Resumo das aplicações dos medidores de vazão em massa Emerson Micromotion

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　1 Introdução Com o rápido desenvolvimento da tecnologia industrial, há cada vez mais instrumentos de medição de vazão. Seus princípios de funcionamento e características também variam. Os requisitos técnicos impostos aos instrumentos de medição de vazão estão se tornando cada vez maiores, e as condições de operação também se tornam cada vez mais complexas. A maioria dos medidores de vazão atualmente em uso tem valores de medição que variam de acordo com parâmetros como pressão, temperatura e densidade. Portanto, quando as condições reais de operação diferem das condições projetadas, os instrumentos de medição apresentam erros adicionais. Já o medidor de vazão em massa da Micromotion mede diretamente a vazão em massa durante o processo de medição, sem ser afetado por mudanças nas propriedades do meio, sendo por isso amplamente utilizado. No segundo sistema de polioximetileno, foram utilizados 8 medidores de vazão de massa Micromotion. Os seus códigos respectivos são FT-3102, FT-3107, FT-5101, FT-5102, FT-5206, FT-5501, FT-5513 e FT-6201. Para o pentaeritritol, foram utilizados 7 medidores de vazão em massa Micromotion. Os seus códigos respectivos são FT-1026, FT-6575, FT-1004, FT-1003, FT-1002, FT-1001 e FT-3029. 　　Princípio de funcionamento do medidor de vazão em massa Micromotion: http://nfs.gongkong.com/Upload/editor/201610/20161024100040761_w.png O medidor de vazão em massa Micromotion possui sensores que podem ser classificados nas séries E, D, T, F e R, dependendo da aplicação. Em combinação com transmissores como 1700, 2700 e RFT9739, é possível atender às diversas necessidades dos usuários. O modelo 1700 é um transmissor de variável única, enquanto o modelo 2700 é um transmissor de várias variáveis. A principal diferença está na saída: o 1700 só consegue fornecer vazão em massa para exibição em instrumentos secundários. Já o 2700 consegue exibir o fluxo de massa, a densidade e a frequência em um instrumento secundário. Os usuários podem fazer a escolha de acordo com as necessidades do seu processo. 　　O medidor de vazão em massa Micromotion é composto por três partes: um sensor, um transmissor e uma tela de display. As bobinas de excitação fazem com que o tubo de medição vibre. Quando o fluido em movimento passa pelo tubo de medição do medidor de vazão, surge uma força de Coriolis. Sob a ação dessa força, o tubo de medição se deforma. As bobinas de detecção localizadas nas extremidades do tubo convertem esse deslocamento em sinais elétricos, que são enviados ao transmissor para processamento adicional. http://nfs.gongkong.com/Upload/editor/201610/20161024100019370_w.png　Imagem (1): Esquema do princípio do medidor de vazão por micromovação. A função do transmissor é converter os sinais de baixa tensão ou sinais binários provenientes dos sensores, amplificá-los e gerar um sinal padrão de 4–20 mA, proporcional ao volume e à densidade, ou então sinais de frequência/pulso, ou sinais digitais. Se o transmissor estiver separado do sensor, ambos precisam ser conectados por um cabo especial, e a distância entre eles não deve exceder 300 metros, para evitar que o sinal sofra atenuação e interferências durante a transmissão a longas distâncias. 　　Monitores ou outros dispositivos terminais recebem os sinais enviados pelos transmissores, exibindo, geralmente em formato digital, informações como o vazão instantânea do fluido medido, a vazão acumulada, a vazão em massa, a densidade e a temperatura. 　　Vantagens do medidor de vazão em massa 3 Micromotion: (1) É capaz de medir diretamente a vazão em massa, sem ser afetado por fatores como temperatura, pressão, viscosidade e densidade. A precisão de medição do instrumento pode chegar a 0,1% a 0,2%. 　　(2) Não há componentes mecânicos móveis; embora o tubo de medição vibre, a amplitude dessas vibrações é muito pequena, de modo que o atrito não afeta os resultados das medições. 　　(3) Tem uma ampla gama de aplicações: além de medir meios comuns, também pode ser utilizado para medir fluidos de alta viscosidade e pastas, além de gases. 　　(4) A faixa de medição ajustável é ampla, podendo atingir até 1:100. (5) Não é sensível à distribuição da velocidade do fluido; não é afetado pelas condições de fluxo laminar ou turbulento. Não são necessários trechos de tubulação retos antes e depois da instalação do instrumento. 　　(6) Ao medir o fluxo, também é possível obter um sinal da densidade do meio. Não é necessário utilizar outras técnicas para realizar amostragens periódicas a fim de medir a densidade do fluido em tempo real. 　　(7) É possível medir fluidos em ambos os sentidos. 　　