Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

50
101 4.2.3.1 Vertedor O vertedor mede a altura estática do fluxo em reservatório que verte o fluido de uma abertura de forma variável, conforme as Figuras 4.40 e 4.41. Figura 4.40- Vertedor Figura 4.41- Instalação de medição de vazão com o Vertedor 4.2.3.2 Calha Parshall O medidor tipo calha Parshall é um tipo de Venturi aberto que mede a altura estática do fluxo, conforme a Figura 4.42. É mais vantajoso que o vertedor, porque apresenta menor perda de carga e

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Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

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101

4.2.

3.1

Ver

ted

or

O v

erte

dor

med

e a

altu

ra e

stát

ica

do f

luxo

em

res

erva

tório

que

ver

te o

flu

ido

de u

ma

aber

tura

de fo

rma

variá

vel,

conf

orm

e as

Fig

uras

4.4

0 e

4.41

.

Fig

ura

4.40

- V

erte

dor

F

igur

a 4.

41-

Inst

alaç

ão d

e m

ediç

ão d

e va

zão

com

o V

erte

dor

4.2.

3.2

Cal

ha

Par

shal

l

O m

edid

or t

ipo

calh

a P

arsh

all é

um

tip

o de

Ven

turi

aber

to q

ue m

ede

a al

tura

est

átic

a do

flu

xo,

conf

orm

e a

Fig

ura

4.42

. É

mai

s va

ntaj

oso

que

o ve

rted

or,

porq

ue a

pres

enta

men

or p

erda

de

carg

a e

Page 2: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

102

serv

e pa

ra m

edir

fluid

os c

om s

ólid

os e

m s

uspe

nsão

. A F

igur

a 4.

43 a

pres

enta

um

a ap

licaç

ão d

a ca

lha

Par

shal

l.

Fig

ura

4.42

- C

alha

Par

shal

l

F

igur

a 4.

43-

Inst

alaç

ão d

a C

alha

Par

shal

l

4.2.

4M

edid

ore

s es

pec

iais

de

vazã

o

Os

prin

cipa

is

med

idor

es

espe

ciai

s de

va

zão

são:

m

edid

ores

m

agné

ticos

de

va

zão

com

elet

rodo

s, ti

po tu

rbin

a, ti

po C

orio

lis ,

Vor

tex

Más

sico

e U

ltra-

sôni

co.

4.2.

4.1

Med

ido

r el

etro

mag

nét

ico

de

vazã

o

O m

edid

or m

agné

tico

de v

azão

é s

egur

amen

te u

m d

os m

edid

ores

mai

s fle

xíve

is e

uni

vers

ais

dent

re o

s m

étod

os d

e m

ediç

ão d

e va

zão,

con

form

e a

Fig

ura

4.44

. Sua

per

da d

e ca

rga

é eq

uiva

lent

e a

de u

m t

rech

o re

to d

e tu

bula

ção,

que

não

poss

ui q

ualq

uer

obst

ruçã

o. É

virt

ualm

ente

ins

ensí

vel

à

dens

idad

e e

à vi

scos

idad

e do

flu

ido

de m

ediç

ão.

Med

idor

es m

agné

ticos

são

, po

rtan

to,

idea

is p

ara

med

ição

de

prod

utos

quí

mic

os a

ltam

ente

cor

rosi

vos,

flui

dos

com

sól

idos

em

sus

pens

ão, l

ama,

águ

a e

Page 3: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

103

polp

a de

pa

pel.

Sua

ap

licaç

ão

este

nde-

se

desd

e sa

neam

ento

at

é in

dúst

rias

quím

icas

, pa

pel

e

celu

lose

, m

iner

ação

e in

dúst

rias

alim

entíc

ias.

A ú

nica

res

triç

ão,

em p

rincí

pio,

é q

ue o

flu

ido

tem

que

ser

elet

ricam

ente

co

ndut

ivo.

T

em,

aind

a,

com

o lim

itaçã

o o

fato

de

flu

idos

co

m

prop

rieda

des

mag

nétic

as a

dici

onar

em u

m c

erto

err

o de

med

ição

.

F

igur

a 4.

44-

Med

idor

mag

nétic

o de

vaz

ão

Apl

icaç

ão

O m

edid

or e

letr

omag

nétic

o é

um e

lem

ento

prim

ário

de

vazã

o vo

lum

étric

a, i

ndep

ende

nte

da

dens

idad

e e

das

prop

rieda

des

do f

luid

o. E

ste

med

idor

não

pos

sui

obst

ruçã

o e,

por

tant

o, a

pres

enta

uma

perd

a de

car

ga e

quiv

alen

te a

um

trec

ho r

eto

de tu

bula

ção.

Par

a m

ediç

ão d

e líq

uido

s lim

pos

com

baix

a vi

scos

idad

e, o

med

idor

ele

trom

agné

tico

é um

a op

ção.

Se

o líq

uido

de

med

ição

tiv

er p

artíc

ulas

sólid

as e

abr

asiv

as, c

omo

polp

a de

min

eraç

ão o

u pa

pel,

ele

é pr

atic

amen

te a

úni

ca a

ltern

ativ

a.

Com

o o

mes

mo

poss

ui c

omo

part

es ú

mid

as a

pena

s os

ele

trod

os e

o r

eves

timen

to,

é po

ssív

el

atra

vés

de u

ma

sele

ção

cuid

ados

a de

stes

ele

men

tos,

med

ir flu

idos

alta

men

te c

orro

sivo

s co

mo

ácid

os

e ba

ses.

É p

ossí

vel,

por

exem

plo,

a m

ediç

ão d

e ác

ido

fluor

ídric

o se

leci

onan

do-s

e el

etro

dos

de p

latin

a

e re

vest

imen

to d

e T

eflo

n. O

utro

flu

ido,

par

ticul

arm

ente

ade

quad

o pa

ra m

ediç

ão p

or e

ssa

técn

ica,

é o

da i

ndús

tria

alim

entíc

ia.

Com

o o

sist

ema

de v

edaç

ão d

os e

letr

odos

não

pos

sui

reen

trân

cias

, as

apro

vaçõ

es p

ara

uso

sani

tário

são

faci

lmen

te o

btid

as.

Page 4: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

104

Prin

cípi

o de

Fun

cion

amen

to: L

ei d

e F

arad

ay

O m

edid

or e

letr

omag

nétic

o de

vaz

ão é

bas

eado

na

Lei d

e F

arad

ay.

Est

a le

i foi

des

cobe

rta

por

um c

ient

ista

ing

lês

cham

ado

FA

RA

DA

Y,

em 1

831.

Seg

undo

est

a le

i, qu

ando

um

obj

eto

cond

utor

se

mov

e em

um

cam

po m

agné

tico,

um

a fo

rça

elet

rom

otriz

(f.e

.m.)

é g

erad

a, c

onfo

rme

a F

igur

a 4.

45.

Fig

ura

4.45

- G

eraç

ão d

a fo

rça

elet

rom

otriz

A r

elaç

ão e

ntre

a d

ireçã

o do

cam

po m

agné

tico,

mov

imen

to d

o flu

ido

e f.e

.m.

indu

zida

, po

de

faci

lmen

te

ser

dete

rmin

ada

pela

re

gra

da

mão

di

reita

de

F

LEM

ING

. N

o ca

so

do

med

idor

elet

rom

agné

tico,

o c

orpo

móv

el é

o f

luid

o qu

e flu

i atr

avés

do

tubo

det

ecto

r. D

esta

for

ma,

a d

ireçã

o do

cam

po m

agné

tico,

a v

azão

, e

a f.e

.m.

estã

o po

sici

onad

as,

uma

em r

elaç

ão a

out

ra,

de u

m â

ngul

o de

90 g

raus

.

A f.

e.m

. ind

uzid

a no

med

idor

ele

trom

agné

tico

é ex

pres

sa p

ela

segu

inte

equ

ação

:

E =

B.d

.V

onde

:

E: f

.e.m

. ind

uzid

a

(

V)

B: d

ensi

dade

do

fluxo

mag

nétic

o (

T)

d: d

iâm

etro

inte

rno

do d

etec

tor

(

m)

V: v

eloc

idad

e do

flui

do

(m

/s)

Page 5: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

105

De

acor

do c

om a

equ

ação

aci

ma,

lev

ando

-se

em c

onsi

dera

ção

que

a de

nsid

ade

de f

luxo

mag

nétic

o B

é c

onst

ante

, te

mos

que

a f

.e.m

. é

prop

orci

onal

à v

eloc

idad

e. A

Fig

ura

4.46

apr

esen

ta

uma

ilust

raçã

o de

um

med

idor

ele

trom

agné

tico

de v

azão

.

Fig

ura

4.46

- M

edid

or e

letr

omag

nétic

o de

vaz

ão

Est

rutu

ra d

o D

etec

tor

Rev

estim

ento

- P

ara

se c

onse

guir

retir

ar u

m s

inal

elé

tric

o pr

opor

cion

al à

vaz

ão,

é

nece

ssár

io q

ue o

int

erio

r do

tub

o se

ja i

sola

do e

letr

icam

ente

. S

e is

to n

ão f

or f

eito

, a

f.e.m

. se

rá c

urto

-circ

uita

da e

, de

sta

form

a, n

ão e

star

á pr

esen

te n

os e

letr

odos

. S

e o

tubo

fos

se d

e m

ater

ial

isol

ante

não

hav

eria

pro

blem

a, m

as,

gera

lmen

te o

tub

o é

feito

de

mat

eria

l co

ndut

or.

Par

a ev

itar

que

a f.e

.m.

seja

cu

rto-

circ

uita

da

pela

pa

rede

cond

utiv

a do

tub

o, u

tiliz

a-se

um

iso

lant

e ta

l co

mo

Tef

lon,

bor

rach

a de

pol

iure

tano

ou

cerâ

mic

a. A

esc

olha

do

mat

eria

l is

olan

te é

fei

ta e

m f

unçã

o do

tip

o de

flu

ido.

A F

igur

a

4.47

apr

esen

ta ti

pos

de r

eves

timen

tos

F

igur

a 4.

47-

Tip

os d

e re

vest

imen

tos

Page 6: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

106

Ele

trod

o -

Ele

trod

os s

ão d

ois

cond

utor

es in

stal

ados

na

pare

de d

o tu

bo p

ara

rece

ber

a

tens

ão in

duzi

da n

o flu

ido.

Exi

stem

vár

ios

mat

eria

is d

e fa

bric

ação

tai

s co

mo:

aço

inox

,

mon

el,

hast

ello

y, p

latin

a e

outr

os q

ue d

epen

dem

do

tipo

de f

luid

o a

ser

med

ido.

Os

med

idor

es m

ais

mod

erno

s já

est

ão s

endo

con

stru

ídos

com

a p

ossi

bilid

ade

de m

edir

a

resi

stên

cia

elét

rica

do e

letr

odo

com

rel

ação

à te

rra

e, a

ssim

, pod

er d

eter

min

ar s

e há

ou

não

incr

usta

ção

no

mes

mo,

co

nfor

me

mos

tra

a F

igur

a 4.

48.

Est

a m

ediç

ão

pode

incl

usiv

e se

r ve

rific

a no

dis

play

do

inst

rum

ento

, con

form

e m

ostr

a a

Fig

ura

4.49

.

F

igur

a 4.

48-

Mon

itora

ção

entr

e o

terr

a e

o el

etro

do p

ara

verif

icar

incr

usta

ções

F

igur

a 4.

49-

Indi

caçã

o da

incr

usta

ção

no d

ispl

ay d

o in

stru

men

to

Page 7: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

107

Alg

uns

fabr

ican

tes

já e

stão

dis

poni

biliz

ando

o e

letr

odo

rem

ovív

el,

para

fac

ilita

r a

troc

a ou

limpe

za d

o m

esm

o, q

uand

o es

ta n

ão e

stá

func

iona

ndo

corr

etam

ente

. A

Fig

ura

4.50

mos

tra

este

deta

lhe.

F

igur

a 4.

50-

Ele

trod

o re

mov

ível

Tub

o de

tect

or

- O

m

ater

ial

de

fabr

icaç

ão

do

tubo

do

m

edid

or

não

pode

se

r de

subs

tânc

ias

ferr

omag

nétic

as,

tais

co

mo

aço

ou

níqu

el,

pois

as

m

esm

as

caus

am

dist

úrbi

os n

o ca

mpo

ele

trom

agné

tico.

Des

ta f

orm

a, a

ço in

ox é

ger

alm

ente

usa

do p

ara

fabr

icaç

ão d

o de

tect

or, c

onfo

rme

a F

igur

a 4.

51.

