No cenário industrial contemporâneo, a precisão nas medições de grandezas como vazão e nível representa um elemento fundamental para a eficiência dos processos produtivos. Os desenvolvimentos tecnológicos têm viabilizado o desenvolvimento de dispositivos cada vez mais refinados, capazes de fornecer medições com elevado grau de precisão mesmo em condições complexas. Entre estes instrumentos, destacam-se o instrumento de medição eletromagnética de vazão, o medidor de nível ultrassônico, o medidor de vazão ultrassônico, o instrumento de medição de fluxo de vapor e os medidores de vazão para gases em geral. Este artigo explora em minúcias cada uma destas ferramentas, discutindo seus fundamentos de atuação, usos principais e diferenciais para os variados segmentos industriais.

O Medidor de Vazão Eletromagnético: Princípios e Aplicações

O medidor de vazão eletromagnético representa uma das tecnologias mais confiáveis e versáteis disponíveis no setor industrial para a mensuração do fluxo de substâncias líquidas condutivos. Seu conceito de operação alicerça-se na Lei de Faraday da indutância eletromagnética, que estabelece que quando um condutor passa por um campo magnético, cria-se uma tensão correspondente à velocidade do elemento condutor. No caso do instrumento eletromagnético de medição de vazão, o meio líquido em fluxo atua como o material condutor, e a tensão induzida é registrada por sensores localizados nas laterais do duto de leitura.

Uma das fundamentais vantagens do sistema de medição eletromagnética de fluxo é sua aptidão de efetuar aferições sem obstruir no escoamento do fluido, uma vez que não apresenta partes em movimento que permaneçam em contato físico com o fluido. Esta característica reduz o desgaste do equipamento e remove a possibilidade de entupimentos, transformando-o ideal para utilizações que incluem líquidos agressivos, lamas ou fluidos com particulados em suspensão coloidal. Além disso, estes dispositivos oferecem superior acurácia em uma extensa variedade de fluxos, desde vazões mínimos até vazões consideravelmente altas.

 

Utilizações Industriais do Instrumento Eletromagnético de Medição de Vazão

O instrumento eletromagnético para medição de vazão possui ampla utilização em variados segmentos industriais. Na indústria de purificação de recursos hídricos e saneamento básico, estes instrumentos são extensivamente aplicados para controlar o vazão de água bruta, água processada e resíduos líquidos em unidades de purificação. No ramo de alimentos e bebidas, são essenciais para a aferição exata de fluidos como leite, sucos e bases líquidas, garantindo a uniformidade do produto final.

Na indústria química, o instrumento eletromagnético de medição de vazão exerce um papel essencial no gerenciamento de procedimentos que incluem materiais corrosivas, proporcionando medições exatas mesmo em condições extremas. Já na área de papel e celulose, estes medidores são aplicados para controlar o fluxo de suspensões e soluções de produtos químicos, auxiliando para a melhoria do sistema produtivo e a diminuição do consumo de matérias-primas.

 

O Medidor de Nível Ultrassônico: Tecnologia Inovadora para Gerenciamento de Quantidades

O instrumento ultrassônico para medição de nível constitui uma solução inovadora extremamente efetiva para a quantificação do quantidade de líquidos e substâncias sólidas em tanques, armazenadores e outros formatos de recipientes. Seu princípio de funcionamento alicerça-se na propagação de ondas sonoras de superior frequência sonora que viajam através do espaço até alcançarem à camada superior do substância a ser medido. Estas pulsos são então ricocheteadas de volta ao detector, e o tempo decorrido entre a transmissão e a recepção do sinal refletido é empregado para determinar a intervalo até a camada superior do substância, possibilitando assim a quantificação do nível existente no recipiente.

Uma das fundamentais vantagens do sistema de medição ultrassônica de nível é sua característica sem contato, uma vez que o sensor não fica em contato direto com o substância a ser aferido. Esta propriedade transforma-o ideal para utilizações que envolvem materiais agressivas, nocivas ou abrasivas, além de eliminar problemas relacionadas à poluição do produto. Além disso, estes dispositivos oferecem alta exatidão em uma ampla variedade de aplicações, desde tanques pequenos até depósitos excepcionalmente elevados.