Desvantagens do medidor de vazão em massa Micromotion: (1) A instabilidade do ponto zero do sensor causa desvio nesse ponto, o que afeta ainda mais sua precisão. Por isso, muitos modelos desses instrumentos precisam dividir o erro total em erro básico e desvio devido à instabilidade do ponto zero. 　　(2) Os sensores não podem ser utilizados para medir meios de baixa densidade e gases a baixa pressão ； Um teor de gás no líquido acima de um determinado limite (que varia de acordo com o modelo) afeta significativamente os valores de medição. 　　(3) Os sensores são bastante sensíveis às vibrações externas. Para evitar que as vibrações dos tubos afetem o funcionamento deles, a maioria dos modelos de sensores de vazão exige um alto nível de fixação durante a instalação. 　　(4) Não pode ser utilizado em diâmetros de tubos maiores; atualmente, sua aplicação é limitada a diâmetros inferiores a 150 (200) mm. 　　(5) O desgaste, a corrosão ou o acúmulo de incrustações na parede interna do tubo de medição afetam a precisão das medições, especialmente nos sensores utilizados em tubos de paredes finas. 　　4 Considerações para a instalação do medidor de vazão em massa Micromotion: (1) O medidor de vazão em massa realiza as medições por meio das vibrações dos sensores. Para evitar interferências externas, o local de instalação do instrumento não deve conter fontes significativas de vibração, e devem ser adotadas medidas de reforço para estabilizar os tubos nas proximidades do instrumento. 　　(2) O medidor de vazão em massa precisa utilizar um campo magnético para funcionar; portanto, não pode ser instalado perto de equipamentos que geram campos magnéticos intensos, como transformadores grandes, motores ou bombas. É necessário manter uma distância mínima de 0,6 a 1,0 m entre ele e esses equipamentos, a fim de evitar interferências. 　　(3) Não deve haver tensão (principalmente torção) na conexão entre o sensor do medidor de vazão em massa e os tubos. É essencial que a instalação do sensor seja feita sem nenhuma tensão, tanto nas peças de conexão quanto nos tubos em si. É necessário prestar atenção especial para reduzir a tensão nos conectores de processo, alinhando corretamente as tubulações de processo com as flanges; manter a coaxialidade ajuda a reduzir a tensão. As válvulas ou bombas localizadas nos tubos de processo, perto do sensor, precisam ter seu próprio suporte; não é possível usar a placa de fixação do sensor ou os conectores do processo para sustentar as bombas ou válvulas. 　　(4) Quando os sensores são utilizados em série dentro de um tubo, é necessário fixá-los com abraçadeiras, para evitar que as vibrações do tubo interno de um sensor sejam transmitidas ao outro sensor através do tubo. 　　(5) Os medidores de vazão em tubos retos devem ser instalados na posição vertical, para que, quando o instrumento não estiver em uso, os tubos de medição possam ser esvaziados, evitando assim a formação de incrustações. Se forem instalados horizontalmente, é necessário que os dois tubos de medição estejam no mesmo nível. 　　(6) Quando o medidor de vazão para tubos curvos é instalado na posição horizontal, se for para medir líquidos, a caixa deve ficar voltada para baixo, a fim de evitar que gases se acumulem dentro do tubo de medição. Se for para medir gases, a caixa também deve ficar voltada para baixo, para evitar que condensados se acumulem no tubo de medição. 　　(7) Para evitar qualquer fluxo durante o zeroamento, são instaladas válvulas de retenção antes e depois do sensor, garantindo assim a ausência de vazamentos. A válvula de controle deve ser instalada a jusante do sensor, de modo que o sensor mantenha uma pressão estática o mais alta possível, para evitar a formação de cavitação e evaporação. 　　Configuração dos parâmetros do transmissor – Utilize o HART275 ou HART375 para configurar os parâmetros do transmissor. Durante a configuração, é necessário inserir corretamente nos parâmetros do transmissor, por meio do comando HART, os coeficientes de calibração de vazão e densidade indicados na placa do sensor, bem como os valores K1, K2, D1, D2, entre outros. Defina os parâmetros como a faixa de medição, as unidades dos parâmetros, o nível de corte de sinais fracos, os coeficientes do instrumento, entre outros. O menu de configuração é o seguinte: 6. Considerando as condições de uso da empresa, os medidores de vazão de qualidade da Micro Motion se destacam por sua alta precisão de medição, confiabilidade e baixa necessidade de manutenção. No entanto, com o uso prolongado, podem ocorrer alguns problemas. Os métodos mais comuns para identificar os problemas que surgem são os seguintes: 6.1 Verificar se as conexões dos sensores, do processador principal e dos transmissores de vazão estão firmes e confiáveis, e se os fios de aterramento estão em bom estado. A fonte de alimentação está funcionando normalmente? Existem duas opções: alimentação de 24VDC e alimentação de 220VAC. A maior parte dos nossos equipamentos utiliza alimentação de 24VDC, enquanto o pentaeritritol FT6575 funciona com alimentação de 220VAC. 　　6.2 Verificação das configurações do transmissor de vazão
