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Guias e Dicas
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instr mod basico instrumentação, Notas de estudo de Engenharia de Manutenção

noção básica de Instrumentação

Tipologia: Notas de estudo

2012
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Compartilhado em 25/09/2012

Fabio.inspetor
Fabio.inspetor 🇧🇷

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Baixe instr mod basico instrumentação e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia de Manutenção, somente na Docsity! INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL MÓDULO BÁSICO CURSO DE APERFEIÇOAMENTO PROFISSIONAL Instrumentação IndustrIal módulo BásIco curso de aperfeIçoamento profIssIonal © 2010 – Curso de AperfeiçoAmento profissionAl instrumentAção industriAl módulo BásiCo Educação a distância SENAI – Rio de Janeiro GPR – GERêNcIA dE PRoJEtoS Em EducAção Rua mariz e Barros, 678 - tijuca 20270-903 - Rio de Janeiro - RJ FIcHA tÉcNIcA Este material foi elaborado pela Gerência de Projetos em Educação do SESI/RJ e SENAI/RJ. GERêNcIA dE PRoJEtoS Em EducAção Luis ArrudA cooRdENAção PEdAGóGIcA MAriA serrAte tostes Leite AutoR dE coNtEúdo José MAnueL GonzALez tubio Perez coNSultoRIA E REvISão tÉcNIcA José MAnueL GonzALez tubio Perez MAnoeL CAsiMiro soAres REdAção PEdAGóGIcA LeiLA MAriA ribourA de oLiveirA REvISão PEdAGóGIcA diAnA AthAyde Monteiro rAMos MAriA serrAte tostes Leite REvISão GRAmAtIcAl E EdItoRIAl rosy de FreitAs LAMAs PRoJEto GRáFIco, PRoGRAmAção vISuAl E dIAGRAmAção in-FóLio – Produção editoriAL, GráFiCA e ProGrAMAção visuAL SiStema FiRJaN DiviSão De NoRmaS e DocumeNtação – BiBlioteca S474c SeNai-RJ curso de aperfeiçoamento industrial : instrumentação módulo básico. Rio de Janeiro : SeNai-RJ , 2010. 141 p. 1. instrumentação. i. título cDD 620 Apresentação / 9 Arquitetura e simbologia / 11 Requisitos mínimos Histórico dos sistemas de controle Classificação dos instrumentos Características gerais dos instrumentos Elementos de um sistema de I/A Arquitetura Fieldbus Elementos de um sistema de I/A Representação de malhas de I/A Numeração de malhas de I/A Critérios gerais para instrumentação de uma planta industrial Pressão / 27 Instrumento de medição de pressão Manômetros em coluna ou reservatório Manômetros em bourdon C, hélice e espiral Recomendações para especificação de Manômetros Recomendações para instalação de Manômetros Purga em instrumentos de medição Selagem sumário capítulo 1 capítulo 2 Selagem com diafragma Selagem sem diafragma Líquido de selagem Traceamento Selo remoto Transmissor DP Cell capacitivo Temperatura / 43 Medição Termômetro Termômetro tipo bulbo Tipo bimetálico Termômetro de pressão: fluidos utilizados e compensação da temperatura ambiente Termopares Junção termopar Cabos de extensão Cabos de compensação Termopares convencionais e de isolação mineral Construção de termopares: convencionais e de isolação mineral Tipo de termopares Termorresistências Bulbo de resistência com bainha de isolação mineral Resposta de termorresistência com isolação mineral Nível / 57 Medição de nível direta Indicador de nível tipo régua/bóia Visor de Nível (LG) capítulo 3 capítulo 4 Prezado (a) participante variedade dos processos industriais, como a fabricação dos de- rivados do petróleo, produtos alimentícios, fabricação de aço e outros, exige o controle e a manutenção de algumas variáveis, tais co- mo pressão, vazão, temperatura, nível etc. São os instrumentos de me- dição e controle que permitem manter constantes as variáveis do pro- cesso para a melhoria em qualidade do produto, para o aumento em quantidade do produto e para a segurança do processo. Portanto, o estudo da instrumentação utilizada nos mais diversos processos in- dustriais é importante para que avanços nas ciências, nas tecnologias e na indústria sejam possíveis. Então, é fundamental que você saiba que Instrumentação é a ciência que aplica e desenvolve técnicas pa- ra adequação de instrumentos de medição, transmissão, indicação, registro e controle de variáveis físicas em equipamentos nos proces- sos industriais. A instrumentação industrial é, pois, o conjunto de equipamentos (sen- sores, transmissores e hardware/software para procedimentos de vali- dação) que possibilita a medição, a monitoração e o controle de variáveis de processo, propriedades físicas dentro de um processo industrial. Nesta apostila iremos distinguir as arquiteturas dos sistemas de con- trole industriais e a simbologia usada nos documentos que compõem os projetos de instrumentação, segundo suas normas. E conheceremos as principais variáveis que perpassam a ação de controle durante o pro- cesso de produção, como pressão, temperatura, nível, vazão e ainda es- tudaremos as placas de orifício, sua estrutura e funcionamento. O objetivo do curso é proporcionar a você o conhecimento necessá- rio da instrumentação básica, abordando as arquiteturas e variáveis que interferem no processo de produção industrial. Esperamos que o programa contribua de modo signifi cativo para o seu crescimento profi ssional. Bom estudo! apresentação a SENAI-RJ 9 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – APRESENTAÇÃO 1 Nesta primeira parte iremos distinguir as arquiteturas dos sistemas de controle, seus elementos, representações e critérios utilizados para instrumentação. SENAI-RJ 11 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – ARQUITETURA E SIMBOLOgIA arquitetura e simbologia Elementos de um Sistema de Instrumentação/Automação – I/ A Arquitetura Fieldbus Representação de malhas de I/A critérios gerais para instrumenta ção de uma Planta Industrial Controle centralizado Controle centralizado convencional Com as mudanças tecnológicas, os processos industriais foram modifi cados e, o que antes era manual, passou a ser feito por instrumentos de medição e de controle. Os operadores passaram a ter menos atuação física direta, o que permitiu a centralização das variáveis em uma única sala. Com o controle distribuí- do e as informações centra- lizadas, passou-se a ter in- teração entre as variáveis, o que permitia