Fig

ura

4.51

- T

ubo

med

idor

Page 8: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

108

Influ

ênci

a da

con

dutiv

idad

e -

A i

nflu

ênci

a da

con

dutiv

idad

e no

s m

edid

ores

de

vazã

o

deve

ser

ent

endi

da c

omo

se e

spec

ífica

a s

egui

r. C

onsi

dera

-se

o el

emen

to p

rimár

io

com

o um

ger

ador

sim

ples

des

envo

lven

do u

ma

f.e.m

. e

cone

ctad

o em

sér

ie c

om a

resi

stên

cia

inte

rna

do f

luid

o R

f. A

f.e

.m.

dest

e ge

rado

r é

rece

bida

pel

o el

emen

to

secu

ndár

io, q

ue te

m u

ma

resi

stên

cia

Rs.

A r

esis

tênc

ia R

f do

fluid

o en

tre

os e

letr

odos

é

dada

apr

oxim

adam

ente

pel

a se

guin

te fó

rmul

a:

Rf =

1 /

E.d

e

Ond

e:

E :

é a

cond

utiv

idad

e do

flui

do e

m S

iem

ens/

met

ro (

S/m

) (=

mho

/m)

D

e: é

o d

iâm

etro

dos

ele

trod

os.

Des

ta fo

rma,

a r

elaç

ão e

ntre

a te

nsão

de

saíd

a e

a te

nsão

ger

ada

é:

es =

1 –

[1 /

(1+

Rs.

E.d

e)]

Exe

mpl

ifica

ndo:

Se

a im

pedâ

ncia

Rs,

é d

e 1

M,

o flu

ido

água

com

con

dutiv

idad

e de

0,0

1

S/m

e o

diâ

met

ro d

e el

etro

do d

e 0,

01m

, tem

os:

e

s =

1-

[1 /

( 1+

106

. 10

-2 .

10-2

)]

= 1

– [1

/(1+

100)

] = 0

,99

Ou

seja

, 99

%.

Se

a co

ndut

ivid

ade

do f

luid

o fo

sse

aum

enta

da d

e um

fat

or 1

0, a

rel

ação

aci

ma

pass

aria

a 9

9,9%

, ou

sej

a, u

m a

umen

to d

e 10

0% n

a co

ndut

ivid

ade

só p

rovo

caria

um

a m

udan

ça

infe

rior

a 1%

na

rela

ção.

Tod

avia

, se

a c

ondu

tivid

ade

tives

se d

imin

uído

10

veze

s, a

rel

ação

es/

e te

ria

pass

ado

a 90

% o

u se

ja, 1

0% d

e va

riaçã

o.

Obs

erva

mos

, en

tão,

que

, a

part

ir de

um

cer

to l

imite

de

cond

utiv

idad

e, q

ue d

epen

de d

e

dete

rmin

adas

com

bina

ções

ent

re o

ele

men

to p

rimár

io e

o s

ecun

dário

, nã

o há

pro

blem

a de

influ

ênci

a

de

cond

utiv

idad

e do

flu

ido

sobr

e a

prec

isão

da

m

ediç

ão,

desd

e qu

e se

ja

supe

rior

aos

limite

s

reco

men

dado

s.

Inst

alaç

ão e

létr

ica

Alim

enta

ção

das

bobi

nas

- A

gr

ande

tr

ansf

orm

ação

so

frid

a pe

los

med

idor

es

elet

rom

agné

ticos

de

vazã

o, n

os ú

ltim

os a

nos,

foi

com

rel

ação

à f

orm

a de

exc

itaçã

o

das

bobi

nas,

con

form

e a

Fig

ura

4.52

. O

s qu

atro

tip

os p

rinci

pais

de

exci

taçã

o sã

o:

corr

ente

con

tínua

, co

rren

te a

ltern

ada,

cor

rent

e pu

lsan

te e

fre

qüên

cia

dupl

a si

mul

tâne

a.

Vam

os f

azer

um

a co

mpa

raçã

o té

cnic

a en

tre

os q

uatr

o tip

os c

itado

s, r

essa

ltand

o su

as

vant

agen

s e

desv

anta

gens

.

Page 9: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

109

For

mas

de

Exc

itaçã

o:

a)E

xcita

ção

em c

orre

nte

cont

ínua

- A

exc

itaçã

o em

cor

rent

e co

ntín

ua t

em a

van

tage

m d

e

perm

itir

uma

rápi

da d

etec

ção

da v

aria

ção

de v

eloc

idad

e do

flu

ido

e só

é a

plic

ada

para

caso

s m

uito

s es

peci

ais,

com

o, p

or e

xem

plo,

met

ais

líqui

dos.

Ent

re a

s de

svan

tage

ns

dest

e m

étod

o,

cita

mos

: di

ficul

dade

de

am

plifi

caçã

o do

si

nal

obtid

o,

influ

ênci

a do

pote

ncia

l ele

troq

uím

ico,

fenô

men

o de

ele

tról

ise

entr

e os

ele

trod

os e

out

ros

ruíd

os.

b)E

xcita

ção

em c

orre

nte

alte

rnad

a -

A e

xcita

ção

CA

tem

as

vant

agen

s de

não

ser

afe

tada

pelo

pot

enci

al e

letr

oquí

mic

o, s

er i

mun

e à

elet

rólis

e e

de f

ácil

ampl

ifica

ção.

Por

out

ro

lado

, te

mos

as

de

svan

tage

ns

de

vário

s ru

ídos

su

rgire

m

em

funç

ão

da

corr

ente

alte

rnad

a, q

ue s

ão p

rovo

cado

s pe

la i

nduç

ão e

letr

omag

nétic

a, c

ham

ado

de r

uído

de

quad

ratu

ra,

pela

cor

rent

e de

Fou

caul

t, qu

e pr

ovoc

a o

desv

io d

e ze

ro e

pel

os r

uído

s de

rede

que

se

som

am a

o si

nal d

e va

zão

e m

uita

s ve

zes

são

difíc

eis

de s

erem

elim

inad

os.

c)E

xcita

ção

em c

orre

nte

cont

ínua

pul

sada

- A

exc

itaçã

o em

CC

pul

sada

ou

em o

nda

quad

rada

, co

mbi

na a

s va

ntag

ens

dos

mét

odos

ant

erio

res

e nã

o te

m a

s de

svan

tage

ns.

Não

é a

feta

da p

elo

pote

ncia

l el

etro

quím

ico,

poi

s o

cam

po m

agné

tico

inve

rte

o se

ntid

o

perio

dica

men

te. C

omo

dura

nte

a m

ediç

ão o

cam

po é

con

stan

te, n

ão te

rem

os p

robl

emas

com

cor

rent

es d

e F

ouca

ult

nem

com

indu

ção

elet

rom

agné

tica,

que

são

fen

ômen

os q

ue

ocor

rem

so

men

te

quan

do

o ca

mpo

m

agné

tico

varia

. O

ru

ído

da

rede

é

elim

inad

o

sinc

roni

zand

o o

sina

l de

am

ostr

agem

com

a f

reqü

ênci

a da

red

e e

utili

zand

o-se

um

a

freq

üênc

ia

que

seja

um

su

bmúl

tiplo

pa

r da

fr

eqüê

ncia

da

re

de

e,

final

men

te,

a

ampl

ifica

ção

torn

a-se

sim

ples

com

am

plifi

cado

res

dife

renc

iais

.

Fig

ura

4.52

- Li

gaçõ

es e

létr

icas

da

bobi

na e

do

elet

rodo

Page 10: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

110

d)E

xcita

ção

com

fr

eqüê

ncia

du

pla

sim

ultâ

nea

- A

co

rren

te

de

exci

taçã

o de

du

pla

freq

üênc

ia é

apl

icad

a ao

tub

o de

med

ição

, o

qual

ger

a um

sin

al d

e va

zão

com

a m

esm

a

form

a de

ond

a. S

e um

sin

al d

e va

zão

em d

egra

u é

aplic

ado

ao t

ubo

de m

ediç

ão,

o si

nal

de v

azão

é a

mos

trad

o e

filtr

ado

nos

seus

com

pone

ntes

de

baix

a e

alta

fre

qüên

cia.

A

segu

ir es

sas

com

pone

ntes

são

som

adas

rep

rodu

zind

o o

degr

au a

plic

ado.

Des

se m

odo,

a co

mpo

nent

e de

al

ta

freq

üênc

ia

resp

onde

pr

inci

palm

ente

às

va

riaçõ

es

rápi

das,

enqu

anto

que

a c

ompo

nent

e de

bai

xa f

reqü

ênci

a re

spon

de p

rinci

palm

ente

às

varia

ções

lent

as, c

onfo

rme

a F

igur

a 4.

53.

F

igur

a 4.

53-

Exc

itaçã

o po

r du

pla

freq

üênc

ia

Ate

rram

ento

- P

or r

azõe

s de

seg

uran

ça d

o pe

ssoa

l e

para

obt

er u

ma

med

ição

de

vazã

o sa

tisfa

tória

, é

mui

to i

mpo

rtan

te a

tend

er t

odos

os

requ

erim

ento

s do

s fa

bric

ante

s

quan

to a

o at

erra

men

to. U

ma

inte

rliga

ção

elét

rica

perm

anen

te e

ntre

o fl

uido

, o m

edid

or,

a tu

bula

ção

adja

cent

e e

um p

onto

de

terr

a co

mum

é e

spec

ialm

ente

impo

rtan

te q

uand

o

a co

ndut

ivid

ade

do lí

quid

o é

baix

a. A

for

ma

de e

fetu

ar o

ate

rram

ento

dep

ende

do

tipo

de m

edid

or (

reve

stim

ento

inte

rno

etc.

). Q

uand

o o

med

idor

é in

stal

ado

entr

e tu

bula

ções

não

met

álic

as o

u re

vest

idas

int

erna

men

te,

é no

rmal

ins

tala

r an

éis

met

álic

os e

ntre

os

flang

es d

o m

edid

or e

a t

ubul

ação

. A

ssim

é o

btid

o o

cont

ato

elét

rico

com

o f

luid

o pa

ra

post

erio

r at

erra

men

to.

Est

es a

néis

dev

em s

er d

e di

âmet

ro i

nter

no i

gual

ao

med

idor

e

de d

iâm

etro

ext

erno

men

or q

ue a

circ

unfe

rênc

ia d

e fu

ros

dos

flang

es d

o m

edid

or.

A

Fig

ura

4.54

apr

esen

ta s

uges

tões

par

a fa

zer

o at

erra

men

to d

e m

edid

ores

de

vazã

o

mag

nétic

os.

Page 11: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

111

F

igur

a 4.

54-

Sug

estõ

es p

ara

faze

r o

ater

ram

ento

Esc

olha

do

diâm

etro

- O

s m

edid

ores

mag

nétic

os i

ndus

tria

is a

pres

enta

m u

m m

elho

r

dese

mpe

nho

rela

tivo

à pr

ecis

ão,

quan

do

a va

zão

med

ida

corr

espo

nde

a um

a

velo

cida

de

apre

ciáv

el.

Dev

em

ser

leva

das

em

cont

a co

nsid

eraç

ão

rela

tiva

ao

com

prom

isso

ent

re a

dec

anta

ção/

incr

usta

ção

e ab

rasã

o. T

ipic

amen

te,

eles

pos

suem

uma

prec

isão

de

1% d

a es

cala

qua

ndo

a ve

loci

dade

que

cor

resp

onde

ao

fim d

a es

cala

de v

azão

é s

uper

ior

a 1m

/s e

2%

, qu

ando

com

pree

ndid

o en

tre

0,3

e 1m

/s (

os v

alor

es

num

éric

os

cita

dos

varia

m

depe

nden

do

do

fabr

ican

te).

O

s fa

bric

ante

s ap

rese

ntam

ábac

os d

e es

colh

a pa

ra s

eus

med

idor

es o

nde,

con

hece

ndo

a ve

loci

dade

ou

a va

zão

máx

ima

a m

edir,

pod

e se

r de

term

inad

o o

diâm

etro

do

med

idor

mag

nétic

o pa

ra e

fetu

ar

a m

ediç

ão. A

Tab

ela

4.6

rela

cion

a a

velo

cida

de c

om a

vaz

ão.

Tab

ela

4.6

– R

elaç

ão V

eloc

idad

e x

vazã

o

Page 12: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

112

Inst

alaç

ão f

ísic

a -

A in

stal

ação

do

tubo

med

idor

na

tubu

laçã

o de

ve o

bede

cer

a ce

rtas

regr

as

para

qu

e o

mes

mo

poss

a m

edir

corr

etam

ente

, pr

inci

palm

ente

no

qu

e di

z

resp

eito

aos

tre

chos

ret

os.

A F

igur

a 4.

55 m

ostr

a co

mo

deve

ser

a i

nsta

laçã

o id

eal.