 

Utilizações Concretas do Sistema Ultrassônico para Quantificação de Nível

O sistema de medição ultrassônica de nível apresenta extensa utilização em diversos segmentos industriais. Na área química e petroquímica, estes instrumentos são amplamente utilizados para monitorar o nível de substâncias químicos em reservatórios de estocagem, garantindo a proteção das tarefas e evitando transbordamentos que poderiam provocar em incidentes ambientais. No ramo de purificação de água e tratamento de efluentes, são fundamentais para o gerenciamento do nível de líquido em tanques, estações de bombeamento e recipientes de purificação.

Na setor alimentícia, o medidor de nível ultrassônico desempenha um rol fundamental no monitoramento de reservas de insumos em estado líquido e sólidas, colaborando para a aprimoramento da sequência de suprimentos e a redução de desperdícios. Já na setor de beneficiamento de minérios, estes dispositivos são aplicados para monitorar o quantidade de suspensões de minério em reservatórios de tratamento, possibilitando um gerenciamento mais eficaz do processo produtivo e a otimização do desempenho operacional.

 

O Sistema Ultrassônico para Quantificação de Fluxo: Acurácia e Adaptabilidade na Quantificação de Substâncias Fluidas

O medidor de vazão ultrassônico representa uma alternativa técnica altamente desenvolvida para a aferição do vazão de líquidos em dutos herméticas. Seu princípio de operação alicerça-se na transmissão de pulsos acústicas de alta frequência através do líquido em movimento, aferindo a variação no tempo de viagem destas sinais quando propagam-se a na mesma direção e contra o fluxo do fluido. Esta variação de tempo é linearmente vinculada à celeridade do líquido, viabilizando assim o cômputo da escoamento volumétrico.

Uma das fundamentais vantagens do medidor de vazão ultrassônico é sua característica não-invasiva, uma vez que os sensores podem ser instalados externamente da duto, sem exigência de parada do vazão ou seccionamento da canalização. Esta propriedade faz dele ideal para aplicações que abrangem substâncias líquidas perigosos, livres de contaminação ou em redes onde a suspensão do processo seria custosa ou impraticável. Além disso, estes dispositivos oferecem alta acurácia em uma vasta variedade de escoamentos e diâmetros de tubulação, desde tubos de dimensões reduzidas até condutos consideravelmente grandes.

 

Aplicações Setoriais do Sistema Ultrassônico para Quantificação de Fluxo

O instrumento ultrassônico para medição de vazão encontra vasta utilização em múltiplos setores industriais. Na setor de hidrocarbonetos, estes instrumentos são amplamente utilizados para monitorar o vazão de petróleo bruto, produtos refinados e água em oleodutos, assegurando a precisão nas transações de compra e venda e o monitoramento eficaz da obtenção. No setor de geração de eletricidade, são essenciais para o gerenciamento do vazão de água de resfriamento em redes de refrigeração de plantas térmicas e termonucleares.

Na área farmacêutica, o instrumento ultrassônico para medição de vazão realiza um papel crucial no monitoramento de procedimentos que demandam superior precisão e ambientes livres de contaminação, colaborando para a certificação da qualidade do produto acabado. Já na setor de purificação de água e efluentes e tratamento de efluentes, estes medidores são empregados para monitorar o vazão de água tratada em redes de distribuição, permitindo a detecção de perdas e a melhoria da gerenciamento dos recursos de água disponíveis.

 

O Sistema de Quantificação de Vazão de Vapor: Ferramentas Dedicadas para Situações Severas

O sistema de quantificação de vazão de vapor representa uma tipo especializada de dispositivos projetados para funcionar em ambientes extremamente complexas, caracterizadas por extremas temperaturas e pressões de operação variáveis. O vapor saturado é um meio largamente utilizado em processos industriais como veículo de transporte de energia térmica, e sua quantificação precisa é crucial para a melhoria do consumo de energia e a redução de gastos de operação.

Existem múltiplos tipos de instrumentos de medição de fluxo de vapor, cada um fundamentado em conceitos variados de atuação. Os dispositivos de vazão variante vórtice são particularmente utilizados para utilizações com vapor d'água, funcionando com base no conceito de geração de turbilhões oscilantes quando um meio fluido flui ao redor de um elemento não-hidrodinâmico. A frequência de formação destes redemoinhos é proporcionalmente vinculada à velocidade do meio fluido, viabilizando assim o determinação da escoamento volumétrica.