comunicação entre o campo e o painel, ain- da analógico, porém havia perda de precisão com a con- versão e reconversão A/D e D/A, e as informações eram transmitidas em um único par de fi os. Dessa forma, os instrumentos digitais no campo eram subutilizados. Painel de controle Controle digital Controle digital centralizado A era digital promoveu o aparecimento dos seguintes sistemas: Sistema de Aquisição de Dados – DAS Caracterizava-se por coletar dados com precisão, emitir relatórios de pro- dução, de variáveis com geração de alarmes e/ou eventos, tendo, na épo- ca, as seguintes desvantagens: custo elevado dos computadores e confi gu- ração complexa. Sistema de Controle Supervisório – SPC Sistema que mantém as mesmas características do DAS, calcula e envia set points otimizados para os controladores de processo. Porém, com custo ele- A/D – Analógico para digital D/A – Digital para analógico Grave essa SENAI-RJ 14 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – ARQUITETURA E SIMBOLOgIA vado dos computadores, uma confi guração complexa e controladores com circuito de memória em caso de falhas do computador. Controle Digital Direto – CDD Este sistema mantém as características do DAS e do SPC, elimina os contro- ladores e os painéis, tendo as seguintes desvantagens:  Custo elevado dos computadores  Confi guração complexa  Perda total de controle do processo em caso de falha do computador Centro de controle integrado Controle Digital Distribuído Atualmente, a arquitetura dos Sistemas de I/A adquire uma nova confi gura- ção, em que a descentralização é a base de um projeto. Dessa forma, as fun- ções de controle são distribuídas em estações remotas com comunicação di- gital entre as estações de controle e monitoração. Há economia nas instala- ções com fi ação e suporte para instalação elétrica e os projetos têm como ba- se microprocessadores modernos de baixo custo e grande confi abilidade. SENAI-RJ 15 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – ARQUITETURA E SIMBOLOgIA elementos de um sistema de Instrumentação/automação – I/a Conheça os elementos de um sistema de I/A: Sensores São os elementos primários que recebem os sinais das variáveis com pro- priedades físicas e propriedades químicas. Arquitetura de uma rede industrial São exemplos de propriedades Propriedades físicas temperatura Termopares, RTD, bimetálicos... pressão Tubo de Bourdon, capacitivo... Vazão Placa de orifício, vortex, coriólis... nível Displacer, radar, ultrassônico... Propriedades químicas Analisadores servidor outros níveis banco de dados SENAI-RJ 16 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – ARQUITETURA E SIMBOLOgIA As arquiteturas dos sistemas podem ser abertas ou dedicadas: Arquiteturas abertas Requerem serviço de integração entre os sistemas de aquisição de da- dos e controle com os sistemas de supervisão que realizam a interface com a operação (IHM – Interface homem/máquina). Arquiteturas dedicadas São características dos SDCDs, utilizados principalmente nas plantas do refi no devido à complexidade das funções de controle regulatório. Padrão Fieldbus Foundation  Existe uma tendência a se utilizar o padrão Fieldbus Foundation pa- ra as redes de campo na indústria de processamento.  Serviços da área de segurança (intertravamento) mantêm a arquite- tura de ligação ponto a ponto para um PES (Sistema Eletrônico Pro- gramável) ou PLC (Controlador Lógico Programável) dedicado para funções de segurança. O que são os Sistemas SCADA? São sistemas de monitoração cobrindo longas distâncias e são imple- mentados por meio de arquiteturas utilizando enlaces de rádio, linhas privativas de telefonia, ou satélites. Estes sistemas são conhecidos co- mo Sistemas SCADA. RESUMINDO DICA arquiteturas baseadas em rede são uma tendência para serviços de monitoração e malhas mais simples de controle regulatório. A T E N Ç Ã O ! as fi losofi as de comunicação entre equipamentos, incluindo aspectos de redundância, variam de acordo com as culturas dos segmentos de e&p (exploração e produção), transporte e refi no, sendo estas defi nidas em conjunto com o projetista e o cliente fi nal, mediadas eventualmente por especialistas da área corporativa. SENAI-RJ 19 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – ARQUITETURA E SIMBOLOgIA representação de malhas de I/a ANSI/ISA S5.1 – Identifi cação dos símbolos de instrumentação PARA NÃO ESQUECER Uma regra básica O nome de um instrumento (tag) é formado por um conjunto de letras que o identifi cam funcionalmente, sendo a primeira letra que identifi ca a variável medida pelo instrumento e as letras subsequentes descre- vem funcionalidades adicionais do instrumento, por um número que identifi ca o instrumento com uma malha de controle. E todos os instru- mentos da mesma malha devem apresentar o mesmo número. Como exemplo temos o instrumento Registrador Controlador de Tempe- ratura. Veja como fi ca sua identifi cação: Identifi cação ISA S5.1 A B C D E Análise Queimador, Combustão Escolha do Usuário Escolha do Usuário Tensão Elétrica Diferencial CONTINUA Alarme Escolha do Usuário Controle pRiMeiRa letRa VaRiÁVel Medida ou iniciadoRa ModiFicadoRa letRas subseQuentes leituRa ou Função passiVa Função de saída ModiFicadoRa T pRiMeiRa letRa Identifi cação funcional Identifi cação da malha Identifi cação do instrumento RC letRas subseQuentes – 2 nÚMeRo da MalHa A suFiXo opcional Confi ra na tabela: TABELA 1 T – Primeira letra do inglês Temperature R – de Register C – de Controler Grave essa SENAI-RJ 20 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – ARQUITETURA E SIMBOLOgIA Identifi cação ISA S5.1 F G H I J K Vazão Escolha do Usuário Manual Corrente Elétrica Potência Tempo, Sequência Alto CONTINUAÇÃO Razão (Proporção) Vidro, Visor Indicação Varredura Variação no tempo Estação de Controle pRiMeiRa letRa VaRiÁVel Medida ou iniciadoRa ModiFicadoRa letRas subseQuentes leituRa ou Função passiVa Função de saída ModiFicadoRa L M N O Q S P R T U X Y Z V W Nível Escolha do Usuário Escolha do Usuário Escolha do Usuário Quantidade Velocidade, Frequência Pressão, Vácuo Radiação Temperatura Multivariável Não Classifi cada Evento, Estado, Presença Posição, Dimensão Vibração Peso, Força Luz Momentâneo Escolha do Usuário Orifício, Restrição Integrar, Totalizar Segurança Chave, Comutação Ponto de Teste Registro Multifunção Não Classifi cada Válvula, Damper Poço Multifunção Eixo dos X Eixo dos Y Eixo dos Z Multifunção Não Classifi cada Transmissão Multifunção Não Classifi cada Relé, Computação, Conversão Acionador, Atuador Escolha do Usuário Escolha do Usuário Baixa Médio, Intermediário TABELA 1 SENAI-RJ 21 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – ARQUITETURA E SIMBOLOgIA Observe a representação de malhas de instrumentos discretos PARA NÃO ESQUECER Simplifi cações e convenções  Normalmente não se representam elementos sensores.  