Par

a ev

itar

bolh

as e

tam

bém

fals

a in

dica

ção

quan

do n

ão h

ouve

r va

zão

na tu

bula

ção,

o

tubo

med

idor

dev

e se

r in

stal

ado

de a

cord

o co

m a

Fig

ura

4.56

. P

ara

evita

r qu

e o

prod

uto

a se

r m

edid

o nã

o dê

o c

onta

to a

dequ

ado

corr

eto

com

os

elet

rodo

s, o

tub

o

med

idor

dev

e se

r in

stal

ado

de a

cord

o co

m a

Fig

ura

4.57

. A

Fig

ura

4.58

apr

esen

ta u

m

exem

plo

de in

stal

ação

do

tubo

med

idor

e d

a un

idad

e el

etrô

nica

.

Fig

ura

4.55

- In

stal

ação

cor

reta

con

side

rand

o os

trec

hos

reto

s a

mon

tant

e e

a ju

sant

e

Fig

ura

4.56

- In

stal

ação

par

a ev

itar

fals

a in

dica

ção

e bo

lhas

Fig

ura

4.57

- In

stal

ação

par

a te

r bo

m c

onta

to d

o flu

ído

a se

r m

edid

o co

m o

s el

etro

dos

Page 13: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

113

(a)

(

b)

F

igur

a 4.

58-

(a)

Inst

alaç

ão d

o tu

bo m

edid

or, (

b) In

stal

ação

da

unid

ade

elet

rôni

ca

4.2.

4.2

Med

ido

r ti

po

tu

rbin

a

O m

edid

or é

con

stitu

ído

basi

cam

ente

por

um

rot

or m

onta

do a

xial

men

te n

a tu

bula

ção.

O r

otor

é

prov

ido

de a

leta

s qu

e o

faze

m g

irar

quan

do p

assa

um

flu

ido

na t

ubul

ação

do

proc

esso

. U

ma

bobi

na

capt

ador

a co

m u

m i

perm

anen

te é

mon

tada

ext

erna

men

te f

ora

da t

raje

tória

do

fluid

o, c

onfo

rme

a

Fig

ura

4.59

.

Fig

ura

4.59

- M

edid

or ti

po tu

rbin

a

Page 14: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

114

Qua

ndo

este

se

mov

imen

ta a

trav

és d

o tu

bo,

o ro

tor

gira

a u

ma

velo

cida

de d

eter

min

ada

pela

velo

cida

de d

o flu

ido

e pe

lo â

ngul

o da

s lâ

min

as d

o ro

tor.

A m

edid

a qu

e ca

da lâ

min

a pa

ssa

dian

te d

a

bobi

na e

do

imã,

oco

rre

uma

varia

ção

da r

elut

ânci

a do

circ

uito

mag

nétic

o e

no f

luxo

mag

nétic

o to

tal a

que

está

sub

met

ida

à bo

bina

. Ver

ifica

-se,

ent

ão, a

indu

ção

de u

m c

iclo

de

tens

ão a

ltern

ada.

A fr

eqüê

ncia

dos

pul

sos

gera

dos

dest

a m

anei

ra é

pro

porc

iona

l à v

eloc

idad

e do

flui

do e

a v

azão

pode

ser

det

erm

inad

a pe

la m

ediç

ão/to

taliz

ação

de

puls

os.

A F

igur

a 4.

60 a

pres

enta

um

exe

mpl

o de

inst

alaç

ão d

o m

edid

or ti

po tu

rbin

a.

F

igur

a 4.

60-

Inst

alaç

ão d

o m

edid

or ti

po tu

rbin

a O

BS

.: R

elut

ânci

a é

a di

ficul

dade

que

um

mat

eria

l m

agné

tico

ofer

ece

as l

inha

s m

agné

ticas

, o

opos

to é

cha

mad

o de

per

meâ

ncia

.

Influ

ênci

a da

vis

cosi

dade

- C

omo

vist

o ac

ima,

a f

reqü

ênci

a de

saí

da d

o se

nsor

é

prop

orci

onal

à v

azão

, de

for

ma

que

é po

ssív

el p

ara

cada

tur

bina

, fa

zer

o le

vant

amen

to

do c

oefic

ient

e de

vaz

ão K

, qu

e é

o pa

râm

etro

de

calib

raçã

o da

tur

bina

, ex

pres

so e

m

cicl

os (

puls

os)

por

unid

ade

de v

olum

e. N

uma

turb

ina

idea

l, es

te v

alor

K s

eria

um

a

cons

tant

e in

depe

nden

te d

a vi

scos

idad

e do

flu

ido

med

ido.

Obs

erva

-se,

ent

reta

nto,

que

à m

edid

a qu

e a

visc

osid

ade

aum

enta

, o

fato

r K

dei

xa d

e se

r um

a co

nsta

nte

e pa

ssa

a

ser

uma

funç

ão d

a vi

scos

idad

e e

da fr

eqüê

ncia

de

saíd

a da

turb

ina.

Per

form

ance

- C

ada

turb

ina

sofr

e um

a ca

libra

ção

na fá

bric

a, u

sand

o ág

ua c

omo

fluid

o.

Os

dado

s ob

tidos

são

doc

umen

tado

s e

forn

ecid

os j

unto

com

a t

urbi

na.

Usa

ndo

este

s

dado

s, o

btêm

-se

o fa

tor

méd

io d

e ca

libra

ção

K,

rela

tivo

à fa

ixa

de v

azão

esp

ecífi

ca.

O

fato

r é

repr

esen

tado

pel

a se

guin

te e

xpre

ssão

:

K =

60.

f / Q

Page 15: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

115

Par

a m

elho

rar

a qu

alid

ade

da m

ediç

ão e

m a

lgum

as a

plic

açõe

s, d

evem

os in

stal

ar r

etifi

cado

res

de fl

uxo

para

dim

inui

r a

turb

ulên

cia

do fl

uído

, con

form

e m

ostr

a a

Fig

ura

4.61

.

F

igur

a 4.

61-

Med

idor

tipo

turb

ina

com

ret

ifica

dor

de fl

uxo.

4.2.

4.3

Med

ido

r ti

po

rtex

Prin

cípi

o de

Fun

cion

amen

to

Qua

ndo

um a

ntep

aro

de g

eom

etria

def

inid

a é

colo

cado

de

form

a a

obst

ruir

parc

ialm

ente

um

a

tubu

laçã

o em

qu

e es

coa

um

fluid

o,

ocor

re

a fo

rmaç

ão

de

vórt

ices

, qu

e se

de

spre

ndem

alte

rnad

amen

te d

e ca

da l

ado

do a

ntep

aro,

com

o m

ostr

ado

nas

Fig

ura

4.62

e 4

.63.

Est

e é

um

fenô

men

o m

uito

con

heci

do e

dem

onst

rado

em

todo

s os

livr

os d

e m

ecân

ica

dos

fluid

os.

Os

vórt

ices

tam

bém

pod

em s

er o

bser

vado

s em

situ

açõe

s fr

eqüe

ntes

do

noss

o di

a a

dia,

com

o

por

exem

plo:

Mov

imen

to o

scila

tório

da

plan

tas

aquá

ticas

, em

raz

ão d

a co

rren

teza

;

As

band

eira

s flu

tuan

do a

o ve

nto;

As

osci

laçõ

es d

as c

opas

das

árv

ores

ou

dos

fios

elét

ricos

qua

ndo

expo

stas

ao

vent

o.

A f

reqü

ênci

a de

ger

ação

de

vórt

ices

não

é a

feta

da p

or v

aria

ções

na

visc

osid

ade,

dens

idad

e, te

mpe

ratu

ra o

u pr

essã

o do

flui

do.

Page 16: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

116

F

igur

a 4.

62-

For

maç

ão d

os v

órtic

es d

entr

o do

inst

rum

ento

F

igur

a 4.

63-

For

maç

ão n

atur

al d

os V

órtic

es

Mét

odo

de d

etec

ção

dos

vórt

ices

As

duas

mai

ores

que

stõe

s re

fere

ntes

ao

dese

nvol

vim

ento

prá

tico

de u

m m

edid

or d

e va

zão,

base

ado

nos

prin

cípi

os a

nter

iorm

ente

men

cion

ados

, são

:

a)A

cria

ção

de u

m o

bstá

culo

ger

ador

de

vórt

ices

(vó

rtex

she

dder

) qu

e po

ssa

gera

r vó

rtic

es

regu

lare

s e

de

parâ

met

ros

tota

lmen

te

esta

biliz

ados

. Is

to

dete

rmin

ará

a pr

ecis

ão d

o m

edid

or.

b)O

pro

jeto

de

um s

enso

r e

resp

ectiv

o si

stem

a el

etrô

nico

par

a de

tect

ar e

med

ir a

freq

üênc

ia d

os v

órtic

es.

Isto

det

erm

inar

á os

lim

ites

para

as

cond

içõe

s de

oper

ação

do

med

idor

.

c)V

órte

x sh

edde

r -

Num

eros

os t

ipos

de

vórt

ex s

hedd

er,

com

dife

rent

es f

orm

as,

fora

m s

iste

mat

icam

ente

tes

tado

s e

com

para

dos

em d

iver

sos

fabr

ican

tes

e

cent

ros

de p

esqu

isa.

Um

she

dder

com

form

ato

trap

ezoi

dal f

oi o

que

obt

eve

um

dese

mpe

nho

cons

ider

ado

ótim

o.

O c

orte

tra

pezo

idal

pro

porc

iona

exc

elen

te l

inea

ridad

e na

fre

qüên

cia

de g

eraç

ão d

os v

órtic

es,

além

de

extr

ema

esta

bilid

ade

dos

parâ

met

ros

envo

lvid

os.

Page 17: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

117

Qua

ndo

o flu

ído

pass

a pe

lo s

hedd

er g

era

um d

eslo

cam

ento

no

sens

or,

pois

o m

esm

o só

est

á

pres

o na

pa

rte

supe

rior,

en

quan

to

a pa

rte

infe

rior

fica

solta

, co

nfor

me

a F

igur

a 4.

64.

Est

e

desl

ocam

ento

é a

ltern

ado

hora

do

lado

esq

uerd

o, h

ora

do l

ado

dire

ito.

Com

ist

o o

cris

tal

B (

sens

or

piez

oelé

tric

o) m

ede

esta

freq

üênc

ia d

e os

cila

ção

e a

freq

üênc

ia d

e vi

braç

ão d

a tu

bula

ção

(ruí

do).

Já o

cris

tal

A m

ede

som

ente

a f

reqü

ênci

a de

vib

raçã

o da

tub

ulaç

ão.

O c

ircui

to e

letr

ônic

o

rece

be a

s du

as f

reqü

ênci

as e

tra

nsfo

rma

em s

inal

de

saíd

a, p

or e

xem

plo,

4 a

20

mA

, so

men

te a

freq

üênc

ia p

ropo

rcio

nal

à va

zão,

con

form

e a

Fig

ura

4.65

. N

a F

igur

a 4.

66 s

ão a

pres

enta

dos

dois

exem

plos

de

inst

alaç

ão d

o m

edid

or ti

po v

órte

x.

F

igur

a 4.

64-

She

dder

Fig

ura

4.65

- C

ircui

to e

letr

ônic

o do

med

idor

tipo

vór

tex

Page 18: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

118

F

igur

a 4.

66-

Inst

alaç

ão d

o m

edid

or ti

po v

órte

x

4.2.

4.4

Med

ido

res

ult

ra-s

ôn

ico

s

Os

med

idor

es d

e va

zão

que

usam

a v

eloc

idad

e do

som

com

o m

eio

auxi

liar

de m

ediç

ão,

conf

orm

e a

Fig

ura

4.67

, são

div

idid

os e

m d

ois

tipos

prin

cipa

is:

Med

idor

es a

efe

ito D

oppl

er

Med

idor

es d

e te

mpo

de

trân

sito

Exi

stem

med

idor

es u

ltra-

sôni

cos

nos

quai

s os

tra

nsdu

tore

s sã

o pr

esos

à s

uper

fície

ext

erna

da

tubu

laçã

o, e

out

ros

com

os

tran

sdut

ores

em

con

tato

dire

to c

om o

flu

ído.

Os

tran

sdut

ores

-em

isso

res

de u

ltra-

sons

con

sist

em e

m c

rista

is p

iezo

elét

ricos

que

são

usa

dos

com

o fo

nte

de u

ltra-

som

, pa

ra

envi

ar s

inai

s ac

ústic

os q

ue p

assa

m n

o flu

ido,

ant

es d

e at

ingi

r os

sen

sore

s co

rres

pond

ente

s.