Outro modelo frequente é o medidor de fluxo variante turbina, que usa uma roda de pás posicionada no interior da duto, a qual roda com uma rotação proporcional à fluxo do vapor saturado. Já os dispositivos de fluxo modelo placa de orifício funcionam criando uma redução de diferencial de pressão ao obrigar o vapor a passar através de uma constrição calibrada, sendo a fluxo computada a partir desta diminuição de pressão diferencial.

 

Aplicações Industriais do Instrumento de Medição de Fluxo de Vapor

O medidor de vazão para vapor possui ampla implementação em múltiplos setores industriais onde o vapor é empregado como veículo de energia. Na área de confecções, estes equipamentos são extensivamente empregados para medir o consumo de vapor em procedimentos de tingimento, secagem e finalização de tecidos, permitindo a melhoria do consumo de recursos energéticos e a redução de despesas de funcionamento.

Na área alimentar, o medidor de vazão para vapor realiza um papel crucial no controle de operações de cocção, tratamento térmico e desidratação de produtos alimentícios, contribuindo para a certificação da padronização do produto final e o cumprimento às normas de vigilância sanitária. Já na área de medicamentos, estes instrumentos são utilizados para medir o consumo de vapor saturado em procedimentos de esterilização e remoção de umidade de medicamentos, assegurando a conformidade com as severas normas regulamentares do ramo.

 

Medidores de Vazão para Gases em Geral: Tecnologias Específicas para Fluidos em Estado Gasoso

Os medidores de vazão para gases em geral constituem uma classe específica de instrumentos concebidos para trabalhar com as particularidades dos substâncias em estado gasoso, como sua menor massa específica, superior compressibilidade e reação consideravelmente reativo às alterações de temperatura e pressão. A medição exata da escoamento de substâncias gasosas é essencial em múltiplos processos industriais, desde o monitoramento de ignição até a dosagem exata de gases em processos químicos.

Existem vários modelos de medidores de vazão para gases em geral, cada um adequado para aplicações particulares. Os medidores térmicos de fluxo mássico são extremamente comuns para substâncias gasosas, atuando com base no fundamento de dissipação de temperatura de um sensor de aquecimento para o fluido gasoso em fluxo. A velocidade de condução de calor é proporcionalmente proporcional à fluxo em massa do meio gasoso, independentemente das mudanças de temperatura e pressão.

Outro modelo frequente é o instrumento de fluxo modelo turbina, que utiliza uma turbina instalada no centro da duto, a qual rotaciona com uma velocidade correspondente à vazão do gás. Já os dispositivos de vazão modelo baseados no efeito Coriolis proporcionam elevada precisão na aferição imediata da vazão mássica de gases, atuando com base no conceito da aceleração de Coriolis que age sobre um duto em vibração quando um meio fluido escoa através dele.

 

Utilizações Setoriais dos Medidores de Vazão para Gases em Geral

Os sistemas de quantificação de vazão de gases apresentam ampla utilização em diversos ramos industriais. Na indústria petroquímica e química, estes equipamentos são extensivamente empregados para controlar o vazão de gases como etileno, propeno e gás butadieno, cruciais para a produção de plásticos, materiais elastoméricos e outros materiais de origem petroquímica. No ramo de geração de energia elétrica, são aplicados para medir o uso de hidrocarbonetos gasosos em centrais termelétricas, permitindo a aprimoramento da eficiência energética e a redução de descargas de gases poluentes.

Na área siderúrgica, os instrumentos de medição de fluxo gasoso realizam um função essencial no controle de fluidos gasosos como oxigênio, nitrogênio e gás argônio em procedimentos de derretimento, processamento térmico e união de materiais metálicos, auxiliando para a uniformidade do produto acabado e a integridade das tarefas. Já na setor farmacêutica, estes instrumentos são empregados para controlar o vazão de substâncias gasosas de aplicação medicinal como oxigênio, gás nitrogênio e dióxido de carbono em processos de manufatura de medicamentos, garantindo a aderência com as rigorosas exigências regulamentares do segmento.

 

Tendências Recentes em Medição de Vazão e Quantidade

O área da aferição industrial para vazão e quantidade prossegue a desenvolver-se velozmente, com recentes ferramentas surgindo para atender às crescentes demandas por superior acurácia, confiabilidade e interoperabilidade. Uma das evoluções mais importantes é a integração de capacidades de comunicação eletrônica sofisticada nos dispositivos de escoamento e volume, possibilitando sua incorporação em arquiteturas de gerenciamento industrial baseados no conceito de Quarta Revolução Industrial.