As funções de alarme permanecem anexados no canto superior di- reito dos blocos indicadores e controladores.  Não se representam conversores I/P em válvulas de controle sem ação de intertravamento. Exemplo de simplifi cação em identifi cação (tagueamento) O que acontece...  uma única numeração para toda a malha.  a numeração pode se repetir desde que em malhas de natureza distinta (ex: Ft-001, tt-001).  Folgas entre instrumentos de indicação local e de indicação remota (prática de projeto).  numeração sequencial por sistemas de escoamento (prática de projeto). Numeração de malhas de I/A Intertravamento por vazão SENAI-RJ 24 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – ARQUITETURA E SIMBOLOgIA critérios gerais para instrumentação de uma planta Industrial Alguns critérios devem ser observados na instrumentação de uma planta in- dustrial quanto a: Trocadores de calor  Temperatura a montante e a jusante para avaliação de rendimento ou controle de temperatura  Pressão para avaliação de entupimento Vasos  Nível para controle de admissão e retirada de produtos  Nível de interface para controle de retirada do fl uido mais denso  Nível muito alto ou muito baixo para intertravamento  Pressão para acompanhamento operacional Fornos  Vazão nos passes  Temperatura na saída para controle de carga térmica  Vazão no sistema de combustíveis para controle de carga térmica  Pressão na câmara e no sistema de combustíveis para intertravamento  Chama nos queimadores para proteção contra explosão Torres  Nível no fundo e nas bandejas de retirada  Diferencial de pressão nos recheios  Temperatura entre as regiões de troca térmica  Pressão Sistemas com bombas  Pressão para monitoração da descarga e automação do conjunto de bombas  Diferencial de pressão nos fi ltros para avaliação de entupimento  Vazão para controle do sistema Sistemas com compressores  Pressão na sucção e descarga para controle de capacidade e proteção da máquina  Vazão para controle de capacidade e proteção da máquina  Temperatura para proteção da máquina SENAI-RJ 25 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – ARQUITETURA E SIMBOLOgIA Instrumento de medição de pressão tipo coluna Os instrumentos de medição de pressão do tipo coluna são utilizados na in- dústria como medidores locais. O mais comum constitui-se de um tubo de vidro com seção transversal uniforme, dobrado em forma de U. O diâmetro interno não deve ser inferior a 8mm para que o efei- to de capilaridade não introduza erros nas indica- ções obtidas. Pode ser usado para medir pressão, vácuo ou pressão diferencial. manômetros Manômetro tipo U Manômetro de reservatório DICA o instrumento mais simples para se medir pressão é o manômetro.  Mercúrio ou Água Líquidos usuais ∆h = Variação de altura SENAI-RJ 29 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – PRESSÃO Manômetros em bourdon C, hélice e espiral O que são Consistem, basicamente, de um tubo metálico em forma de C, de seção apro- ximadamente elíptica, com uma das extremidades fechada (bourdon), liga- da a um sistema alavanca-engrenagem e outra extremidade que sente a pres- são que se quer medir. O que acontece A ação da pressão tende a abrir a seção do tubo provocando um pequeno des- locamento da extremidade livre. Este movimento é amplifi cado (alavanca – en- grenagens) girando um ponteiro que indica, sobre uma escala, o valor deseja- do. Estas são as características dos manômetros mais usados na indústria:  pressão máxima: 10000 psig ou 703,2 kgf/cm2  Materiais usuais: latão, bronze fosforoso, aço inox  escalas usuais: kgf/cm2, lbf/in2 (psig)  exatidão: 1% da indicação máxima para leituras acima dos 5% iniciais da escala. Manômetro tipo bourdon C psig – Grandeza que signifi ca libras por polegada quadrada manométrica psi – Libras por polegada quadrada Ibf/in – Libras força por polegada Kgf – Quilograma força NPT – Padrão americano de medida, usado em tubos de rosca e acessórios KPa – Quilopascal (equivalente a psi) Grave essa SENAI-RJ 30 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – PRESSÃO Observe na fi gura sua montagem Fabricante: Enerpac 15 a 6000 psi Manômetro pressão diferencial tipo bourdon em C Manômetro tipo bourdon em C O mais empregado na área industrial SENAI-RJ 31 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – PRESSÃO Manômetro com enchimento de glicerina Tipos de sifão Tipos de amortecedores de vibração de um manômetro A T E N Ç Ã O ! utilizar sifão ou serpentina de resfriamento quando em presença de vapores condensáveis, para minimizar efeitos de elevada temperatura, retendo o condensado formado junto ao resfriamento. o líquido que fi ca retido na curva do tubo-sifão esfria e é essa porção de líquido que irá ter contato com o sensor elástico do instrumento, não permitindo que a alta temperatura do processo o atinja diretamente. o “selo” fi ca à temperatura ambiente. Cachimbo Rabo de porco Bobina Alta pressão SENAI-RJ 34 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – PRESSÃO selagem Deve-se utilizar líquido de selagem quando em presença de:  Fluidos corrosivos.  Líquidos com tendência à solidifi ca- ção em temperatura ambiente.  Alta temperatura.  