Como é que se mede o caudal mássico ou volumétrico de um líquido, água, gás ou vapor?
Os nossos especialistas explicarão a definição, o funcionamento e o princípio, e mostrarão os diferentes tipos de medidores de caudal, a sua instalação e manutenção.
Tudo o que precisa de saber sobre medição de caudal.
Os medidores de caudal medem o caudal de fluidos através de tubos e são utilizados na maioria dos processos industriais. Existem várias categorias de medidores de caudal.
Para escolher o tipo de medidor de caudal mais adequado para uma determinada aplicação, é importante considerar as condições do processo, a gama e a precisão pretendidas, os requisitos de limpeza do fluido e se será utilizado para medir líquidos ou gases.
Qual é a definição de um medidor de caudal?
É feita uma distinção entre medidor de caudal volumétrico e o medidor de caudal mássico. Um medidor de caudal volumétrico é um instrumento versátil que mede a quantidade de fluido (volume) que passa por um determinado ponto num determinado tempo. Este dispositivo mede o volume e o caudal do fluido que passa através de um tubo, geralmente um fluxo líquido como a águaa caudal de gás e um caudal de vapor.
Alguns instrumentos de medição medem o caudal mássico, ou seja, a massa de fluido que passa através de um tubo durante um determinado período de tempo. A conversão entre o caudal volúmico e o caudal mássico é possível quando a densidade do fluido é conhecida e outras características, como a pressão e a temperatura, também são conhecidas.
Nota: Os medidores de caudal e os indicadores de caudal não devem ser confundidos, uma vez que os indicadores de caudal não medem o valor do caudal, mas indicam simplesmente se o fluido está ou não a passar por um circuito.
Qual é a unidade de medição do caudal?
Le caudal volumétrico para medir o caudal de líquidos e gases, geralmente representado pelo símbolo Q, é normalmente expresso em m3/h ou l/s.
O caudal mássico é expresso em gramas por segundo (g/s) ou quilogramas por hora (kg/h). Um erro comum cometido quando se instalam medidores de caudal é confundir contadores totais com unidades de caudal.
Os contadores totais medem o caudal que passou pelo contador desde que este foi ligado pela primeira vez.
Como é que escolho o medidor de caudal correto?
Os caudalímetros modernos são fabricados com recurso a numerosas tecnologias, que exploram uma variedade de fenómenos físicos. A sua investigação e seleção exigem a verificação de um certo número de parâmetros.
Os medidores de caudal para aplicações de líquidos e de gases não são iguais, pelo que é necessário ter em conta o que vai passar pela tubagem.
Por exemplo, é necessário saber se se está a medir o fluxo de líquido, de gás (por exemplo, ar) ou de vapor.
- Medidor de caudal volumétrico ou mássico
A maior parte dos medidores de caudal são capazes de medir caudais volumétricos, mas em alguns casos pode ser desejável medir também caudais mássicos.
- Condições de funcionamento do fluido
Qual é a pressão máxima do fluido a ser medido?
Qual é a temperatura mínima e máxima do fluido a ser medido?
A capacidade de um sensor para medir a temperatura depende do seu tipo.
Alguns sensores só são adequados para medir uma única temperatura, enquanto outros podem medir uma vasta gama de temperaturas.
Quais os caudais mínimo e máximo que vai medir?
Tamanho do tubo- Perdas de pressão
Para um caudal baixo, as perdas de pressão induzidas pela instalação de um medidor de caudal são um fator de custo importante.
Minimizar a perda de pressão significa minimizar as perdas por fricção na tubagem.
Um dos principais objectivos da conceção de um medidor de caudal é minimizar ao máximo a perda de pressão por atrito.
A perda de carga através de um medidor de caudal deve ser mínima e constante em diferentes condições de funcionamento.
- O ambiente externo
- Condições de instalação:
De um modo geral, as condições de instalação dos futuros caudalímetros também têm de ser tidas em conta.
Quando uma rede de tubagens tem curvas, válvulas, mudanças de diâmetro e outras irregularidades, ocorrem perturbações no escoamento do fluido e algumas tecnologias de medição são sensíveis a essas perturbações.
Para evitar erros de medição causados por estas perturbações, é necessário colocar um comprimento suficiente de tubo reto à frente do medidor de caudal, de modo a que o escoamento do fluido não seja perturbado.
Este comprimento reto de tubo à frente do medidor de caudal é expresso em função do diâmetro do tubo (DN).