Fig

ura

4.67

- M

edid

ores

ultr

a-sô

nico

s

Page 19: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

119

Med

idor

es d

e E

feito

Dop

pler

O e

feito

Dop

pler

é a

apa

rent

e va

riaçã

o de

freq

üênc

ia p

rodu

zida

pel

o m

ovim

ento

rel

ativ

o de

um

emis

sor

e de

um

rec

epto

r de

fre

qüên

cia.

No

caso

, es

ta v

aria

ção

de f

reqü

ênci

a oc

orre

qua

ndo

as

onda

s sã

o re

fletid

as p

elas

par

tícul

as m

óvei

s do

flu

ido.

Nos

med

idor

es b

asea

dos

nest

e pr

incí

pio,

Fig

ura

4.68

, os

tr

ansd

utor

es-e

mis

sore

s pr

ojet

am

um

feix

e co

ntín

uo

de

ultr

a-so

m

na

faix

a da

s

cent

enas

de

kH

z.

Os

ultr

a-so

ns

refle

tidos

po

r pa

rtíc

ulas

ve

icul

adas

pe

lo

fluíd

o po

ssue

m

sua

freq

üênc

ia a

ltera

da p

ropo

rcio

nalm

ente

ao

com

pone

nte

da v

eloc

idad

e da

s pa

rtíc

ulas

na

dire

ção

do

feix

e.

Est

es

inst

rum

ento

s sã

o,

cons

eqüe

ntem

ente

, ad

equa

dos

para

m

edir

vazã

o de

flu

idos

qu

e

cont

enha

m p

artíc

ulas

cap

azes

de

refle

tir o

ndas

acú

stic

as.

F

igur

a 4.

68-

Med

idor

de

efei

to D

oppl

er

Med

idor

es d

e T

empo

de

Trâ

nsito

Ao

cont

rário

dos

ins

trum

ento

s an

terio

res,

est

es i

nstr

umen

tos

não

são

adeq

uado

s pa

ra m

edir

vazã

o de

flu

idos

que

con

tenh

am p

artíc

ulas

. P

ara

que

a m

ediç

ão s

eja

poss

ível

, os

med

idor

es d

e

tem

po d

e tr

ânsi

to d

evem

med

ir va

zão

de f

luid

os r

elat

ivam

ente

lim

pos.

Nes

tes

med

idor

es (

Fig

uras

4.69

e 4

.70)

, um

tra

nsdu

tor

(em

isso

r-re

cept

or)

de u

ltra-

som

é f

ixad

o à

pare

de e

xter

na d

o tu

bo,

ao

long

o de

dua

s ge

ratr

izes

dia

met

ralm

ente

opo

stas

. O

eix

o qu

e re

úne

os e

mis

sore

s-re

cept

ores

, fo

rma

com

o e

ixo

da tu

bula

ção,

um

âng

ulo

.

Os

tran

sdut

ores

tra

nsm

item

e r

eceb

em a

ltern

adam

ente

um

tre

m d

e on

das

ultr

a-sô

nica

s de

dura

ção

pequ

ena,

ou

seja

, os

pul

sos

saem

de

ambo

s os

tra

nsdu

tore

s ao

mes

mo

tem

po,

mas

pod

em

cheg

ar c

om u

m t

empo

dife

rent

e, c

aso

haja

vaz

ão.

O t

empo

de

tran

smis

são

é le

vem

ente

inf

erio

r (t

1)

quan

do o

rient

ada

para

a ju

sant

e, e

leve

men

te s

uper

ior

(t2)

qua

ndo

orie

ntad

a pa

ra a

mon

tant

e. S

endo

L a

dist

ânci

a en

tre

os s

enso

res,

V1

a ve

loci

dade

méd

ia d

o flu

ido

e V

2 a

velo

cida

de d

o so

m n

o líq

uido

cons

ider

ado,

tem

os:

1/t1

= (

V2

- V

1 co

s )

/ L

1/t2

= (

V2

+ V

1 co

s )

/ L

Page 20: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

120

F

igur

a 4.

69-

Med

idor

es d

e te

mpo

de

trân

sito

Fig

ura

4.70

- M

edid

or d

e te

mpo

de

trân

sito

A d

ifere

nça

dos

tem

pos

de t

râns

ito t

1 e

t2 s

erve

com

o ba

se d

e m

ediç

ão d

a ve

loci

dade

V1.

Um

a ve

z qu

e a

dife

renç

a de

te

mpo

é

mui

to

pequ

ena

(apr

oxim

adam

ente

2x

10-9

s),

o si

stem

a

elet

rôni

co

deve

em

preg

ar

circ

uito

s di

gita

is

mic

ropr

oces

sado

s de

al

ta

velo

cida

de

para

po

der

disc

rimin

ar c

om e

xatid

ão ta

is v

alor

es.

Page 21: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

121

Os

dois

tip

os d

e m

edid

ores

são

com

plem

enta

res,

que

o pr

imei

ro o

pera

com

líq

uido

s qu

e

cont

êm p

artíc

ulas

sól

idas

ou

gaso

sas

e o

segu

ndo,

req

uer

fluíd

os l

impo

s. E

m a

mbo

s os

tip

os d

e

med

idor

es, o

per

fil d

e ve

loci

dade

s da

vei

a flu

ida

deve

ser

com

pens

ado.

Nos

m

edid

ores

de

ef

eito

D

oppl

er,

depe

nden

do

das

real

izaç

ões

prát

icas

, a

influ

ênci

a da

dens

idad

e de

par

tícul

as r

efle

xiva

s po

derá

int

rodu

zir

erro

s su

plem

enta

res.

Qua

ndo

a qu

antid

ade

de

part

ícul

as f

or m

uito

gra

nde,

as

part

ícul

as p

róxi

mas

dos

sen

sore

s, q

ue s

ão a

s m

ais

lent

as,

serã

o as

que

mai

s co

ntrib

uem

na

refle

xão

das

onda

s, i

ntro

duzi

ndo

um e

rro

para

men

os.

Nos

med

idor

es d

e

tem

po d

e tr

ânsi

to,

a co

nfig

uraç

ão g

eom

étric

a do

per

curs

o do

fei

xe a

cúst

ico

é pe

rfei

tam

ente

def

inid

a.

Ser

á, e

ntão

, po

ssív

el c

orrig

ir a

leitu

ra a

dequ

adam

ente

, le

vand

o em

con

side

raçã

o o

perf

il pa

drão

em

funç

ão d

o nú

mer

o de

Rey

nold

s do

esc

oam

ento

.

Os

circ

uito

s el

etrô

nico

s do

s in

stru

men

tos

são

prev

isto

s pa

ra

elim

inar

os

ef

eito

s da

s

turb

ulên

cias

, ef

etua

ndo

cont

inua

men

te a

méd

ia d

as v

eloc

idad

es n

uma

base

de

tem

po r

elat

ivam

ente

long

a. É

des

acon

selh

ada

a ap

licaç

ão d

este

s in

stru

men

tos

a pr

odut

os q

ue d

epos

itam

na

supe

rfíc

ie

inte

rna

do tu

bo, f

orm

ando

um

a ca

mad

a ab

sorv

ente

de

ener

gia

acús

tica.

Exi

stem

m

odel

os

de

tran

smis

sor

que

os

emis

sore

s re

cept

ores

po

dem

se

r in

stal

ados

exte

rnam

ente

na

tubu

laçã

o, c

onfo

rme

mos

tra

a F

igur

a 4.

71.

A F

igur

a 4.

72 a

pres

enta

um

exe

mpl

o de

inst

alaç

ão d

o tr

ansm

isso

r po

r ul

tra-

som

.

F

igur

a 4.

71 -

Inst

alaç

ão e

xter

na d

os e

mis

sore

s re

cept

ores

F

igur

a 4.

72-

Inst

alaç

ão d

o tr

ansm

isso

r po

r ul

tra-

som

Page 22: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

122

4.2.

4.5

Med

ido

r p

or

Efe

ito

Co

rio

lis

É

um

inst

rum

ento

de

su

cess

o no

m

omen

to,

pois

te

m

gran

de

aplic

abili

dade

na

in

dúst

ria

alim

entíc

ia,

farm

acêu

tica,

quí

mic

a, p

apel

, pe

tról

eo e

tc.

e su

a m

ediç

ão i

ndep

ende

das

var

iáve

is d

e

proc

esso

- d

ensi

dade

, vis

cosi

dade

, con

dutib

ilida

de, p

ress

ão, t

empe

ratu

ra, p

erfil

do

fluíd

o.

Res

umid

amen

te,

um

med

idor

C

orio

lis

poss

ui

dois

co

mpo

nent

es:

tubo

s de

se

nsor

es

de

med

ição

e t

rans

mis

sor,

con

form

e a

Fig

ura

4.73

. O

s tu

bos

de m

ediç

ão s

ão s

ubm

etid

os a

um

a

osci

laçã

o e

ficam

vib

rand

o na

sua

pró

pria

freq

üênc

ia n

atur

al à

bai

xa a

mpl

itude

, qua

se im

perc

eptív

el a

olho

nu.

Qua

ndo

um f

luid

o qu

alqu

er é

intr

oduz

ido

no t

ubo

em v

ibra

ção,

o e

feito

Cor

iolis

se

man

ifest

a

caus

ando

um

a de

form

ação

, is

to é

, um

a to

rção

, qu

e é

capt

ada

por

mei

o de

sen

sore

s m

agné

ticos

que

gera

m u

ma

tens

ão e

m fo

rmat

o de

ond

as s

enoi

dais

.

As

forç

as g

erad

as p

elos

tub

os c

riam

um

a ce

rta

opos

ição

à p

assa

gem

do

fluid

o na

sua

reg

ião

de e

ntra

da (

regi

ão d

a bo

bina

1),

e em

opo

siçã

o, a

uxili

am o

flu

ído

na r

egiã

o de

saí

da d

os t

ubos

,

conf

orm

e a

Fig

ura

4.74

.

Fig

ura

4.73

- M

edid

or p

or e

feito

Cor

iolis

Page 23: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

123

F

igur

a 4.

74-

Med

idor

por

efe

ito C

orio

lis

O a

tras

o en

tre

os d

ois

lado

s (d

esvi

o de

fas

e) é

dire

tam

ente

pro

porc

iona

l à v

azão

más

sica

e a

alte

raçã

o de

freq

üênc

ia d

e vi

braç

ão é

dire

tam

ente

pro

porc

iona

l à d

ensi

dade

do

prod

uto.

A F

igur

a 4.

75

apre

sent

a o

sina

l de

saíd

a do

det

ecto

r de

efe

ito C

orio

lis.

Fig

ura

4.75

- S

inal

de

saíd

a do

det

ecto

r de

efe

ito C

orio

lis.

Um

RT

D é

mon

tado

no

tubo

, m

onito

rand

o a

tem

pera

tura

des

te,

a fim

de

com

pens

ar a

s

vibr

açõe

s da

s de

form

açõe

s el

ástic

as s

ofrid

as c

om a

osc

ilaçã

o da

tem

pera

tura

, co

nfor

me

a F

igur

a

4.76

.

O t

rans

mis

sor

é co

mpo

sto

de u

m c

ircui

to e

letr

ônic

o qu

e ge

ra u

m s

inal

par

a os

tub

os d

e

vazã

o, a

limen

ta e

rec

ebe

o si

nal

de m

edid

a, p

ropi

cian

do s

aída

s an

alóg

icas

de

4 a

20 m

A,

de

freq

üênc

ia (

0 a

10 k

Hz)

e a

té d

igita

l RS

232

e/ou

RS

485.

Est

as s

aída

s sã

o en

viad

as p

ara

inst

rum

ento

s

rece

ptor

es q

ue c

ontr

olam

bat

elad

as,

indi

cam

vaz

ão i

nsta

ntân

ea e

tot

aliz

ada

ou p

ara

PLC

s, S

DC

Ds

etc.

A F

igur

a 4.

77 a

pres

enta

a in

stal

ação

do

med

idor

más

sico

.

Page 24: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

124

F

igur

a 4.

76-

Mon

tage

m d

o se

nsor

de

tem

pera

tura

F

igur

a 4.

77-

Inst

alaç

ão d

o m

edid

or m

ássi

co

Pod

emos

enc

ontr

ar e

ste

med

idor

com

tub

o re

to.

Nes

te m

odel

o, u

m t

ubo

de m

ediç

ão o

scila

sobr

e o

eixo

neu

tro

A-B

sen

do p

erco

rrid

o po

r um

flui

do c

om v

eloc

idad

e “v

”, c

onfo

rme

a F

igur

a 4.

78.

Fig

ura

4.78

- T

ubo

de m

ediç

ão

Page 25: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

125

Ent

re o

s po

ntos

A-C

da

Fig

ura

4.78

, as

par

tícul

as d

o flu

ido

são

acel

erad

as d

e um

a ba

ixa

para

uma

alta

vel

ocid

ade

rota

cion

al.