Possibilidade de mudança de fase nas tomadas de impulso do instrumento. DICA no caso dos líquidos com tendência à solidifi cação em temperatura ambiente só a selagem não resolve. É necessária a purga ou traceamento nas linhas de impulso. Selagem com diafragma São materiais do di afragma: monel, níquel e aço i nox. Manômetro com diafragma A T E N Ç Ã O ! a selagem pode ser com ou sem diafragma de selagem. líquidos usuais:  glicerina  silicone  Querosene SENAI-RJ 35 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – PRESSÃO Selagem sem diafragma Instalação segundo API-551 Recomendações  Uso de Tê de selagem ou pote de selagem.  Os potes ou Tê de selagem ou condensado devem ser insta- lados na mesma elevação, de modo que se evite o erro de- vido à diferença de cotas. Montagem de selagem em Tê (API-551) CONHECENDO MAIS  A instalação se baseia na utilização de um manifold de 5 vias, no ca- so de um transmissor diferencial de pressão, de modo a possibilitar o engate de uma bomba de deslocamento positivo para injeção de selagem com glicerina.  O preenchimento da selagem é realizado de forma simples em am- bas as tomadas de pressão por meio da operação nos manifold.  Tês de selagem são utilizados no lugar de potes de selagem de mo- do a reduzir mais um item de inspeção e manutenção, que consisti- ria no próprio pote.  Os potes de selagem são considerados itens desnecessários ten- do em vista que o deslocamento nos diafragmas dos transmisso- res atuais é muito pequeno em comparação aos diafragmas utili- zados nos transmissores antigos. Estes deslocamentos ocasiona- vam variação do nível da glicerina na linha de impulso, reduzindo a acurácia e levando a problemas de repetibilidade. Esta variação era compensada por meio de um volume intermediário obtido pe- la instalação do pote. Líquido de selagem Instalação prática com Tê de selagem API-551 Norma americana para instalação de instrumentos de medição Manifold Válvula que possibilita instalação mais compacta e integral Grave essa SENAI-RJ 36 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – PRESSÃO selo remoto Selagem é o sistema utilizado para isolar o fl uido de um processo do seu dis- positivo de medição. Selos remotos são selos com diafragma ligados ao trans- missor através de tubos capilares em uma ou ambas as câmaras, oferecendo isolação térmi- ca e química para a célula capacitiva do trans- missor de pressão diferencial. Os instrumentos com selo remoto são utilizados em medições com hidrogênio a alta pressão. Instrumentos com selo remoto A T E N Ç Ã O ! Cuidados com selo remoto  evitar capilares compridos que aumentam o tempo de resposta do sensor e a sensibilidade a variações de temperatura ambiente (menor que 5 metros).  observar faixa de temperatura de operação do fl uido de enchimento.  observar faixa de pressão admissível para o selo remoto.  uso de diafragmas de maior área melhorando a sensibilidade e resposta do instrumento (diafragma de diâmetro de 3 polegadas segundo a n-1882).  Máxima temperatura de operação: 3500c . DICA no caso de transmissor diferencial, os dois capilares devem ser de mesmo tamanho. SENAI-RJ 39 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – PRESSÃO DP Cell capacitivo transmissor dp cell capacitivo Características  A principal característica dos sensores capacitivos é a completa elimina- ção dos sistemas de alavancas na transferência da força / deslocamento entre o processo e o sensor.  Este tipo de sensor resume-se no deslocamento diretamente pelo proces- so do diafragma sensor do capacitor. Tal deformação altera o valor da ca- pacitância total que é medida por um circuito eletrônico. amplifi cador terminais de fi ação ajustes de Zero e alcance cartão de calibração terminais de teste parafuso Flange conexão de processo o-ring (anel de borracha)placas de capacitores Fios para a ponte de capacitâncias diafragma de isolamento do fl uido de processo enchimento de silicone base estável com a temperatura do capacitor diafragma sensor célula capacitiva o-ring de isolamento do diagrama SENAI-RJ 40 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – PRESSÃO ACOMPANHANDO Observe a fi gura e acompanhe o processo  No centro da célula está o diafragma sensor 1. Este diafragma fl exiona-se em função da diferença de pressões aplicadas ao lado di- reito e esquerdo da célula. Essas pressões são aplicadas diretamente aos diafragmas isoladores 2, os quais fornecem resistência contra corrosão provocada por fl uidos de pro- cessos. A pressão é diretamente transmiti- da ao diafragma sensor através do fl uido de enchimento 3, provocando a sua defl exão.  O diafragma sensor é um eletrodo móvel. As duas superfícies metalizadas 4 são eletro- dos fi xos.  A defl exão do diafragma sensor é percebida através da variação da capacitância entre os dois eletrodos fi xos e o móvel. SENAI-RJ 41 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – PRESSÃO 1 2 3 4 medição O que acontece Na medição de temperatura podemos classificar os instrumentos em grupos que atendem a duas formas de medição: Termômetro a dilatação de líquidos Pirômetro óptico Termopar – Termômetro a dilatação de sólidos (bimetálico) Pirômetro fotoelétrico Termorresistência ou termistor – Termômetro a pressão:  De líquido  De gás  De vapor Pirômetro de radiação 1º gRupo (contato diReto) 2º gRupo (contato indiReto) termômetro Termômetro tipo bulbo O que é O termômetro de Bulbo de Mercúrio é baseado na dilatação volumétrica do mercúrio contido em um bulbo. O termômetro de Bulbo de Mercúrio consiste de um tubo capilar de vidro, tendo numa das extremidades um bulbo cheio de mercúrio que, quando aquecido, se dilata, indo atingir certa altura no tubo capilar e seu valor lido na escala termométrica fornece a medida de temperatura. Grave essa SENAI-RJ 45 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – TEMPERATURA FIQUE POR DENTRO Termômetro tipo bulbo Desvantagem: fragilidade Precisão: 1% da escala Termômetro bimetálico É constituído de dois metais de diferentes coefi cientes de dilatação, solda- dos longitudinalmente, enrolados em forma de hélice. Termômetro tipo bulbo Termômetro tipo bimetálico câmara de expansão escala calibrada envoltório tubo de vidro líquido poço protetor bulbo espiral (a) guias Rolamento capa do rolamento Haste espiralespiral