Como funciona um medidor de vazão eletromagnético

Na indústria, a quantificação de insumos e produtos está diretamente ligada ao conceito de eficiência e viabilidade.

Para promover a Eficiência é preciso quantificar o que se consome em relação ao que se produz e para isso, é necessário medir o fluxo de produtos. Dada a demanda por esse tipo de atividade técnica, especialistas de várias áreas trabalham para desenvolver equipamentos de medição para atender aos variados setores da indústria.

Da mesma forma, muito se tem avançado na padronização de procedimentos e normas para garantir a qualidade desses equipamentos com base em critérios técnicos bem definidos.

Medidores de vazão Eletromagnéticos:

• Princípio de funcionamento
• Construção
• Aplicações
• Especificação e Dimensionamento
• Critérios de performance – Calibração- INMETRO
• Instalação
• Atestado de Conformidade Local

Princípio de funcionamento

O fenômeno descoberto e quantificado por Faraday se baseia na geração de diferença de potencial elétrico em qualquer meio condutor que se desloque no espaço, imerso em um campo magnético.

É o mesmo princípio que da geração de energia elétrica por turbinas geradoras de força eletromotriz induzida em uma hidrelétrica, por exemplo.

Uma barra de material condutivo de comprimento L se desloca a uma velocidade V , imersa em um campo magnético B , gerando uma Diferença de Potencial Elétrico U= V.L.B

Se fizermos L e B constantes, então U = K.V e poderemos “medir” a velocidade da barra apenas medindo a tensão U ( volts)

A fim de operar em uma tubulação, O medidor assume uma forma de Carretel , onde o condutor é o próprio fluido condutivo, que flui através de um Campo B.

As bobinas são instaladas por fora do tubo de aço inoxidável do carretel.

A tensão U é proporcional à velocidade do fluido e a vazão Q pode ser calculada sabendo-se a área interna da tubulação.

Assim, temos um medidor de vazão eletromagnético.

Construção

Aplicações

Basicamente, se o fluido for condutivo (condutividade > 5uS/Cm), é possível aplicar um medidor magnético.

As aplicações mais simples são para medir: Água, esgoto e produtos químicos homogêneos.

Aplicações complexas: concreto, polpa de minério, papel e celulose, líquidos heterogêneos.

As partes que entram em contato com fluido precisam ser química e fisicamente compatíveis para garantir a sua durabilidade.

Para medir água: Revestimento em borracha e eletrodos de aço inoxidável.

Para medir Ácido Sulfúrico: Revestimento em Fluorpolímero e eletrodos de Tântalo.

Especificação e Dimensionamento

Vimos que o medidor de vazão, na verdade, mede a VELOCIDADE do fluido e a vazão é calculada pela multiplicação do valor da velocidade pela área interna da tubulação.

Assim, o parâmetro mais importante a ser dimensionado é a Velocidade do fluxo.

Cada fabricante estabelece, de acordo com seu nível tecnológico, qual a faixa de velocidades em que um medidor pode trabalhar e quais os erros máximos associados.

Por exemplo, um medidor que deve medir uma vazão nominal de 300m3/h apareceria com diâmetro de 200mm no aplicativo de seleção e dimensionamento.

Nessas condições o instrumento trabalharia com erro máximo =0,2377% a uma velocidade de 2,6m/s.

As especificações de pressão, temperatura e conexões mecânicas também fazem parte do dimensionamento do medidor.

Critérios de performance – CALIBRAÇÃO- INMETRO

Para que um instrumento de medição possa expressar grandezas físicas como vazão, temperatura, PH etc,  é preciso que se encontre o seu fator de calibração.

Esse número é extraído por meio de sucessivas medições e comparações com o que chamamos de Padrões Metrológicos.

O instrumento usado como Padrão é, de certa forma, especial, pois tem seus dados de calibração registrados no INMETRO afim de cumprir com a metodologia chamada de RASTREABILIDADE.

Essa comparação é feita de acordo com normas e procedimentos regulamentados pelo INMETRO e só então o valor da Constante de Calibração é anotada.

A Curva de Calibração do instrumento exibe o comportamento do erro máximo encontrado entre os vários volumes comparados, em sua faixa útil prevista.

Cada ponto é calculado como a média de, no mínimo, três comparações de volume com o medidor Padrão.

Após a calibração do instrumento, o laboratório emite um documento chamado: Certificado De Calibração, onde constam os resultados dos testes em três ou mais pontos.

O certificado é assinado pelo signatário do INMETRO, responsável pelos procedimentos de calibrações.

O Certificado de Calibração Acreditado conforme ABNT ISO/IEC 17025:2017 concedido pela Coordenação Geral de Acreditação do Inmetro (Cgcre) é o registro de que o instrumento cumpre com os valores prometidos em catálogo e desejados pelo usuário e vai acompanhar o medidor durante a sua vida útil.

Se um fabricante não dispõe dessa estrutura para calibrar seus instrumentos, não existe garantia de que o mesmo cumpra com os critérios de qualidade e exatidão que declara em catálogo.

Exemplo de certificação de laboratório abaixo:

Atestado de conformidade

A equipe técnica da Conaut Krohne desenvolveu uma metodologia de avaliação de equipamentos “on site” para avaliar possíveis problemas de performance, seja por instalação inadequada, problemas de processo ou desgaste do equipamento.

A avaliação é em feita em processo e, segundo critérios técnicos é possível emitir um Atestado de Conformidade para equipamentos que não necessitam intervenção. Ao mesmo tempo, aqueles equipamentos que não forem aprovados deverão sofrer intervenção que pode ser uma adequação de instalação ou até mesmo o envio desse equipamento para reparo e calibração na fábrica.

Esse procedimento tem trazido ótimos resultados práticos pois apenas instrumentos com real necessidade serão deslocados ate a fábrica para reparo, enquanto outros continuarão em operação com respaldo técnico adequado.