Outros factores a considerar incluem a precisão e a repetibilidade do medidor de caudal, mas também o sinal de saída analógico ou de impulsos e o protocolo de comunicação.
- A exatidão deve ser estável, ou seja, a variação do erro de medição quando o ambiente de funcionamento se altera deve estar dentro de um intervalo fixo.
- O medidor de caudal deve ter uma elevada repetibilidade, ou seja, a diferença entre duas medições consecutivas deve estar dentro de um intervalo fixo. Isto assegura que o medidor pode medir o mesmo caudal em diferentes condições de pressão e com caudais de entrada variáveis.
- O sinal de saída está disponível como 4-20mA, 0-10V, 4-20mA/0-10V, impulso, digital HART, MODBUS.
Como funciona um medidor de caudal e qual é o seu princípio?
Alguma vez se interrogou sobre o funcionamento de um medidor de caudal? Vamos discutir as diferentes tecnologias populares para medir o caudal de líquidos, gases e vapor.
Quais são as diferentes tecnologias de caudalímetros?
O caudalímetros electromagnéticos são constituídos por um transmissor e um sensor que medem o caudal.
Quando um fluido passa através de um tubo, o sensor eletromagnético do medidor de caudal colocado externamente mede uma tensão induzida gerada pelo líquido. O transmissor mede a tensão produzida pelo sensor e converte-a num valor de caudal. Um medidor de caudal eletromagnético mede o caudal utilizando um par de eléctrodos e um conjunto de bobinas. As bobinas do medidor de caudal eletromagnético são accionadas pelo transmissor em resultado das correntes aplicadas. Uma vez alimentado, forma-se um campo magnético entre as duas bobinas. Quando o tubo está cheio e o fluido começa a fluir, a força do campo magnético separa as partículas carregadas negativamente e positivamente do fluido.
Lá Lei de Faradaydescrito matematicamente como E = k*B*D*V, é um princípio de fluxo dos caudalímetros magnéticos.
A tensão induzida (E) é diretamente proporcional à velocidade (V) do fluido que circula no campo magnético (B).
O circuito do elétrodo transmite a tensão induzida ao transmissor, que a converte numa medida quantitativa.
O volume do fluido é estimado a partir desta velocidade conhecida e da área da superfície do tubo.
Porquê escolher um medidor de caudal eletromagnético?
- Económica para líquidos como água, águas residuais, produtos químicos agressivos e lamas
- Manutenção reduzida (não sensível a partículas, sem partes móveis, sem obstruções)
- Vasta gama de aplicações (materiais de revestimento, opções de eléctrodos, diâmetros de tubos)
- Medição bidirecional
- Medição altamente dinâmica (medição de caudais volumétricos muito pequenos e muito grandes)
Medidores de caudal ultra-sónicos :
Os caudalímetros ultra-sónicos utilizam a diferença de tempo de trânsito ou o método do efeito Doppler. O método do tempo de trânsito baseia-se no facto de a velocidade de transmissão de um sinal ultrassónico depender da velocidade do fluxo do meio. Uma onda ultra-sónica que viaja com o fluxo viaja mais depressa do que uma onda que viaja contra o fluxo. São instalados dois transdutores opostos um ao outro na parede exterior do tubo. Cada um dos transdutores emite um impulso ultrassónico e detecta a diferença no tempo de trânsito do impulso para calcular o caudal.
Porquê escolher um medidor de caudal ultrassónico?
Lá tecnologia de medidor de vazão ultrassônico clamp-on não intrusivo oferecem muitas vantagens e revoluciona a medição de vazão ao longo da história :
Medidores de caudal e depressores de pressão diferencial
Tecnologia por sensor de pressão diferencial (DP) para a medição do caudal com um depressor utiliza uma variação do princípio de Bernoulli para medir o fluxo volumétrico de um fluido num tubo.
Em nossa aplicação de Princípio de Bernoulli, afirma-se que a velocidade do fluxo aumenta e a pressão diminui à medida que o fluxo passa por uma restrição no tubo. Isto permite que a pressão diferencial através da restrição seja determinada. A raiz quadrada desta pressão diferencial é proporcional à vazão. Um medidor de vazão de pressão diferencial (DP) consiste em dois elementos, um elemento primário que causa uma queda de pressão e um elemento secundário (um sensor de pressão) para medir a pressão diferencial.
Porquê escolher um caudalímetro de pressão diferencial com despressurizador?