simples SENAI-RJ 46 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – TEMPERATURA CONHECENDO MAIS Compensação da temperatura ambiente Tipo caixa ou total Pelo fato deste sistema utilizar líquido inserido num reci- piente e da distância entre o elemento sensor e o bulbo ser considerável, as variações na temperatura ambiente afetam não somente o líquido no bulbo, mas todo o sistema (bulbo, capilar e sensor), causando erro de indicação ou registro. Este efeito da temperatura ambiente é compensado de du- as maneiras que são denominadas classe IA e classe IB. Classe IB Na classe IB compensação é feita somente na caixa do sen- sor através de uma lâmina bimetálica ou um espiral de com- pensação. Este sistema é normalmente preferido por ser mais simples e ter respostas mais rápidas, porém, o com- primento máximo do capilar desse tipo é aproximadamen- te 6 metros. Classe IA Quando a distância entre o bulbo e o instrumento é muito grande, ou se deseja alta precisão, utilizam-se instrumen- tos da classe IA onde a compensação é feita na caixa e no capilar (compensação total). Neste caso, a compensação é feita por meio de um segundo capilar, ligado a um elemen- to de compensação idêntico ao da medição, sendo os dois ligados em oposição. Este segundo capilar tem seu compri- mento idêntico ao capilar de medição, porém não está liga- do ao bulbo. DICA Quando o líquido de enchimento é o mercúrio, alguns autores costumam classifi car este sistema na classe VA e classe VB, porém sua construção é a mesma da classe I. SENAI-RJ 49 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – TEMPERATURA FIQUE POR DENTRO em 1821, o alemão seebeck descobriu que, quando aquecemos uma junção de dois metais, uma força eletromotriz é gerada entre os dois condutores. essa força eletromotriz pode ser medida na outra junção (junção fria) dos condutores. esses condutores formam um circuito elétrico e, consequentemente, fl ui uma corrente através deles. Compensação em termômetros de pressão Tipo caixa Tipo total termopares Junção termopar Junção de medição ou junção quente Junção de referência ou junção fria Acompanhe espiral de medição tira bimetálica espiral de medição espiral de compensação tubulação de compensação tubo de medição ponto morto SENAI-RJ 50 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – TEMPERATURA CONHECENDO MAIS A tensão medida no Termopar é proporcional à diferença de temperatura entre junção quente e junção fria. Para obter a temperatura na junção quente, devemos compensar a junção fria. Junção a frio na condição de referência Termopar K TABELA 1 Acompanhe Voltímetro + – cobre t1 liga de ferro ponto frio tref = 0ºc elemento de isolação cobre Metal 1 Metal 2 SENAI-RJ 51 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – TEMPERATURA O termopar de isolação mineral é constituído de um ou dois pares termoe- létricos, envolvidos por um pó isolante de óxido de magnésio, altamente com- pactado em uma bainha externa metálica. Com essa construção, os conduto- res de par termoelétrico fi cam totalmente protegidos contra a atmosfera ex- terior. Consequentemente, a durabilidade do termopar depende da resistên- cia à corrosão da sua bainha e não da resistência à corrosão dos condutores. Termopar de isolação mineral O termopar de isolação mineral, mais utilizado, pode apresentar a jun- ta quente exposta, isolada ou aterrada. Junta quente exposta – Neste tipo de montagem, partes da bainha e da isolação são removidas, expondo os termoelementos ao ambiente. Tem como características um tempo de resposta extremamente peque- no e grande sensibilidade a pequenas variações na temperatura, mas apresenta como desvantagem o rápido envelhecimento dos termoele- mentos devido ao contato com o ambiente agressivo, altas temperatu- ras e pressões. Junta quente aterrada – Os condutores são soldados junto à bainha (capa externa). Com isso diminui-se o tempo de resposta do termopar em relação à junção quente isolada. No entanto, esse tipo de junta es- tá mais sujeito a ruídos elétricos. Junta quente isolada – Os condutores fi cam isolados da bainha. Evi- tam-se erros de medição devido à diferença de potencial de terra entre o termopar e o cartão eletrônico que recebe a informação de milivolta- gem. Esse tipo de junta é a recomendada pela N-1882. A T E N Ç Ã O ! em função desta característica, a escolha do material da bainha é fator importante na especifi cação destes. Rabicho bainha plug Junta de medidapó óxido de magnésio pote PARA NÃO ESQUECER SENAI-RJ 54 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – TEMPERATURA Tipos de junção quente Exposta Aterrada Isolada curto unindo os dois metais Tipo de termopares Conforme o material utilizado na construção dos termopares, temos: Metais Cromel (+) e Constantan (–) Ferro (+) e Constantan (–) Cromel (+) e Alumel (–) Cobre (+) e Constantan(–) Range – 184ºC a 870ºC –184ºC a 760ºC –184ºC a 1260ºC –184ºC a 370ºC erro + 0,5% + 0,75% + 0,75% + 0,75% características Recomendável em atmosferas oxidantes. Recomendável onde existe pouco oxigênio livre, pois a oxidação do ferro aumenta rapidamente a partir de 530ºC. Apresenta baixo custo. Grande resistência à corrosão, podendo ser utilizado em atmosferas oxidantes ou redutoras. teRMopaR tipo e tipo J tipo K tipo t SENAI-RJ 55 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – TEMPERATURA Termopares do tipo R, S e B São termopares em que os fi os de extensão não são do mesmo material dos outros termopares, devido ao alto custo da platina. São substituídos por Co- bre (+) e Cobre-níquel (–). Nesse caso, os fi os de extensão são chamados de fi os de compensação. Metais Platina e 10 % de Ródio (+) e Platina (–) Metais Platina e 13 % de Ródio (+) e Platina (–) Metais Platina e 13 % de Ródio (+) e Platina (–) Metais Platina e 30% de Ródio (+) e Platina e 6% de Ródio (–) Range 0ºC a 1483ºC Range 0ºC a 1483ºC Range 870ºC a 1705ºC erro + 0,25% erro + 0,25% erro + 0,5% tipo R tipo s tipo b termorresistências O que são Um dos métodos elementares para medição de temperatura envolve mudan- ça no valor da resistência elétrica de certos metais com a