitos de energia elétrica podem ser baixos (15 ou 20 W), especialmente com tipos CC pulsados.
(vi) Esses medidores podem ser usados como medidores bidirecionais.
(vii) Os medidores são adequados para a maioria dos ácidos, bases, água e soluções aquosas porque os materiais de revestimento selecionados não são apenas bons isolantes elétricos, mas também são resistentes à corrosão.
(viii) Os medidores são amplamente usados para serviços de lama, não apenas porque são menos obstruídos, mas também porque alguns dos revestimentos, como poliuretano, neoprene e borracha, têm boa resistência à abrasão ou erosão.
(ix) Eles são capazes de lidar com fluxos extremamente baixos.
Desvantagens do medidor de fluxo magnético
(i) Esses medidores podem ser usados apenas para fluidos que tenham uma condutividade elétrica razoável.
(ii) A precisão está apenas na faixa de ± 1% em uma faixa de taxa de fluxo de 5%.
(iii) O tamanho e o custo das bobinas e circuitos de campo não aumentam em proporção ao tamanho do diâmetro do tubo. Consequentemente, medidores de tamanho pequeno são volumosos e caros.
Aplicações de medidores de fluxo magnético
Este medidor de fluxo eletromagnético sendo do tipo não intrusivo, pode ser usado em geral para qualquer fluido que tenha uma condutividade elétrica razoável acima de 10 microsiemens / cm.
Fluidos como pasta de água de areia, pó de carvão, pasta, esgoto, polpa de madeira, produtos químicos, água diferente de água destilada em grandes tubulações, fluidos quentes, fluidos altamente viscosos, especialmente em indústrias de processamento de alimentos, fluidos criogênicos podem ser medidos pelo medidor de fluxo eletromagnético .
Como usar medidores de fluxo magnético
Os medidores de vazão magnéticos medem a velocidade de líquidos condutores em tubos, como água, ácidos, soda cáustica e lamas. Os medidores de vazão magnéticos podem medir corretamente quando a condutividade elétrica do líquido é maior do que aproximadamente 5μS / cm. Tenha cuidado porque o uso de medidores de vazão magnéticos em fluidos com baixa condutividade, como água deionizada, água de alimentação de caldeira ou hidrocarbonetos, pode fazer com que o medidor de vazão desligue e meça o fluxo zero.
Este medidor de vazão não obstrui o fluxo, por isso pode ser aplicado em líquidos limpos, sanitários, sujos, corrosivos e abrasivos. Medidores de vazão magnéticos podem ser aplicados ao fluxo de líquidos que são condutores, portanto, hidrocarbonetos e gases não podem ser medidos com esta tecnologia devido à sua natureza não condutiva e estado gasoso, respectivamente.
Os medidores de vazão magnéticos não requerem muito percurso direto a montante e a jusante, portanto podem ser instalados em trechos relativamente curtos. Os medidores de vazão magnéticos normalmente requerem 3-5 diâmetros de operação direta a montante e 0-3 diâmetros de operação direta a jusante medidos a partir do plano dos eletrodos do medidor de vazão magnético.
As aplicações para líquidos sujos são encontradas nas indústrias de água, esgoto, mineração, processamento mineral, energia, papel e celulose e química. As aplicações de água e esgoto incluem transferência de custódia de líquidos em redes de força entre distritos de água / esgoto.
Medidores de vazão magnéticos são usados em estações de tratamento de água para medir esgoto tratado e não tratado, água de processo, água e produtos químicos. As aplicações da indústria de mineração e processo mineral incluem fluxos de água e polpa de processo e fluxos de mídia pesada.
Com a devida atenção aos materiais de construção, o fluxo de líquidos altamente corrosivos (como ácido e cáustico) e pastas abrasivas podem ser medidos. As aplicações de líquidos corrosivos são comumente encontradas nos processos da indústria química e em sistemas de alimentação química usados na maioria das indústrias. As aplicações de lama são comumente encontradas nas indústrias de mineração, processamento mineral, papel e celulose e águas residuais.
Medidores de vazão magnéticos são freqüentemente usados onde o líquido é alimentado por gravidade. Certifique-se de que a orientação do medidor de vazão seja tal que ele esteja completamente cheio de líquido. A falha em garantir que o medidor de vazão esteja completamente cheio de líquido pode afetar significativamente a medição de vazão.
Seja especialmente cuidadoso ao operar medidores de vazão magnéticos em serviço a vácuo porque alguns revestimentos de medidor de vazão magnético podem colapsar e ser sugados para dentro da tubulação em serviço a vácuo, danificando catastroficamente o medidor de vazão.
Observe que as condições de vácuo podem ocorrer em tubos que aparentemente não estão expostos ao serviço de vácuo, como tubos nos quais um gás pode condensar (geralmente em condições anormais).
Da mesma forma, a temperatura excessiva em medidores de vazão magnéticos (mesmo brevemente em condições anormais) pode resultar em danos permanentes ao medidor.
Dicas de como selecionar transmissores de vazão
Fontes :
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