- Dispositivo simples, sem partes móveis
- Económico
- Instalação em qualquer posição
- Vasta gama de aplicações e processos (gases, líquidos, vapor)
Como é que instalo um medidor de caudal?
Ao instalar medidores de caudal, lembre-se de instalar o medidor numa secção reta da tubagem para eliminar as perturbações causadas por curvas, válvulas e outras obstruções.
Como é que configuro um medidor de caudal?
Para instalar um medidor de caudal, é necessário colocá-lo em funcionamento.
Colocação em funcionamento de um medidor de caudal
A instalação dos instrumentos e a ligação das tubagens é conhecida como colocação em funcionamento.
Trata-se de um trabalho complexo que exige uma equipa de pessoas qualificadas e com uma grande experiência.
Esta operação pode ser efectuada por técnicos com formação em instrumentação ou pelos serviços técnicos do fabricante.
Formação em medidores de caudal
A etapa de treinamento do instrumento para o usuário é muito importante para configurar o medidor de vazão de acordo com as expectativas.
Este treinamento garante o conhecimento das habilidades necessárias para a leitura da tela do medidor de vazão, utilizando o menu de configuração e parâmetros.
Você poderá então fazer todas as suas perguntas.
Como é que faço a manutenção de um medidor de caudal?
A importância de manutenção eficaz e regular dos caudalímetros é que, em funcionamento normal, os caudalímetros estão expostos a uma grande variedade de contaminantes.
Estes podem estar na forma de sólidos suspensos transportados pelo meio que está a ser medido (como sujidade na água) ou depósitos líquidos/sólidos formados na superfície exterior do medidor de caudal (como incrustações ou produtos corrosivos). Para minimizar o risco de entupimento e garantir medições precisas durante longos períodos, o medidor deve ser limpo regularmente.
Idealmente, um medidor de caudal deve ser limpo uma vez por ano, ou ainda mais frequentemente se estiver exposto a condições particularmente adversas.
A limpeza regular evita a acumulação de sujidade e outros bloqueios nos seus medidores, eliminando leituras falsas e assegurando que obtém uma medição exacta sempre que os utiliza.
Os medidores de caudal não intrusivos têm a vantagem de não estarem em contacto direto com o fluido e de não necessitarem de manutenção.
A calibração é importante porque garante a precisão das leituras. Se um medidor não for calibrado corretamente, ele não fornecerá dados confiáveis que possam ser usados para manutenção e melhoria da planta. Também é importante calibrar os medidores antes de colocá-los em serviço, pois a calibração inadequada pode fazer com que a precisão diminua com o tempo. Uma calibração ajuda a garantir que as medições sejam feitas em um ponto consistente que sempre fornece resultados precisos.
A melhor forma de garantir a precisão contínua do seu equipamento é através de testes, manutenção e calibração contínuos.
Um caudalímetro bem conservado funcionará de forma mais eficiente do que um que não o seja, o que significa custos de funcionamento mais baixos para a sua empresa.
Como testar um medidor de caudal e calibrar um medidor de caudal?
Um medidor de caudal deve ser calibrado regularmente para garantir que continua a fornecer leituras precisas.
A calibração é o processo de verificar se o medidor está funcionando corretamente e fornecer leituras precisas.
A calibração deve ser realizada de acordo com as especificações do fabricante, geralmente anualmente.
Calibrar o medidor de vazão envolve comparar sua saída com uma entrada conhecida.
Isto pode ser conseguido usando uma referência externa comparando a saída com outro dispositivo, como um medidor de vazão secundário. A calibração profissional do dispositivo geralmente é realizada pelo fabricante ou fornecedor do equipamento de medição de vazão . Porém, se o período de garantia expirou ou o fabricante ou fornecedor não fornecer serviço de calibração, você pode enviar seu medidor de vazão para uma empresa especializada para calibração.
Onde são utilizados os caudalímetros?
As diferentes categorias de caudalímetros são utilizadas para medição e controlo do caudal numa série de aplicações, incluindo a indústria de papel e papelãomineração e metalurgia, água limpa e águas residuaisprocessos alimentares, produtos químicos e petroquímicos, petróleo e gás.
Seu uso é adequado para uma ampla gama de aplicações, desde líquidos limpos ou carregados , até gases altamente corrosivos ou abrasivos, ou vapor saturado e superaquecido . É importante escolher a tecnologia adequada de acordo com a aplicação e as restrições do ambiente industrial.
A Fuji Electric France pode ajudá-lo a encontrar o medidor de caudal certo para a sua aplicação.