temperatura. São comumente chamados de bulbos de resistência e, por suas condições de al- ta estabilidade e repetibilidade, baixa contaminação, menor infl uência de ru- ídos e altíssima precisão, são muito usados nos processos industriais. Nor- malmente os metais utilizados apresentam coefi ciente de resistência positi- vo, ou seja, aumentando-se a temperatura aumenta a resistência. FIQUE POR DENTRO Termopares especiais podem ser fornecidos pelos fabricantes, alcançando uma maior exatidão. esses termopares podem ser utilizados em reatores, onde são necessárias exatidão e maior resistência. SENAI-RJ 56 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – TEMPERATURA 4 nível medir nível em processos industriais é quantifi car referenciais por meio de monitoramento e controle de volumes de estocagem em tanques. indicador de nível tipo régua/boia visor de nível (lG) medidor magnético indicador de nível magnético (lG ) medidor por empuxo medidor de nível por pressão medidor por ultrassom ou ultrass ônico medidor radar medidor por radar de onda guiad a (GWR) Sensores de nível por capacitânci a montagem de medidores de níve l SENAI-RJ 59 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – NívEL nível O que é Nível é a altura do conteúdo de um tanque. Trata-se de uma das principais variáveis utiliza- das em controle de processos contínuos, pois através de sua medição torna-se possível: ava- liar o volume estocado de materiais em tanques, efetuar a avaliação de ma- teriais dos processos contínuos onde haja volumes líquidos ou sólidos de uni- fi cação provisória e prover a garantia e domínio de alguns processos onde o nível do produto não pode ultrapassar determinados limites. Indicador de nível tipo régua/boia O que é Boia que fl utua na superfície do produto, transmitindo seu movimento, atra- vés de um cabo, a um cursor que indica o nível numa escala graduada. A T E N Ç Ã O ! em grande parte das aplicações essa medição dispensa maior acurácia. e em apenas algumas aplicações, tais como níveis de reatores, água em caldeiras, tancagem em produtos comercializados (compra e venda) é que a precisão pode vir a ser importante. FIQUE POR DENTRO boia que fl utua acompanhando o nível ou interface de dois produtos em um tanque com diferentes densidades. a montagem é lateral ou de topo. Medidores tipo régua SENAI-RJ 61 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – NívEL Plano transparente  Quando se deseja perceber a cor de cada produto nas interfaces líquido- líquido.  Também pode ser usado nas interfaces líquido-vapor.  Permite a instalação de iluminadores para interface líquido-líquido.  Uso preferencial em relação ao tipo refl ex. LG transparente CONHECENDO MAIS Os visores de nível tipo transparente devem ser utilizados nas seguintes aplicações:  Produtos escuros  Interface de líquidos de coloração distinta  Quando se faz necessário o uso de sistema de lavagem para o visor (fl ushing) Zona vapor Zona líquida Visor com armadura SENAI-RJ 64 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – NívEL Montagem do visor em seções Recomendações  O comprimento de uma seção não deve ser maior que 750mm. O visor não deve possuir mais que 4 seções (abaixo de 200ºC) ou 3 seções (aci- ma de 200ºC).  Para visores de maior comprimento, recomenda-se o uso de overlap (avan- ço) com pelo menos 50mm da parte visível entre as duas seções.  Válvulas de bloqueio devem ter a mesma classe de pressão do equipamento. LG por seção ligação ao tanque alternativa de acoplamento dois ou mais reforços do vidro SENAI-RJ 65 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – NívEL Visor de Nível (LG) com produto de ponto de fl uidez acima da temperatura ambiente A T E N Ç Ã O ! Mais recomendações  deve-se purgar continuamente as tomadas do visor de nível para limpeza e de modo a evitar endurecimento do fl uido. a tomada inferior deve ser purgada com óleo de lavagem. a tomada superior deve ser purgada com gás combustível. em algumas situações, pode-se utilizar óleo de lavagem também.  deve-se prever ponto para injeção com vapor de baixa ou média em ambas as tomadas para limpeza ocasional do visor de nível.  também é necessário prever visor com iluminação de modo a facilitar visualização quando sujo. medidor magnético O que é É um indicador de nível magnético (lg), com um ímã integrado à boia que permite a visualização do nível de um tanque ou vaso através da atração de elementos magnéticos. DICA temperatura até 500ºc. SENAI-RJ 66 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – NívEL Limitações  Fluidos agressivos (contato direto com o fluido).  Aplicações com possibilidades de emperramento do deslocador.  O peso do deslocador deve ser suficiente para submergir na mais alta densidade de operação.  O comprimento do deslocador nunca pode ser menor que o nível a ser medido.  Até 1200mm, segundo N-1882. Vantagens eM Relação à boia  Maior faixa de medição.  Menor probabilidade de alarme falso devido a turbulências, pois o cabo está sob constante tensão mecânica. desVantagens eM Relação à boia  Variações de indicação com a densidade do produto.  Possibilidade de entupimento das tomadas na parte do óleo em interfaces óleo-água.  Para ranges maiores que 1200 mm, o displacer deve ser instalado internamente ao vaso, prevendo facilidades de isolar o instrumento para manutenção.  Para ranges menores que 1200mm, o displacer deve ser instalado em uma câmara externa ao vaso, com válvulas de bloqueio e conexões para dreno e ventilação. SENAI-RJ 69 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – NívEL medidor de nível por pressão A medição pode ser: Com apenas o peso do líquido  Tanque aberto Pelo diferencial entre 2 tomadas  Tanque fechado CONHECENDO MAIS Calibração Para fl uidos com densidade menor que a da água  A altura total é multiplicada pela densidade de produto. O resultado é a altura de água para ajuste do span. Para fl uidos com densidade um pouco maior que a da água  A altura total é dividida pela densidade do produto. O re- sultado da altura obtida é transformado em um sinal pro- porcional a 0 a 100% do transmissor e aferido este ponto como span. Para fl uidos com densidade bem maior que a da água  O deslocador é retirado e substituído por um peso padrão que é calculado em função do peso aparente do displacer. A T E N Ç Ã O !  