Os atuais dispositivos de escoamento e volume usualmente integram capacidades de autoverificação, viabilizando a localização precoce de falhas e a execução de abordagens de preservação antecipativa, diminuindo assim o tempo de indisponibilidade e os despesas vinculados a avarias não programadas. Além disso, a miniaturização dos componentes eletrônicos tem possibilitado o desenvolvimento de dispositivos cada vez mais pequenos e do ponto de vista energético eficientes, indicados para instalação em ambientes com limitações de espaço ou alimentação.

 

Fatores Fundamentais na Seleção do Dispositivo Adequado

A seleção do medidor de escoamento ou volume adequado para uma determinada implementação requer a análise meticulosa de diversos elementos. Primeiramente, é fundamental compreender as propriedades físico-químicas do meio a ser medido, como sua resistência ao escoamento, concentração mássica, estado térmico, condição barométrica e constituição química. Estas propriedades impactam consideravelmente o performance dos diferentes tipos de medidores, sendo capazes de condicionar a adequação de específicas soluções.

Outros aspectos relevantes englobam a gama de escoamento ou quantidade a ser quantificada, a exatidão exigida, as particularidades da posicionamento (como espaço existente, direção da conduto e ocorrência de trepidações), os exigências de preservação, o preço global de propriedade e a compatibilidade com os sistemas de gerenciamento existentes. É recomendável contatar profissionais especializados em instrumentação industrial para certificar a escolha da solução mais adequada para cada utilização determinada, melhorando assim o resultado sobre o aplicação e reduzindo dificuldades de operação posteriores.

 

Perguntas e Respostas:

Pergunta: 1
Quais características tornam o medidor de vazão eletromagnético uma escolha popular em aplicações industriais?

Resposta: 1
O sistema de medição eletromagnética de fluxo apresenta múltiplas benefícios importantes em confronto com diferentes soluções de medição. Em primeiro lugar, evidencia-se a ausência de elementos móveis, o que diminui drasticamente o degradação e a necessidade de manutenção periódica. Adicionalmente, fornece medições sem bloquear no fluxo do líquido, removendo reduções de pressão e possíveis áreas de entupimento. A sua elevada acurácia em uma vasta gama de fluxos e sua habilidade de operar com líquidos abrasivos ou com partículas em suspensão tornam esta solução particularmente benéfica para usos setoriais rigorosas, como purificação de água e efluentes, indústria de produtos químicos e beneficiamento de produtos alimentícios.

Pergunta: 2
Qual é o princípio de operação do medidor de nível ultrassônico e em quais setores ele é mais utilizado?

Resposta: 2
O instrumento ultrassônico para medição de nível opera com base no princípio do intervalo de percurso de pulsos ultrassônicas. O instrumento transmite sinais ultrassônicas que viajam através do ar até alcançarem à interface do material contido no reservatório. Estas pulsos são então rebatidas de volta ao transdutor, e o período decorrido entre a transmissão e a recepção é utilizado para determinar a distância até a superfície, possibilitando assim a quantificação do volume existente. Essas primordiais aplicações abrangem o gerenciamento de volume em tanques de compostos químicos na indústria química e petroquímica, o gerenciamento de tanques de líquido em unidades de tratamento, o gerenciamento de armazenadores de grãos na indústria alimentícia e a quantificação de quantidade de produtos minerais em operações de extração mineral.

Pergunta: 3
Como podemos distinguir as tecnologias de medição ultrassônica e eletromagnética para vazão de fluidos?

Resposta: 3
As diferenças essenciais entre o medidor de vazão ultrassônico e o sistema de medição eletromagnética de fluxo estão em seus princípios de atuação, utilidade e constrangimentos específicas. O instrumento ultrassônico emprega ondas ultrassônicas para aferir a rapidez do líquido com base na diferença do intervalo de trânsito destas ondas, sendo capaz de ser fixado na parte externa à conduto (tipo clamp-on) ou dentro (tipo de inserção). Já o instrumento eletromagnético baseia-se na Lei de Faraday e exige que o líquido seja condutor de eletricidade condutor, condicionando sua implementação a líquidos como água e soluções aquosas, lamas e composições de reagentes. O sistema ultrassônico, por outro lado, consegue trabalhar com quase qualquer tipo de líquido, abrangendo derivados de petróleo e outros substâncias líquidas sem condutividade elétrica, além de fornecer a benefício da montagem não-intrusiva quando no variante clamp-on.