A m

assa

des

tas

part

ícul

as a

cele

rada

s ge

ra a

for

ça d

e C

orio

lis (

Fc)

,

opos

ta a

dire

ção

de r

otaç

ão.

Ent

re o

s po

ntos

C-B

as

part

ícul

as d

o flu

ido

são

desa

cele

rada

s, o

que

leva

a f

orça

de

Cor

iolis

no

mes

mo

sent

ido

da r

otaç

ão.

A f

orça

de

Cor

iolis

(F

c),

a qu

al a

tua

sobr

e as

duas

met

ades

do

tubo

com

dire

ções

opo

stas

, é

dire

tam

ente

pro

porc

iona

l á v

azão

más

sica

. O

mét

odo

de d

etec

ção

é o

mes

mo

do s

iste

ma

ante

rior.

A F

igur

a 4.

79 a

pres

enta

um

exe

mpl

o de

ins

tala

ção

do

med

idor

más

sico

de

tubo

ret

o.

F

igur

a 4.

79-

Inst

alaç

ão d

o m

edid

or m

ássi

co d

e tu

bo r

eto

As

Tab

elas

4.

7 e

4.8

apre

sent

am

a co

nver

são

de

unid

ades

pa

ra

unid

ades

de

va

zão

volu

mét

rica

e un

idad

es d

e va

zão

más

sica

.

Page 26: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

Tabela 4.7- Unidades de vazão volumétrica

m3/h

m3/min

m3/s

GPM

BPH

BPD

pé3/h

pé3/min

m3/h 1 0,016667 0,00027778 4,40287 6,28982 150,956 35,314 0,588579

m3/min 60 1 0,016667 264.1721 377.3892 9057,34 2118,8802 35.3147

m3/s 3600 60 1 15.850.33 22.643.35 543.440,7 127 132,81 2118,884

Galão por minuto GPM 0,22712 0,0037854 63,09.10-6 1 1.42857 34.2857 8,0208 0,13368

Barril por hora BPH 0,158987 0,0026497 44.161.10-6 0,7 1 24 5.614583 0,0935763

Barril por dia BPD 0,0066245 0,00011041 1.8401.10-6 0,029167 0,041667 1 0,23394 0,0038990

pé3/h CFH 0,0283168 0,00047195 7.8657.10-6 0,124676 0,178108 4.2746 1 0,016667

pé3/min CFM 1,69901 0,028317 0,00047195 7,480519 10,686 256,476 60 1

Tabela 4.8- Unidades de vazão mássica

PARA OBTER O RESULTADO EXPRESSO EM

MULTIPLICADOR POR

O VALOR EXPRESSO EM

Page 27: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

t/dia

t/h

kg/h

kg/s

Ib/h

Ib/min

Ib/s

tonelada/dia t/dia 1 0,041667 41,667 0,011574 91,858 1.5310 0,025516

tonelada/hora t/h 24 1 1000 0,27778 2204,6 36,7433 0,61239

kilograma / hora kg/h 0,0240 0,001 1 0,000278 2,2046 0,03674 0,000612

kilograma/segundo kg/s 86,400 3,6 3600 1 7936,6 132,276 2,2046

libra/hora Ib/h 0,01089 0,0004536 0,4536 0,000126 1 0,01667 0,000278

libra/minuto Ib/min 0,65317 0,02722 27,216 0,00756 60 1 0,01667

libra segundo Ib/s 39,1907 1,63295 1 632,95 0,45360 3600 60 1

PARA OBTER O RESULTADO EXPRESSO EM

MULTIPLICADOR POR

O VALOR EXPRESSO EM

Page 28: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

128

CA

PÍT

UL

O V

5T

ub

ula

ção

de

imp

uls

o e

sis

tem

as d

e se

lag

em

5.1

Tu

bu

laçã

o d

e im

pu

lso

É a

tub

ulaç

ão q

ue li

ga a

tom

ada

de im

puls

o a

um in

stru

men

to d

e m

ediç

ão.

É u

m c

ompo

nent

e

do e

lem

ento

sen

síve

l do

s in

stru

men

tos

que

med

em p

ress

ão,

vazã

o e

níve

l, se

ndo

que

nest

es d

ois

últim

os,

som

ente

qua

ndo

o pr

oces

so u

tiliz

ar o

sis

tem

a de

pre

ssão

dife

renc

ial.

Par

a in

stru

men

tos

de

pres

são

dife

renc

ial a

tubu

laçã

o de

verá

est

ar li

gada

às

tom

adas

de

impu

lso

por

mei

o de

2 li

nhas

.

5.1.

1In

stal

ação

Qua

ndo

o flu

ido

a se

r m

edid

o fo

r um

gás

, o

inst

rum

ento

ser

á m

onta

do a

cim

a do

elem

ento

prim

ário

. A

s F

igur

as 5

.1 e

5.2

apr

esen

tam

a m

ediç

ão d

e gá

s co

m t

rans

mis

sor

de

pres

são

dife

renc

ial.

F

igur

a 5.

1- M

ediç

ão d

e va

zão

de g

ás c

om tr

ansm

isso

r de

pre

ssão

dife

renc

ial

e M

anifo

ld d

e 3

válv

ulas

Page 29: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

129

F

igur

a 5.

2- M

ediç

ão d

e va

zão

de g

ás c

om o

tran

smis

sor

de p

ress

ão d

ifere

ncia

l Q

uand

o o

fluid

o a

ser

med

ido

for

um lí

quid

o, o

inst

rum

ento

ser

á m

onta

do a

baix

o do

ele

men

to

prim

ário

, con

form

e a

Fig

ura

5.3.

F

igur

a 5.

3- M

ediç

ão d

e va

zão

de lí

quid

os c

om o

tran

smis

sor

de p

ress

ão d

ifere

ncia

l

Page 30: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

130

Qua

ndo

o flu

ído

a se

r m

edid

o fo

r va

por

d’ág

ua,

a to

mad

a de

im

puls

o de

verá

sai

r ac

ima

da

tubu

laçã

o de

impu

lso

ou la

tera

lmen

te o

u co

nfor

me

a F

igur

a 5.

4.

F

igur

a 5.

4- M

ediç

ão d

e va

zão

de v

apor

com

o tr

ansm

isso

r de

pre

ssão

dife

renc

ial

5.1.

2C

on

stit

uiç

ão d

a tu

bu

laçã

o d

e im

pu

lso

A F

igur

a 5.

5 ap

rese

nta

os c

ompo

nent

es q

ue f

azem

par

te d

a tu

bula

ção

de i

mpu

lso.

Est

es

com

pone

ntes

são

:

Nip

ple

de d

eter

min

ado

diâm

etro

, fix

ado

à to

mad

a de

impu

lso.

Vál

vula

de

bloq

ueio

.

Tub

o de

det

erm

inad

o di

âmet

ro li

gand

o à

válv

ula

de b

loqu

eio

ao in

stru

men

to.

Vál

vula

de

dren

o, in

stal

ada

pert

o do

inst

rum

ento

.

Fig

ura

5.5-

Con

stitu

ição

da

tubu

laçã

o de

impu

lso

Page 31: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

131

A v

álvu

la d

e bl

oque

io d

ever

á se

r in

stal

ada

a m

ais

próx

ima

poss

ível

da

tubu

laçã

o de

pro

cess

o.

A v

álvu

la d

e dr

eno

tem

por

fin

alid

ade

a de

spre

ssur

izaç

ão e

a d

rena

gem

da

tom

ada

de i

mpu

lso.

A

Fig

ura

5.6

apre

sent

a a

tom

ada

de im

puls

o pa

ra a

med

ição

de

pres

são.

F

igur

a 5.

6- T

omad

a de

impu

lso

para

a m

ediç

ão d

e pr

essã

o P

ara

inst

rum

ento

s de

pr

essã

o di

fere

ncia

l há

du

as

tubu

laçõ

es

de

impu

lso:

tu

bula

ção

de

impu

lso

da c

âmar

a de

alta

e d

a câ

mar

a de

bai

xa p

ress

ão.

Ent

re a

tub

ulaç

ão d

e im

puls

o de

alta

pres

são

e de

bai

xa p

ress

ão,

inst

ala-

se u

ma

válv

ula

para

igu

alar

as

pres

sões

das

câm

aras

do

inst

rum

ento

. A e

sta

válv

ula

dá-s

e o

nom

e de

vál

vula

equ

aliz

ador

a, c

onfo

rme

a F

igur

a 5.

7.

Fig

ura

5.7-

Vál

vula

equ

aliz

ador

a e

válv

ulas

de

bloq

ueio

Page 32: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

132

A s

eleç

ão d

o m

ater

ial

para

ins

tala

ção

das

tom

adas

de

impu

lso

se b

asei

a no

tip

o de

flu

ido

a

ser

med

ido,

tem

pera

tura

e p

ress

ão d

e op

eraç

ão d

o flu

ido,

pos

sibi

lidad

e de

cor

rosã

o, d

istâ

ncia

ent

re o

elem

ento

prim

ário

e o

inst

rum

ento

, con

form

e a

Fig

ura

5.8.

F

igur

a 5.

8- In

stal

ação

de

válv

ula

equa

lizad

ora

com

o tr

ansm

isso

r de

pre

ssão

dife

renc

ial

5.2

Sis

tem

as d

e se

lag

em

Sis

tem

as d

e se

lage

m s

erve

m p

ara

evita

r à

corr

osão

e a

cris

taliz

ação

dos

pro

duto

s al

tam

ente

visc

osos

que

se

solid

ifica

m à

tem

pera

tura

am

bien

te n

o in

terio

r do

ele

men

to d

e m

ediç

ão.

5.2.

1S

elo

líq

uid

o

O s

elo

líqui

do é

util

izad

o se

mpr

e qu

e ho

uver

nec

essi

dade

de

que

o el

emen

to n

ão e

ntre

em

cont

ato

com

o fl

uído

a s

er m

edid

o, c

onfo

rme

a F

igur

a 5.

9. G

eral

men

te e

ste

selo

é c

oloc

ado

em p

otes

.

A p

ress

ão e

xerc

ida

pelo

pro

cess

o de

aco

rdo

com

a d

ensi

dade

, irá

pre

ssio

nar

o líq

uido

de

selo

par

a o

elem

ento

. O

s líq

uido

s pa

ra s

elag

em p

odem

ser

: m

istu

ra d

e gl

icer

ina

e ág

ua,

mis

tura

de

etile

no,

glic

ol

e ág

ua, q

uero

sene

, óle

o et

c.

F

igur

a 5.

9- S

elo

líqui

do

Page 33: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

133

A F

igur

a 5.

10 a

pres

enta

a in

stal

ação

dos

pot

es d

e se

lage

m p

ara

a m

ediç

ão d

e va

zão.

Fig

ura

5.10

- In

stal

ação

dos

pot

es d

e se

lage

m p

ara

a m

ediç

ão d

e va

zão

Qua

ndo

dese

jam

os m

edir

a pr

essã

o de

um

a lin

ha d

e va

por,

dev

emos

inst

alar

um

sifã

o (r

abo

de

porc

o) e

ntre

a li

nha

e o

inst

rum

ento

. Is

to s

erve

par

a ev

itar

que

o va

por

entr

e di

reta

men

te e

m c

onta

to

com

o i

nstr

umen

to.

Com

a i

nsta

laçã

o do

sifã

o o

que

entr

a em

con

tato

com

o i

nstr

umen

to é

o

cond

ensa

do. A

Fig

ura

5.11

mos

tra

um e

xem

plo

dest

a ap

licaç

ão.

F

igur

a 5.

11-

Inst

alaç

ão d

o si

fão

para

med

ir pr

essã

o da

linh

a de

vap

or

Page 34: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

134

5.2.

2S

elo

de

ar

Con

sist

e em

um

a câ

mar

a se

lada

e u

m c

apila

r on

de e

xist

e um

dia

frag

ma

que

irá s

e de

sloc

ar d

e

acor

do c

om a

s va

riaçõ

es d

e pr

essã

o do

pro

cess

o, c

onfo

rme

a F

igur

a 5.

12.

Est

e tip

o de

sel

o é

usad

o

para

med

ir pr

essõ

es b

aixa

s.

Fig

ura

5.12

- S

elo

de a

r

5.2.