princípio de funcionamento: altura da coluna de líquido diretamente proporcional à pressão gh  Mínimo de pressão diferencial requerido: 200mm H2o  ajuste de supressão do zero gh – Pressão de um líquido em recipiente aberto Grave essa SENAI-RJ 70 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – NívEL Medidor tipo pressão Medidor tipo pressão em tanque atmosférico A T E N Ç Ã O ! Supressão de zero para maior facilidade de manutenção e acesso ao instrumento, muitas vezes o transmissor é instalado em um plano situado em nível inferior à tomada de alta pressão. neste caso, uma coluna líquida se formará com a altura do líquido dentro da tomada de impulso e, se o problema não for contornado, o transmissor indicará um nível superior ao real. nível máximo nível mínimo SENAI-RJ 71 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – NívEL Exemplo Para SpGr=0.8, x=70”, y=20” e d=100”, ao calcular o range de calibração e o span do instrumento em termos de pressão, teremos: Range: -64” H2O ~ -8” H2O span: 56” H2O Medidor tipo pressão com selagem medidor tipo pressão com selagem O que acontece  Utiliza como princípio de operação a refl exão do sinal. D = ct/2, onde c é a veloci- dade de propagação, t é a metade do tempo decorrido entre a emissão e recepção da onda refl etida (eco) e D é a distância. D = distância C = velocidade do sinal t = tempo Grave essa tubo de referência estreitamento da conexão alta pressão baixa pressão Mínimo nível detectado líquido Máximo nível detectado PARA NÃO ESQUECER SENAI-RJ 74 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – NívEL  Um sinal sônico gerado pelo sensor sofre refl exão em um obstáculo (por exemplo, a superfície de um produto no tanque) e retorna ao tanque após decorrido um tempo.  O termo ultrassônico é geralmente utilizado, mas opera, normalmente, na faixa audível ou range sônico de 7,5kHz a 600kHz.  Valor típico: 40 kHz (comprimento de onda 120km).  Não entra em contato com o fl uido sendo, portanto, indicado para medi- ção com fl uidos agressivos. A T E N Ç Ã O ! Melhores condições de operação com um meio de propagação limpo e sem obstruções. se for necessário medir o nível abaixo dos obstáculos internos do vaso (agitadores, boias), haverá erro na medição. aplicações limitadas à baixa pressão e à temperatura. Cuidados de montagem  A medição do nível por ultrassom depende da temperatura do meio ga- soso que se propaga (já que a velocidade de propagação da onda sobre um meio depende de sua temperatura). Portanto, pode ser necessário o uso de compensação de temperatura na velocidade de propagação ao in- ferirmos o nível. SENAI-RJ 75 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – NívEL  Se a superfície líquida for turbulenta ou coberta com espuma, a refl exão do sinal pode acontecer antes de incidir sobre o nível propriamente, ge- rando um erro de medição.  A presença de partículas sólidas na fase gasosa pode prejudicar a leitu- ra devido à dispersão do sinal em sua trajetória.  O medidor ultrassônico necessita de ar ou de outro gás como meio de trans- missão. Já o radar, que veremos a seguir, se propaga também no vácuo.  Medição em trem de pulsos (burst) ou sinal contínuo: Medições até 11 metros Temperatura –20 a 70ºC Pressão até 3kgf/cm2 Medidores ultrassônicos medidor radar Características  Similar ao medidor ultrassônico.  Frequência do sinal de 6 GHz.  Também sensível a obstáculos.  Dielétricos abaixo de r < 2, utilização de GWR (radar com onda guiada). padrão pulso ultrassônico pulso refl etido compensação integrada de temperatura programação de distância, nível, volume e temperatura código de acesso do usuário Range de medição superior a 10m SENAI-RJ 76 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – NívEL Medição de interfaces com radar de onda guiada A T E N Ç Ã O ! como o sinal é concentrado em torno de uma guia de ondas, a medição é pouco afetada pela proximidade à parede e a obstáculos dentro do tanque, como turbulência e espumas. ATENÇÃO ! não recomendada em produtos com alta viscosidade. FIQUE POR DENTRO Tipos de guias de onda Coaxial, Dupla (rígida ou fl exível) e Simples (rígida ou fl exível) Guia de onda coaxial  É a guia de ondas de maior efi ciência. Seu funcionamento é semelhante ao de um cabo coaxial, confi nando toda energia eletromagnética entre a haste interior e o tubo exterior.  Esta confi guração torna o GWR imune a interferências por obstáculos pró- ximos à sonda, além de permitir aplicações em meios com baixos valores de constante dielétrica.  Esta confi guração fechada da sonda também o tor- na mais sensível a erros de medição pela forma- ção de revestimento e acúmulo de material entre as partes interior e exterior da sonda. pulso de referência nível interface de nível tempo SENAI-RJ 79 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – NívEL Radar com guia coaxial Radar com guia dupla Guia de onda dupla  É uma guia de ondas que possui efi ciência menor que a sonda coaxial, já que não confi na o sinal eletromagnético.  Sua construção a torna menos sensível à formação de revestimento, sen- do que a formação de pontes de material entre as hastes e a deposição sobre os espaçadores podem levar a medições incorretas.  Como o campo eletromagnético se distribui em torno das hastes, este ti- po de sonda é sensível a obstáculos localizados muito próximos às suas hastes (100mm). Guia de onda com haste simples  O campo eletromagnético se distribui de forma diferente das sondas an- teriores. Nestas sondas, o pulso se propaga do topo (referência de terra) para baixo com formato tetraédrico.  É a que apresenta menor efi ciência devido ao espalhamento do pulso.  