Fatores do medidor: Esses fatores incluem o fator de vazão em massa, o fator de vazão em volume e o fator de densidade. Os valores padrão de fábrica são “1”. Geralmente, não é necessário fazer alterações durante o uso. No entanto, se for necessária uma correção de pressão, podemos fazê-la com base na pressão aplicada no local e na pressão de calibração de fábrica. Na última vez, o FT-1001 para pentaeritritol não conseguia exibir a vazão de massa. A causa identificada foi que o coeficiente de vazão de massa estava igual a “0”. Ao alterar esse coeficiente para “1”, o dispositivo passou a funcionar normalmente. 　　Coeficiente de calibração do fluxo: O coeficiente de calibração do fluxo deve ser o mesmo indicado na placa do sensor ou no certificado de calibração emitido por um órgão oficial de medição, a fim de garantir uma medição precisa do fluxo. Note que os coeficientes de calibração do fluxo entre diferentes modelos de sensores variam bastante. 　　Coeficiente de densidade: O coeficiente de densidade deve ser o mesmo indicado na placa do sensor, a fim de garantir que o transmissor de vazão mostre uma densidade precisa. 　　Faixa de medição: De acordo com as condições reais de uso do processo, configure corretamente a faixa de vazão do transmissor de vazão. 　　Corte de fluxo: Em geral, o parâmetro de corte de fluxo deve ser igual a 0,05% do fluxo máximo do sensor. Se o parâmetro de corte de vazão igual a 0,05% do fluxo máximo do sensor se mostrar impraticável, é possível inserir um parâmetro de corte de vazão maior ou menor. A deriva em torno de zero pode ser suprimida configurando os parâmetros de corte de vazão do medidor de vazão em massa e zerando o medidor. 　　Se a inspeção mostrar que o transmissor de vazão em massa está danificado, não é necessário redefinir os parâmetros ao substituí-lo por um novo transmissor de vazão, pois todos os dados de configuração dos parâmetros são armazenados no processador principal do sensor. 　　6.3 Zeroing do medidor de vazão: Antes que o medidor de vazão em massa comece a ser utilizado normalmente, se não for realizado o processo de zeroing, isso pode causar erros indesejados no medidor. Antes de realizar os passos para zerar o medidor de vazão, é necessário instalar corretamente o sensor, fornecer energia ao transmissor de vazão e deixá-lo pré-aquecido por pelo menos 30 minutos. Além disso, o fluido a ser medido deve passar pelo sensor, até que a leitura de temperatura do sensor fique praticamente igual à temperatura do fluido em questão. Faça com que o tubo de medição do sensor fique completamente preenchido com o fluido a ser medido, nas condições normais de operação (como temperatura, densidade e pressão). Primeiro, feche a válvula de fechamento localizada a jusante do sensor; em seguida, feche a válvula de fechamento localizada a montante do sensor. Dessa forma, garante-se que o fluido dentro do sensor fique completamente imóvel. Durante a operação de zeroificação do medidor de vazão, a passagem de fluido pelo sensor pode causar uma zeroificação imprecisa do medidor, afetando assim a precisão das medições do medidor de vazão em massa. Se a calibração do medidor de vazão em massa falhar, é necessário eliminar fatores inadequados, como o tubo de medição do sensor não estar completamente cheio ou o fluido não estar totalmente parado, e então realizar a calibração novamente. 　　A formação de incrustações ou depósitos na estrutura interna do tubo de medição também afeta a precisão das medições; portanto, é necessário limpá-lo regularmente. 　　6 Conclusão O medidor de vazão de massa Emerson Micromotion possui alta precisão, bom desempenho estável, necessita de pouca manutenção e tem longa vida útil. É importante compreender bem seu princípio de funcionamento e suas características. Ao lidar com os problemas que surgem no dia a dia, é possível adquirir experiência na manutenção do equipamento. Além disso, é necessário realizar manutenções periódicas para remover a sujeira presente dentro dos tubos do sensor de vazão, garantindo assim seu funcionamento adequado durante o processo de produção. A instalação correta e a manutenção adequada são essenciais para garantir uma boa precisão na medição do fluxo, fornecendo dados precisos para o controle automático industrial e para as transações comerciais.