3S

elo

vo

lum

étri

co

Con

sist

e em

um

a câ

mar

a se

lada

e u

m c

apila

r qu

e es

tá l

igad

o di

reta

men

te a

o el

emen

to,

conf

orm

e a

Fig

ura

5.13

. N

essa

câm

ara

exis

te u

m d

iafr

agm

a qu

e irá

pre

ssio

nar

o líq

uido

de

selo

pel

o

capi

lar

ao e

lem

ento

. O

des

loca

men

to s

erá

prop

orci

onal

à p

ress

ão e

xerc

ida

pelo

pro

cess

o so

bre

o

diaf

ragm

a. A

fai

xa m

ínim

a re

com

enda

da p

ara

os m

edid

ores

des

se t

ipo

é de

3 k

gf/c

m2 ,

send

o o

com

prim

ento

do

capi

lar

de 1

5 m

no

máx

imo.

A F

igur

a 5.

14 a

pres

enta

um

exe

mpl

o de

ins

tala

ção

do

tran

smis

sor

de p

ress

ão d

ifere

ncia

l com

sel

o re

mot

o.

F

igur

a 5.

13-

Tra

nsm

isso

r de

pre

ssão

dife

renc

ial c

om s

elo

volu

mét

rico

Page 35: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

135

F

igur

a 5.

14-

Inst

alaç

ão d

o tr

ansm

isso

r de

pre

ssão

dife

renc

ial c

om s

elo

rem

oto

5.2.

4M

anô

met

ro p

etro

qu

ímic

o

É u

m m

anôm

etro

equ

ipad

o co

m m

embr

ana

de s

elag

em q

uím

ica,

con

form

e a

Fig

ura

5.15

. O

sist

ema

com

Bou

rdon

e s

elo

líqui

do.

F

igur

a 5.

15-

Man

ômet

ro p

etro

quím

ico

O

mét

odo

para

se

en

cher

o

Bou

rdon

co

m

óleo

se

lant

e se

m

deix

ar

ar

pres

o na

su

a

extr

emid

ade

é o

segu

inte

: pr

imei

ro f

az-s

e o

vácu

o no

Bou

rdon

e d

epoi

s a

válv

ula

é ab

erta

par

a qu

e o

líqui

do p

reen

cha

todo

o v

olum

e do

Bou

rdon

, con

form

e a

Fig

ura

5.16

.

Fig

ura

5.16

- M

étod

o de

enc

him

ento

do

Bou

rdon

Page 36: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

136

É

com

um e

ncon

trar

mos

alg

uns

man

ômet

ros

com

líq

uido

in

tern

amen

te.

Est

e líq

uido

é n

a

mai

oria

das

vez

es g

licer

ina,

par

a ev

itar

o de

sgas

te p

rem

atur

o da

máq

uina

do

man

ômet

ro (

pinh

ão e

crem

alhe

ira)

ou s

e a

linha

ond

e o

mes

mo

está

ins

tala

do t

em u

ma

vibr

ação

mui

to g

rand

e. A

Fig

ura

5.17

mos

tra

um e

xem

plo

de in

stal

ação

.

F

igur

a 5.

17-

Man

ômet

ro c

om g

licer

ina

5.2.

5S

elo

san

itár

io

É o

tip

o de

sel

o qu

e é

utili

zado

nas

ind

ústr

ias

alim

entíc

ias.

Sua

con

exão

ao

proc

esso

é f

eita

atra

vés

de

um

gram

po

para

fa

cilit

ar

sua

rem

oção

qu

ando

é

feita

a

higi

eniz

ação

do

pr

oces

so,

conf

orm

e as

Fig

uras

5.1

8, 5

.19

e 5.

20.

F

igur

a 5.

18-

Sel

o sa

nitá

rio

Page 37: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

137

F

igur

a 5.

19-

Inst

alaç

ão d

e um

man

ômet

ro c

om c

onex

ão s

anitá

ria

F

igur

a 5.

20-

Sen

sor

de v

azão

com

con

exão

san

itária

5.3

Pu

rga

É u

tiliz

ado

para

evi

tar

que

os m

edid

ores

tom

em c

onta

to d

ireto

com

flu

idos

que

pos

sam

cau

sar

dano

s ou

falh

as n

o se

u fu

ncio

nam

ento

.

5.3.

1P

urg

a co

m g

ás

A

vazã

o da

pu

rga

deve

se

r m

antid

a co

nsta

nte,

co

mo

med

ida

de

prec

auçã

o pa

ra

o

func

iona

men

to d

os m

edid

ores

. In

stal

a-se

um

rot

âmet

ro,

conf

orm

e a

Fig

ura

5.21

, pa

ra s

e ob

ter

a

indi

caçã

o de

vaz

ão d

e pu

rga.

Page 38: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

138

Fig

ura

5.21

- P

urga

com

gás

5.3.

2P

urg

a co

m lí

qu

ido

Util

iza-

se p

urga

com

águ

a ou

out

ro l

íqui

do a

dequ

ado

quan

do o

líq

uido

a s

er m

edid

o fo

r

corr

osiv

o ou

con

tiver

sól

idos

em

sus

pens

ão o

u te

nder

a c

rista

lizar

-se

com

a m

udan

ça d

e te

mpe

ratu

ra,

conf

orm

e a

Fig

ura

5.22

. Q

uand

o o

líqui

do f

or s

ujei

to à

for

maç

ão d

e ga

ses,

são

inst

alad

os p

urga

dore

s

nas

tubu

laçõ

es d

e im

puls

o.

F

igur

a 5.

22-

Inst

alaç

ão d

e um

sis

tem

a de

med

ição

de

níve

l com

pur

ga lí

quid

a

Page 39: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

139

5.4

San

gri

a

Tod

as a

s ve

zes

que

em in

stru

men

taçã

o se

rea

liza

uma

oper

ação

de

man

uten

ção

num

sis

tem

a

hidr

áulic

o, d

eve-

se e

xtra

ir o

ar q

ue s

e in

trod

uziu

no

sist

ema.

A f

acili

dade

de

com

pres

são

do a

r ab

sorv

e a

pres

são

tran

smiti

da p

elo

líqui

do,

perd

endo

sua

efet

ivid

ade.

Na

inst

rum

enta

ção,

a s

angr

ia é

usa

da e

m i

nstr

umen

tos

que

trab

alha

m c

om c

âmar

as d

e

com

pres

são,

qua

ndo

for

um lí

quid

o ou

hou

ver

sist

emas

de

sela

gem

.

Page 40: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

140

CA

PÍT

UL

O V

I

6T

emp

erat

ura

6.1

Co

nce

ito

s b

ásic

os

O o

bjet

ivo

de s

e m

edir

e co

ntro

lar

as d

iver

sas

variá

veis

físi

cas

em p

roce

ssos

indu

stria

is é

obt

er

prod

utos

de

al

ta

qual

idad

e,

com

m

elho

res

cond

içõe

s de

re

ndim

ento

e

segu

ranç

a,

a cu

stos

com

patív

eis

com

as

nece

ssid

ades

do

mer

cado

con

sum

idor

.

Nos

di

vers

os

segm

ento

s de

m

erca

do,

seja

qu

ímic

o,

petr

oquí

mic

o,

side

rúrg

ico,

ce

râm

ico,

farm

acêu

tico,

vid

reiro

, al

imen

tício

, pa

pel

e ce

lulo

se,

hidr

elét

rico,

nuc

lear

ent

re o

utro

s, a

mon

itora

ção

da v

ariá

vel t

empe

ratu

ra é

fund

amen

tal p

ara

a ob

tenç

ão d

o pr

odut

o fin

al e

spec

ifica

do.

Ter

mom

etria

sig

nific

a "M

ediç

ão d

e T

empe

ratu

ra".

Eve

ntua

lmen

te o

ter

mo

Piro

met

ria é

tam

bém

aplic

ado

com

o m

esm

o si

gnifi

cado

. Por

ém, b

asea

ndo-

se n

a et

imol

ogia

das

pal

avra

s, p

odem

os d

efin

ir:

PIR

OM

ET

RIA

- M

ediç

ão d

e al

tas

tem

pera

tura

s, n

a fa

ixa

onde

os

efei

tos

de r

adia

ção

térm

ica

pass

am a

se

man

ifest

ar.

CR

IOM

ET

RIA

- M

ediç

ão d

e ba

ixas

tem

pera

tura

s, o

u se

ja,

aque

las

próx

imas

ao

zero

abso

luto

de

tem

pera

tura

.

TE

RM

OM

ET

RIA

- T

erm

o m

ais

abra

ngen

te q

ue i

nclu

iria

tant

o a

Piro

met

ria,

com

o a

Crio

met

ria q

ue s

eria

m c

asos

par

ticul

ares

de

med

ição

.

6.1.

1T

emp

erat

ura

e c

alo

r

Tod

as

as

subs

tânc

ias

são

cons

tituí

das

de

pequ

enas

pa

rtíc

ulas

, as

m

oléc

ulas

, qu

e se

enco

ntra

m e

m c

ontín

uo m

ovim

ento

. Q

uant

o m

ais

rápi

do o

mov

imen

to d

as m

oléc

ulas

mai

s qu

ente

se

apre

sent

a o

corp

o e

quan

to m

ais

lent

o, m

ais

frio

se

apre

sent

a o

corp

o.

Ent

ão s

e de

fine

tem

pera

tura

com

o o

grau

de

agita

ção

térm

ica

das

mol

écul

as.

Na

prát

ica

a te

mpe

ratu

ra é

rep

rese

ntad

a em

um

a es

cala

num

éric

a on

de,

quan

to m

aior

o s

eu

valo

r, m

aior

é a

ene

rgia

cin

étic

a m

édia

dos

áto

mos

do

corp

o em

que

stão

.

Out

ros

conc

eito

s qu

e se

con

fund

em à

s ve

zes

com

o d

e te

mpe

ratu

ra s

ão:

Ene

rgia

Tér

mic

a: A

Ene

rgia

Tér

mic

a de

um

cor

po é

a s

omat

ória

das

ene

rgia

s ci

nétic

as,

dos

seus

áto

mos

e,

além

de

depe

nder

da

tem

pera

tura

, de

pend

e ta

mbé

m d

a m

assa

e

do ti

po d

e su

bstâ

ncia

.

Page 41: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

141

Cal

or:

Cal

or é

ene

rgia

em

trâ

nsito

ou

a fo

rma

de e

nerg

ia q

ue é

tra

nsfe

rida

atra

vés

da

fron

teira

de

um s

iste

ma

em v

irtud

e da

dife

renç

a de

tem

pera

tura

.

Até

o

final

do

culo

X

VI,

quan

do

foi

dese

nvol

vido

o

prim

eiro

di

spos

itivo

pa

ra

aval

iar

tem

pera

tura

, o s

entid

o do

nos

so c

orpo

era

m o

s ún

icos

ele

men

tos

de q

ue d

ispu

nham

os

hom

ens

para

dize

r se

um

cer

to c

orpo

est

ava

mai

s qu

ente

ou

frio

do

que

um o

utro

, ap

esar

da

inad

equa

ção

dest

es

sent

idos

sob

pon

to d

e vi

sta

cien

tífic

o.

A l

itera

tura

ger

alm

ente

rec

onhe

ce t

rês

mei

os d

istin

tos

de t

rans

mis

são

de c

alor

: co

nduç

ão,

radi

ação

e c

onve

cção

.

Con

duçã

o: A

con

duçã

o é

um p

roce

sso

pelo

qua

l o

calo

r flu

i de

um

a re

gião

de

alta

tem

pera

tura

par

a ou

tra

de t

empe

ratu

ra,

mai

s ba

ixa,

den

tro

de u

m m

eio

sólid

o, lí

quid

o

ou g

asos

o ou

ent

re m

eios

dife

rent

es e

m c

onta

to fí

sico

dire

to.

Irra

diaç

ão:

A i

rrad

iaçã

o é

um p

roce

sso

pelo

qua

l o

calo

r flu

i de

um

cor

po d

e al

ta

tem

pera

tura

par

a um

de

baix

a, q

uand

o os

mes

mos

est

ão s

epar

ados

no

espa

ço,

aind

a

que

exis

ta u

m v

ácuo

ent

re e

les.

Con

vecç

ão:

A

conv

ecçã

o é

um

proc

esso

de

tr

ansp

orte

de

en

ergi

a pe

la

ação

com

bina

da d

a co

nduç

ão d

e ca

lor,

arm

azen

amen

to d

e en

ergi

a e

mov

imen

to d

a m

istu

ra.

A c

onve

cção

é m

ais

impo

rtan

te c

omo

mec

anis

mo

de t

rans

ferê

ncia

de

ener

gia

(cal

or)

entr

e um

a su

perf

ície

sól

ida

e um

liqu

ida

ou g

ás.

6.1.