Pergunta: 4
Por que a medição precisa de vapor é considerada um desafio na indústria e quais tecnologias são mais adequadas para esta aplicação?

Resposta: 4
A medição exata de vapor é vista um problema significativo na indústria devido às características singulares deste fluido. O vapor saturado apresenta alterações importantes de massa específica em função de mudanças na condição térmica e estado barométrico, além de eventuais transições de estado que podem acontecer durante o procedimento de quantificação. No meio as tecnologias mais indicadas para esta aplicação, sobressaem-se os medidores de fluxo tipo vortex, que fornecem boa acurácia em condições de vapor d'água não saturado e com condensado, além de resistirem altas condições térmicas e pressões. Os instrumentos de vazão modelo placa de orifício também são largamente utilizados, especialmente quando associados com correção de temperatura e condição barométrica para determinar a escoamento mássico verdadeira. Ferramentas mais modernas, como os medidores de fluxo mássica sem conversão, encontram-se ganhando terreno devido à Medidor de vazão ultrassonico sua habilidade de oferecer leituras acuradas sem influência das características do vapor saturado.

Pergunta: 5
Quais são os principais desafios na medição de vazão de gases e como os medidores específicos para gases superam essas dificuldades?

Resposta: 5
A aferição de vazão de fluidos gasosos confronta problemas particulares devido às características próprias dos meios compressíveis, como menor concentração mássica, superior compressibilidade volumétrica e sensibilidade extrema às mudanças de condição térmica e condição barométrica. Estas particularidades fazem impróprias muitas das tecnologias convencionais de medição empregadas para substâncias líquidas. Os sistemas de quantificação de vazão de gases superam estas desafios através de projetos especializados e conceitos de quantificação customizados. Os medidores baseados em princípio térmico de vazão em massa, por exemplo, empregam o princípio da transferência de energia térmica para medir diretamente a escoamento em massa do fluido gasoso, independentemente de mudanças nas condições do ambiente. Já os dispositivos modelo de efeito Coriolis oferecem superior acurácia para fluidos gasosos de superior concentração mássica, enquanto os dispositivos de princípio ultrassônico oferecem alternativas não-invasivas para aplicações onde a manutenção da conduto é crítica.

Pergunta: 6
Como a tecnologia de medição industrial está evoluindo com a Indústria 4.0 e quais são as tendências futuras para medidores de vazão e nível?

Resposta: 6
A tecnologia de medição industrial encontra-se em veloz evolução com o surgimento da Transformação Digital Industrial, adicionando capacidades avançados de comunicação, tratamento de dados e capacidade cognitiva aos clássicos dispositivos de aferição. Os contemporâneos medidores de fluxo e nível encontram-se sendo equipados com aptidões de conectividade digital desenvolvida, possibilitando sua incorporação completa em sistemas de controle industrial e ambientes de IIoT. Esta conectividade melhorada possibilita o controle não presencial, a aquisição de métricas em tempo real e a aplicação de estratégias de conservação antecipativa baseadas em modelos de treinamento de máquina. Inovações vindouras englobam a diminuição de dimensões contínua dos dispositivos, o criação de detectores multivariáveis capazes de medir ao mesmo tempo vários grandezas do procedimento, a integração de capacidades de autoavaliação e autocalibração e o utilização de materiais sofisticados para prolongar a durabilidade e aprimorar o funcionamento em situações adversas.

 

Ainda esta em dúvida?

Tendo compreendido o extraordinário campo dos medidores industriais, você provavelmente percebe a relevância fundamental que estes equipamentos desempenham na eficiência e confiabilidade dos procedimentos de fabricação. Seja para a medição de vazão de líquidos condutivos com um instrumento eletromagnético para medição de vazão, o monitoramento de níveis com ferramenta baseada em princípio ultrassônico, a medição exata de fluxos com um instrumento ultrassônico para medição de vazão, o controle de vapor saturado com dispositivos especializados ou a aferição de fluidos gasosos com soluções customizadas, a seleção do instrumento correto produz toda a disparidade nos desempenhos obtidos.

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