Estas sondas são pouco afetadas pela formação de revestimento ou acú- mulo de material (importante em unidades como o coque), contudo são mais sensíveis à presença de obstáculos singulares localizados em sua proximidade (menos de 450mm). SENAI-RJ 80 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – NívEL Radar com guia dupla Padrões SENAI-RJ 81 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – NívEL Medidores capacitivos INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL - MÓDULO BÁSICO - NÍVEL SENAI-RJ CONHECENDO MAIS  Em caso de vasos irregulares (horizontal com calota esférica, por exemplo), recomenda-se um cabo paralelo à sonda como elemento de referência (segunda placa).  Com o nível do tanque aumentando, o valor da capacitância aumen- ta progressivamente, à medida que o dielétrico ar é substituído pe- lo dielétrico líquido a medir. FIQUE POR DENTRO Montagem de medidores de nível o que acontece  a conexão inferior não deve ser locada no fundo do equipamento, especialmente quando se tratar de fl uidos sujos.  a princípio o stand pipe não deve ser utilizado.  acurácia: exatidão de uma operação. Tipos de montagem Vantagens  Boa acurácia  Facilidade de montagem desVantagens  Sensível a variações da constante dielétrica Instalação sem stand pipe Instalação com stand pipe Mínimo 2 polegadas para o stand pipe to m ad a de im pu ls o SENAI-RJ 85 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – NívEL placa de orifício O que é Elemento primário amplamente utilizado em instala- ções industriais, baseado no princípio de medição a partir da variação do diferencial de pressão em um orifício com a variação da vazão. medição de vazão O que é Na maioria das operações realizadas nos processos industriais é muito im- portante efetuar a medição e o controle da quantidade de fluxo de líquidos, gases e até sólidos granulados, não só para fins contábeis, como também pa- ra a verificação do rendimento do processo. Assim, estão disponíveis no mer- cado diversas tecnologias de medição de vazão, cada uma tendo sua aplica- ção mais adequada conforme as condições impostas pelo processo. Grupos de medição de vazão Existem basicamente 4 grandes grupos de medição de vazão: Volume Medidores de deslocamento positivo que medem diretamente o volume. Velocidade Medidores que, através da velocidade, obtêm a vazão volumétrica (Q=Av). Ex.: turbina, ultrassom, magnético, vortex, rotâmetro. Inferência Medidores que, a partir de um fenômeno físico como o diferencial de pres- são e de correlações experimentais reconhecidas, estimam a vazão. Ex.: placa de orifício, V-Cone, Annubar, Venturi. Massa Medidores de massa. Ex.: Coriolis, térmico... ISO 5167-2 Norma que especifica a geometria e o método de utilização (instalação e funcionamento) de placas de orifício quando elas são inseridas em um conduto de execução completa para determinar o caudal do fluido que flui no condutor. Grave essa SENAI-RJ 89 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – PLACA DE ORIFíCIO Medição de vazão por placa de orifício O que acontece Observe e analise o processo: Medição de vazão por placa de orifício Vantagens  Facilidade de instalação e de manutenção  Boa confi abilidade  Custo relativamente baixo desVantagens  Não linearidade  Baixa rangeabilidade do conjunto transmissor-placa (25:1, com o uso da nova tecnologia e transmissores microprocessados. Com os transmissores analógicos antigos, essa rangeabilidade era de 10:1).  Grande dependência das condições operacionais. SENAI-RJ 90 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – PLACA DE ORIFíCIO Mas o que é rangeabilidade de um instrumento? Rangeabilidade É a relação da máxima medição sobre a mínima medição, dentro de uma de- terminada acurácia. DICA a rangeabilidade da placa está limitada à perda de carga permanente admissível na mesma. Placas de orifício Tipos de placas quanto ao orifício  Concêntrica  Segmental  Excêntrica SENAI-RJ 91 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – PLACA DE ORIFíCIO Geometria das placas Placa concêntrica bordo reto Placas do tipo concêntrica, excêntrica e segmental Concêntrica SegmentalExcêntrica Sentido de fl uxo e identifi cação da placa (e) e (e): espessuras da placa padronizadas em função de d e= espessura da placa nbR 13225 e= espessura do orifício nbR 13225 A T E N Ç Ã O ! Placa simétrica a placa de orifício pode ser usada para medir fl uxo bidirecional. neste caso, a placa não deve ser chanfrada.Acompanhe SENAI-RJ 94 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – PLACA DE ORIFíCIO Aplicações de medidores de vazão Placa de orifício bordo reto Placa de orifício excêntrico Annubar Placa de orifício segmental Venturi Bocal Placa de orifício de entrada cônica ou em quarta de círculo V-Cone Uso geral Fluidos com sólidos em suspensão Baixa perda de carga Fluidos com sólidos em suspensão Fluidos com sólidos em suspensão Baixa perde carga Estabilidade de medição Escoamento com alta velocidade Altas temperaturas Fluidos com sólidos em suspensão Fluidos viscosos Baixo número de Reynolds Não requer trechos retos Alta rangeabilidade pRiMeiRa letRa letRas subseQuentes TABELA 1 Aplicações de cada tipo de placa PARA NÃO ESQUECER Placa concêntrica de bordo reto  Recomendada para fl uidos limpos sem sólidos em suspensão, não viscosos e onde a perda de carga não é um fator importante.  É de uso inadequado para quantidades razoáveis de condensado em fl uxo de gás ou gás em fl uxo de líquido devido à pequena capacidade do volume de entrada e do dreno. SENAI-RJ 95 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – PLACA DE ORIFíCIO Concêntrica de bordo quadrante  Líquidos viscosos com número de Reynolds abaixo de 100.000.  0,245 <  < 0,6  Erro de 3 a 5 vezes maior que a placa concêntrica de bordo reto. Placa do tipo bordo quadrante Placa do tipo entrada cônica Concêntrica de entrada cônica  Líquidos viscosos com número de Reynolds abaixo de 200.000.  0,1 <  < 0,316  Pouco utilizada devido à falta de dados experimentais.  Erro de 3 a 5 vezes maior que a placa concêntrica de bordo reto. igual a r Raio r ± 0.01 r Vazão Vazão d ± 0.001 d W = 1.5 d<d d ± 0.001 d > 0.2d < d 0.021 d ± 0.003 d 0.084 d ± 0.003 d 45º ± 1º < 0.1 d 45º SENAI-RJ 96 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MÓDULO BÁSICO – PLACA DE ORIFíCIO
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