2E

scal

as d

e te

mp

erat

ura

Des

de o

iní

cio

da t

erm

omet

ria,

os c

ient

ista

s, p

esqu

isad

ores

e f

abric

ante

s de

ter

môm

etro

s,

sent

iam

a d

ificu

ldad

e pa

ra a

trib

uir

valo

res

de f

orm

a pa

dron

izad

a à

tem

pera

tura

, po

r m

eio

de e

scal

as

repr

oduz

ívei

s, c

omo

exis

tia n

a ép

oca

para

pes

o, d

istâ

ncia

e te

mpo

.

Em

170

6 D

anie

l G

abrie

l F

ahre

nhei

t, um

fab

rican

te d

e te

rmôm

etro

s de

Am

ster

dã,

defin

iu u

ma

esca

la

de

tem

pera

tura

, qu

e po

ssui

tr

ês

pont

os

de

refe

rênc

ia

– 0,

48

e

96.

Núm

eros

qu

e

repr

esen

tava

m n

as s

uas

pala

vras

o s

egui

nte:

"48

no

meu

ter

môm

etro

é o

mei

o en

tre

o fr

io m

ais

inte

nso

prod

uzid

o ar

tific

ialm

ente

por

um

a m

istu

ra d

e ág

ua,

gelo

e s

al-a

mon

íaco

, ou

mes

mo

sal

com

um, e

aqu

ela

que

é en

cont

rada

(te

mpe

ratu

ra)

no s

angu

e de

um

hom

em s

audá

vel..

.".

Fah

renh

eit

enco

ntro

u qu

e, n

a su

a es

cala

, o

pont

o de

fus

ão d

o ge

lo v

alia

32

e o

de e

buliç

ão d

a

água

, 21

2 ap

roxi

mad

amen

te.

Est

es p

onto

s, p

oste

riorm

ente

for

am c

onsi

dera

dos

mai

s re

prod

utív

eis

e

fora

m d

efin

idos

com

o ex

atos

e a

dota

dos

com

o re

ferê

ncia

.

Em

174

2, A

nder

s C

elsi

us,

prof

esso

r de

Ast

rono

mia

na

Sué

cia,

pro

pôs

uma

esca

la c

om o

zer

o

no p

onto

de

ebul

ição

da

água

e o

100

no

pont

o de

fusã

o do

gel

o. N

o an

o se

guin

te C

hris

tian

de L

yons

,

inde

pend

ente

men

te,

suge

riu

a in

vers

ão

da

esca

la

e o

nom

e de

es

cala

ce

ntig

rada

(a

tual

men

te

cham

ada

esca

la C

elsi

us).

Page 42: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

142

6.1.

2.1

Esc

alas

As

esca

las

que

ficar

am c

onsa

grad

as p

elo

uso

fora

m a

Fah

renh

eit

e a

Cel

sius

. A

esc

ala

Fah

renh

eit

é de

finid

a, a

tual

men

te,

com

o v

alor

32

no p

onto

de

fusã

o do

gel

o e

212

no p

onto

de

ebul

ição

da

água

. O

inte

rval

o en

tre

este

s do

is p

onto

s é

divi

dido

em

180

par

tes

igua

is,

e ca

da p

arte

é

um g

rau

Fah

renh

eit.

Tod

a te

mpe

ratu

ra n

a es

cala

Fah

renh

eit

é id

entif

icad

a co

m o

sím

bolo

"°F

"

colo

cado

apó

s o

núm

ero.

A e

scal

a C

elsi

us é

def

inid

a, a

tual

men

te,

com

o v

alor

zer

o no

pon

to d

e fu

são

do g

elo

e 10

0 no

pont

o de

ebu

lição

da

água

. O in

terv

alo

entr

e os

doi

s po

ntos

est

á di

vidi

do e

m 1

00 p

arte

s ig

uais

, e c

ada

part

e é

um g

rau

Cel

sius

. A

den

omin

ação

"gr

au c

entíg

rado

" ut

iliza

da a

nter

iorm

ente

no

luga

r de

"G

rau

Cel

sius

",

não

é m

ais

reco

men

dada

, de

vend

o se

r ev

itado

o

seu

uso.

A

id

entif

icaç

ão

de

uma

tem

pera

tura

na

esca

la C

elsi

us é

feita

com

o s

ímbo

lo “

°C”

colo

cado

apó

s o

núm

ero.

Tan

to a

esc

ala

Cel

sius

com

o a

Fah

renh

eit

são

rela

tivas

, ou

sej

a, o

s se

us v

alor

es n

umér

icos

de

refe

rênc

ia s

ão to

talm

ente

arb

itrár

ios.

Se

abai

xarm

os a

tem

pera

tura

con

tinua

men

te d

e um

a su

bstâ

ncia

, at

ingi

mos

um

pon

to l

imite

além

do

qual

é im

poss

ível

ultr

apas

sar,

pel

a pr

ópria

def

iniç

ão d

e te

mpe

ratu

ra.

Est

e po

nto,

ond

e ce

ssa

prat

icam

ente

todo

mov

imen

to a

tôm

ico,

é o

zer

o ab

solu

to d

e te

mpe

ratu

ra.

Atr

avés

da

extr

apol

ação

das

leitu

ras

do t

erm

ômet

ro a

gás

, po

is o

s ga

ses

se li

quef

azem

ant

es

de a

tingi

r o

zero

abs

olut

o, c

alcu

lou-

se a

tem

pera

tura

des

te p

onto

na

esca

la C

elsi

us e

m -

273,

15°C

.

Exi

stem

esc

alas

abs

olut

as d

e te

mpe

ratu

ra,

assi

m c

ham

adas

por

que

o ze

ro d

elas

é f

ixad

o no

zero

abs

olut

o de

tem

pera

tura

.

Exi

stem

dua

s es

cala

s ab

solu

tas

atua

lmen

te e

m u

so: a

esc

ala

Kel

vin

e a

Ran

kine

.

A E

scal

a K

elvi

n po

ssui

a m

esm

a di

visã

o da

Cel

sius

, is

to é

, um

gra

u K

elvi

n é

igua

l a

um g

rau

Cel

sius

, por

ém o

seu

zer

o se

inic

ia n

o po

nto

de te

mpe

ratu

ra m

ais

baix

a po

ssív

el, 2

73,1

5 gr

aus

abai

xo

do z

ero

da e

scal

a C

elsi

us.

A E

scal

a R

anki

ne p

ossu

i, ob

viam

ente

, o

mes

mo

zero

da

esca

la K

elvi

n, p

orém

sua

div

isão

é

idên

tica

à da

Esc

ala

Fah

renh

eit.

A r

epre

sent

ação

das

esc

alas

abs

olut

as é

aná

loga

às

esca

las

rela

tivas

: Kel

vin

=>

0K

e R

anki

ne =

> 0

R. (

sem

o s

ímbo

lo d

e gr

au "

° "

).

A E

scal

a F

ahre

nhei

t é u

sada

prin

cipa

lmen

te n

a In

glat

erra

e E

stad

os U

nido

s da

Am

éric

a, p

orém

seu

uso

tem

dec

linad

o a

favo

r da

esc

ala

Cel

sius

, de

acei

taçã

o un

iver

sal.

A E

scal

a K

elvi

n é

utili

zada

nos

mei

os c

ient

ífico

s no

mun

do in

teiro

e d

eve

subs

titui

r no

fut

uro

a

esca

la R

anki

ne q

uand

o es

tiver

em

des

uso

a F

ahre

nhei

t.

Exi

ste

uma

outr

a es

cala

rel

ativ

a, a

Rea

mur

, hoj

e já

pra

ticam

ente

em

des

uso.

Est

a es

cala

ado

ta

com

o ze

ro o

pon

to d

e fu

são

do g

elo

e 80

o p

onto

de

ebul

ição

da

água

. O

int

erva

lo é

div

idid

o em

oite

nta

part

es ig

uais

(R

epre

sent

ação

- °

Re)

.

Page 43: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

143

6.1.

2.2

Co

nve

rsão

de

esca

las

A F

igur

a 6.

1 re

laci

ona

as p

rinci

pais

esc

alas

de

tem

pera

tura

s ex

iste

ntes

.

F

igur

a 6.

1- P

rinci

pais

esc

alas

de

tem

pera

tura

D

esta

com

para

ção

pode

mos

ret

irar

algu

mas

rel

açõe

s bá

sica

s en

tre

as e

scal

as:

(°C

)/5

= (

°F –

32)

/9 =

(K

– 2

73)/

5 =

(R

- 4

91)/

9

Out

ras

rela

ções

pod

em s

er o

btid

as c

ombi

nand

o as

apr

esen

tada

s en

tre

si.

Exe

mpl

o:

O p

onto

de

ebul

ição

do

oxig

ênio

é -

182,

86°C

. Exp

rimir

esta

tem

pera

tura

em

:

a) K

:

K

= 2

73 +

(-1

82,8

6) =

90,

14 K

b) °

F:

(-

182,

86)/

5 =

(°F

-32)

/9 =

- 2

97,1

4 °F

c) R

:

(- 1

82,8

6) /5

= (

R –

491

) /9

= 1

61,8

5 R

Page 44: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

144

6.1.

2.3

Esc

ala

inte

rnac

ion

al d

e te

mp

erat

ura

Par

a m

elho

r ex

pres

sar

as le

is d

a te

rmod

inâm

ica,

foi c

riada

um

a es

cala

bas

eada

em

fenô

men

os

de m

udan

ça d

e es

tado

físi

co d

e su

bstâ

ncia

s pu

ras,

que

oco

rrem

em

con

diçõ

es ú

nica

s de

tem

pera

tura

e pr

essã

o. S

ão c

ham

ados

de

pont

os fi

xos

de te

mpe

ratu

ra.

Cha

ma-

se e

sta

esca

la d

e IP

TS

- E

scal

a P

rátic

a In

tern

acio

nal

de T

empe

ratu

ra.

A p

rimei

ra

esca

la p

rátic

a in

tern

acio

nal d

e te

mpe

ratu

ra s

urgi

u em

192

7 e

foi m

odifi

cada

em

194

8 (I

PT

S-4

8).

Em

1960

, m

ais

mod

ifica

ções

fo

ram

fe

itas

e,

em

1968

, um

a no

va

Esc

ala

Prá

tica

Inte

rnac

iona

l de

Tem

pera

tura

foi p

ublic

ada

(IP

TS

-68)

.

A m

udan

ça d

e es

tado

de

subs

tânc

ias

pura

s (f

usão

, ebu

lição

) é

norm

alm

ente

des

envo

lvid

a se

m

alte

raçã

o na

tem

pera

tura

. T

odo

calo

r re

cebi

do o

u ce

dido

pel

a su

bstâ

ncia

é u

tiliz

ado

pelo

mec

anis

mo

de m

udan

ça d

e es

tado

.

Os

pont

os fi

xos

utili

zado

s pe

la IP

TS

-68

são

dado

s na

Tab

ela

6.1:

Tab

ela

6.1-

Pon

tos

fixos

util

izad

os p

ela

IPT

S-6

8

ES

TA

DO

DE

EQ

UIL

ÍBR

IO

TE

MP

ER

AT

UR

A (

°C)

Pon

to tr

iplo

do

hidr

ogên

io

-259

,34

Pon

to d

e eb

uliç

ão d

o hi

drog

ênio

-2

52,8

7

Pon

to d

e eb

uliç

ão d

o ne

ônio

-2

46,0

48

Pon

to tr

iplo

do

oxig

ênio

-2

18,7

89

Pon

to d

e eb

uliç

ão d

o ox

igên

io

-182

,962

Pon

to tr

iplo

da

água

0,

01

Pon

to d

e eb

uliç

ão d

a ág

ua

100,

00

Pon

to d

e so

lidifi

caçã

o do

zin

co

419,

58

Pon

to d

e so

lidifi

caçã

o da

pra

ta

916,

93

Pon

to d

e so

lidifi

caçã

o do

our

o 10

64,4

3

Obs

erva

ção:

Pon

to t

riplo

é o

pon

to e

m q

ue a

s fa

ses

sólid

a, lí

quid

a e

gaso

sa e

ncon

tram

-se

em

equi

líbrio

.

A a

inda

atu

al I

PT

S-6

8 co

bre

uma

faix

a de

-25

9,34

a 1

064,

34°C

, ba

sead

a em

pon

tos

de f

usão

,

ebul

ição

e p

onto

s tr

iplo

s de

cer

tas

subs

tânc

ias

pura

s co

mo,

por

exe

mpl

o, o

pon

to d

e fu

são

de a

lgun

s

met

ais

puro

s. H

oje

já e

xist

e a

ITS

-90,

Esc

ala

Inte

rnac

iona

l de

Tem

pera

tura

, de

finid

a em

fen

ômen

os

dete

rmin

ístic

os d

e te

mpe

ratu

ra e

que

def

iniu

alg

uns

pont

os f

ixos

de

tem

pera

tura

, co

nfor

me

a T

abel

a

6.2.

Page 45: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

145

Tab

ela

6.2-

Pon

tos

fixos

de

tem

pera

tura

seg

undo

ITS

-90

P

ON

TO

S F

IXO

S

IPT

S-6

8 IT

S-9

0

Ebu

lição

do

Oxi

gêni

o -1

82,9

62°C

-1

82,9

54°C

Pon

to tr

iplo

da

água

+

0,01

0°C

+

0,01

0°C

Sol

idifi

caçã

o do

est

anho

+

231,

968°

C

+23

1,92

8°C

Sol

idifi

caçã

o do

zin

co

+41

9,58

0°C

+

419,

527°

C

Sol

idifi

caçã

o da

pra

ta

+96

1,93

0°C

+

961,

780°

C

Sol

idifi

caçã

o do

our

o +

1064

,430

°C

+10

64,1

80°C

6.1.

2.4

No

rmas

Com

o d

esen

volv

imen

to t

ecno

lógi

co d

ifere

nte

em d

iver

sos

país

es,

crio

u-se

um

a sé

rie d

e

norm

as e

pad

roni

zaçõ

es, c

ada

uma

aten

dend

o um

a da

da r

egiã

o.

As

mai

s im

port

ante

s sã

o:

AN

SI -

AM

ER

ICA

NA

DIN

- A

LEM

Ã

JIS

- J

AP

ON

ES

A

BS

- IN

GLE

SA

UN

I - IT

ALI

AN

A

Par

a at

ende

r as

dife

rent

es e

spec

ifica

ções

téc

nica

s na

áre

a da

ter

mom

etria

, ca

da v

ez m

ais

se

som

am o

s es

forç

os c

om o

obj

etiv

o de

uni

ficar

est

as n

orm

as.

Par

a ta

nto,

a C

omis

são

Inte

rnac

iona

l de

Ele

trot

écni

ca (

IEC

) ve

m d

esen

volv

endo

um

tra

balh

o ju

nto

aos

país

es e

nvol

vido

s ne

ste

proc

esso

norm

ativ

o, n

ão s

omen

te p

ara

obte

r no

rmas

mai

s co

mpl

etas

e a

perf

eiço

adas

, m

as t

ambé

m p

ara

prov

er m

eios

par

a a

inte

rnac

iona

lizaç

ão d

o m

erca

do d

e in

stru

men

taçã

o re

lativ

o a

term

opar

es.

Com

o um

dos

par

ticip

ante

s de

sta

com

issã

o, o

Bra

sil,

atra

vés

da A

ssoc

iaçã

o B

rasi

leira

de

Nor

mas

Téc

nica

s (A

BN

T),

est

á di

reta

men

te i

nter

essa

do n

o de

sdob

ram

ento

des

te a

ssun

to e

vem

adot

ando

tais

esp

ecifi

caçõ

es c

omo

Nor

mas

Téc

nica

s B

rasi

leira

s.

6.2

Med

ido

res

de

tem

per

atu

ra p

or

dila

taçã

o/e

xpan

são

6.2.

1T

erm

ôm

etro

a d

ilata

ção

de

líqu

ido

6.2.

1.1

Car

acte

ríst

icas

Os

term

ômet

ros

de d

ilata

ção

de l

íqui

dos

base

iam

-se

na l

ei d

e ex

pans

ão v

olum

étric

a de

um

líqui

do c

om a

tem

pera

tura

den

tro

de u

m r

ecip

ient

e fe

chad

o.

Page 46: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

146

A e

quaç

ão q

ue r

ege

esta

rel

ação

é:

Vt =

Vo.

[ 1 +

1.(

t) +

2.

(t)

2 +

3.

(t)

3 ]

onde

:

t = T

empe

ratu

ra d

o líq

uido

em

o C

Vo

= V

olum

e do

líqu

ido

à te

mpe

ratu

ra in

icia

l de

refe

rênc

ia to

Vt =

Vol

ume

do lí

quid

o à

tem

pera

tura

t

1,

2,

3 =

Coe

ficie

nte

de e

xpan

são

do lí

quid

o o C

-1

t = t

- to

Teo

ricam

ente

, es

ta r

elaç

ão n

ão é

line

ar p

orém

, co

mo

os t

erm

os d

e se

gund

a e

terc

eira

ord

em

são

desp

rezí

veis

, na

prát

ica

cons

ider

amos

line

ar. E

ntão

:

Vt =

Vo.

( 1

+

.t)

Os

tipos

de

term

ômet

ros

de d

ilata

ção

de lí

quid

os p

odem

var

iar

conf

orm

e su

a co

nstr

ução

:

Rec

ipie

nte

de v

idro

tran

spar

ente

Rec

ipie

nte

met

álic

o

6.2.

1.2

Ter

met

ros

de

dila

taçã

o d

e líq

uid

o e

m r

ecip

ien

te d

e vi

dro

É c

onst

ituíd

o de

um

res

erva

tório

, cu

jo t

aman

ho d

epen

de d

a se

nsib

ilida

de d

esej

ada,

sol

dada

a

um tu

bo c

apila

r de

seç

ão m

ais

unifo

rme

poss

ível

, fec

hado

na

part

e su

perio

r.

O r

eser

vató

rio e

par

te d

o ca

pila

r sã

o pr

eenc

hido

s po

r um

líqu

ido.

Na

part

e su

perio

r do

cap

ilar,

exis

te u

m a

larg

amen

to q

ue p

rote

ge o

ter

môm

etro

no

caso

da

tem

pera

tura

ultr

apas

sar

seu

limite

máx

imo.

Apó

s a

calib

raçã

o, a

par

ede

do tu

bo c

apila

r é

grad

uada

em

gra

us o

u fr

açõe

s de

ste.

A m

ediç

ão

de te

mpe

ratu

ra s

e fa

z pe

la le

itura

da

esca

la n

o po

nto

em q

ue s

e te

m o

topo

da

colu

na lí

quid

a.

Os

líqui

dos

mai

s us

ados

são

: m

ercú

rio,

tolu

eno,

álc

ool

e ac

eton

a. A

Tab

ela

6.3

apre

sent

a as

cara

cter

ístic

as fí

sica

s de

stes

líqu

idos

.

Nos

term

ômet

ros

indu

stria

is, o

bul

bo d

e vi

dro

é pr

oteg

ido

por

um p

oço

met

álic

o e

o tu

bo c

apila

r

por

um in

vólu

cro

met

álic

o.

Tab

ela

6.3-

Líq

uido

s m

ais

usad

os n

a co

nstr

ução

de

term

ômet

ros

de v

idro

LÍQ

UID

O

PO

NT

O D

E

SO

LID

IFIC

ÃO

(o C

) P

ON

TO

DE

EB

UL

IÇÃ

O(o C

) F

AIX

A D

E U

SO

(o C

)

Mer

cúrio

-3

9 +

357

-38

a 55

0

Álc

ool E

tílic

o -1

15

+78

-1

00 a

70

Tol

ueno

-9

2 +

110

-80

a 10

0

Page 47: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

147

No

term

ômet

ro d

e m

ercú

rio,

pode

-se

elev

ar o

lim

ite m

áxim

o at

é 55

0o C in

jeta

ndo-

se g

ás in

erte

sob

pres

são,

evi

tand

o a

vapo

rizaç

ão d

o m

ercú

rio.

Por

ser

frá

gil

e im

poss

ível

reg

istr

ar s

ua i

ndic

ação

ou

tran

smiti

-la à

dis

tânc

ia,

o us

o de

ste

term

ômet

ro é

mai

s co

mum

em

lab

orat

ório

s ou

em

ind

ústr

ias

com

a u

tiliz

ação

de

uma

prot

eção

met

álic

a, c

onfo

rme

a F

igur

a 6.

2.

F

igur

a 6.

2- T

erm

ômet

ro d

e di

lata

ção

de lí

quid

o em

rec

ipie

nte

de v

idro

6.2.

1.3

Ter

met

ro d

e d

ilata

ção

de

líqu

ido

em

rec

ipie

nte

met

álic

o

Nes

te t

erm

ômet

ro,

o líq

uido

pre

ench

e to

do o

rec

ipie

nte

e so

b o

efei

to d

e um

aum

ento

de

tem

pera

tura

se

dila

ta,

defo

rman

do u

m e

lem

ento

ext

ensí

vel

(sen

sor

volu

mét

rico)

, co

nfor

me

a F

igur

a

6.3.

Page 48: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

148

Fig

ura

6.3-

Ter

môm

etro

de

dila

taçã

o de

líqu

ido

em r

ecip

ient

e m

etál

ico

Page 49: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

149

Car

acte

ríst

icas

dos

ele

men

tos

bási

cos

dest

e te

rmôm

etro

:

Bul

bo: S

uas

dim

ensõ

es v

aria

m d

e ac

ordo

com

o ti

po d

e líq

uido

e p

rinci

palm

ente

com

a

sens

ibili

dade

des

ejad

a. A

Tab

ela

6.4

mos

tra

os l

íqui

dos

mai

s us

ados

e s

ua f

aixa

de

utili

zaçã

o.

Tab

ela

6.4-

Líq

uido

s m

ais

usad

os e

sua

faix

a de

util

izaç

ão

L

ÍQU

IDO

F

AIX

A D

E U

TIL

IZA

ÇÃ

O (

oC

)

Mer

cúrio

-3

5 à

+55

0

Xile

no

-40

à +

400

Tol

ueno

-8

0 à

+10

0

Álc

ool

50 à

+15

0

Cap

ilar:

Sua

s di

men

sões

são

var

iáve

is, s

endo

que

o d

iâm

etro

inte

rno

deve

ser

o m

enor

poss

ível

, a

fim

de

evita

r a

influ

ênci

a da

te

mpe

ratu

ra

ambi

ente

, po

rém

o de

ve

ofer

ecer

res

istê

ncia

a p

assa

gem

do

líqui

do e

m e

xpan

são.

Ele

men

to d

e M

ediç

ão:

O e

lem

ento

usa

do é

o T

ubo

de B

ourd

on,

pode

ndo

ser:

tip

o C

,

tipo

espi

ral e

tipo

hel

icoi

dal,

conf

orm

e a

Fig

ura

6.4.

(a)

tipo

C

(b)

tipo

esp

iral

(c)

tipo

hel

icoi

dal

F

igur

a 6.

4- T

ipos

de

elem

ento

de

med

ição

Page 50: Instrumentista de Sistemas_Instrumentacao Basica - Parte 3

150

Os

mat

eria

is m

ais

usad

os s

ão:

bron

ze f

osfo

roso

, co

bre-

berí

lio,

aço-

inox

e a

ço-c

arbo

no.

A

Fig

ura

6.5

apre

sent

a a

utili

zaçã

o de

bul

bos

nos

cont

rola

dore

s pn

eum

átic

os.

F

igur

a 6.

5- U

tiliz

ação

de

bulb

os n

os c

ontr

olad

ores

pne

umát

icos

Pel

o fa

to d

este

sis

tem

a ut

iliza

r líq

uido

inse

rido

num

rec

ipie

nte

e da

dis

tânc

ia e

ntre

o e

lem

ento

sens

or e

o b

ulbo

ser

con

side

ráve

l, as

var

iaçõ

es n

a te

mpe

ratu

ra a

mbi

ente

afe

tam

não

som

ente

o

líqui

do n

o bu

lbo,

mas

todo

o s

iste

ma

(bul

bo, c

apila

r e

sens

or)

caus

ando

err

o de

indi

caçã

o ou

reg

istr

o.

Est

e ef

eito

da

tem

pera

tura

am

bien

te é

com

pens

ado

de d

uas

man

eira

s qu

e sã

o de

nom

inad

as C

lass

e

1A e

Cla

sse

1 B

.

Na

Cla

sse

1B a

com

pens

ação

é f

eita

som

ente

no

sens

or,

atra

vés

de u

ma

lâm

ina

bim

etál

ica.

Est

e si

stem

a é

norm

alm

ente

pre

ferid

o po

r se

r m

ais

sim

ples

, po

rém

o c

ompr

imen

to m

áxim

o do

cap

ilar

para

est

e si

stem

a de

com

pens

ação

é d

e ap

roxi

mad

amen

te 6

met

ros.

Qua

ndo

esta

dis

tânc

ia fo

r m

aior

o in

stru

men

to d

eve

poss

uir

sist

ema

de c

ompe

nsaç

ão C

lass

e 1A

, on

de a

com

pens

ação

é f

eita

no

sens

or e

no

capi

lar,

por

mei

o de

um

seg

undo

cap

ilar

ligad

o a

um e

lem

ento

de

com

pens

ação

idên

tico

ao d

e m

ediç

ão,

send

o os

doi

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