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Fluxômetros eletromagnéticos
Os eletromagnéticos são usados principalmente para controlar o fluxo nas tubulações principais e nas saídas de estações de bombeamento ou lagoas. O princípio da medição envolve sempre a determinação da velocidade da água em um ponto da tubulação de seção conhecida e indica o volume instantâneo (Litros/hora) desde que se conheça a seção da tubulação onde está instalada e, portanto, principalmente são chamados medidores de fluxo ou medidores de fluxo.
Fig: Foto das partes de um medidor de vazão eletromagnético: sensor, cabeçote (transmissor) →
Esses dispositivos possuem duas partes distintas: o Sensor e a Cabeça.
O sensor é a parte do medidor de vazão que fica em contato com a água e é responsável por medir sua velocidade ao passar pelo interior da água medição do tubo do medidor de vazão.
O cabeçote (transmissor) é um dispositivo eletrônico encarregado de processar o sinal de tensão gerado pelo sensor e convertê-lo em dados válidos para o usuário ( vazão instantânea, volume total, volume parcial, etc) que podem ser monitorados em uma tela no próprio medidor de vazão (se houver) ou enviados por comunicações a um sistema de controle. A maioria tem saída de sinal analógico de 4-20 mA ou 0-10 V proporcional ao fluxo que circula por eles (Litros/horas)
← Fig: Fotos de medidores de vazão eletromagnéticos com exterior em aço pintado e interior em Teflon. O mesmo transmissor pode ser usado para diferentes sensores com diâmetros muito diferentes.
Tipos de medidores de vazão eletromagnéticos
Existem dois tipos, o tipo inserção e o tipo linha ou seção completa, sendo seu princípio de funcionamento logicamente o mesmo, uma aplicação da Lei de Indução de Faraday, mas diferem no forma de montagem dos diferentes elementos que compõem o sensor no tubo de medição.
Devido ao seu funcionamento, só podem medir líquidos condutores de corrente elétrica, embora a água pura não o seja, a água de irrigação é porque possui elementos suspensos.
Os medidores de vazão de inserção eletromagnética medem a velocidade do fluxo em uma área específica do tubo, aproximadamente representativa da seção de todo o tubo.
Os medidores de vazão eletromagnéticos em linha, por outro lado, medem a velocidade média de toda a seção do tubo onde estão instalados. É por isso que eles são chamados de seção completa.
Eles têm duas diferenças fundamentais. Precisão e condutividade elétrica mínima. Os de seção inteira são mais precisos, pois usam toda a seção para calcular a velocidade média, por outro lado, a condutividade elétrica mínima do líquido costuma ser de 5 µS/cm enquanto nos catálogos comerciais encontramos que os de linha começam a 20 µS/cm para que a medição possa ser feita.
Como funciona um medidor de vazão eletromagnético?
O funcionamento é baseado na Lei de Indução Eletromagnética de Faraday, segundo a qual uma força eletromotriz é induzida entre as extremidades de qualquer condutor que atravessa um campo magnético perpendicular (diferença de potencial) proporcional à sua velocidade, comprimento e intensidade do campo magnético que o atravessa.
A tensão (E) gerada depende da seguinte equação:
E = k × B × I × v
onde:
E = tensão ou voltagem gerada entre os dois eletrodos
K = fator de proporcionalidade
B = Campo magnético gerado por duas bobinas de cobre
L = Comprimento do condutor, é a distância entre os eletrodos de medição ou o diâmetro interno do tubo de medição. É um valor constante
V = velocidade do líquido, é a única variável na equação
Observa-se que a tensão gerada é proporcional à velocidade do líquido e, portanto, conhecendo a seção do tubo de medição, podemos conhecer a vazão que circula por ele isso.< /p>
Flow: Q = Vm × S so flow: Q » E
↑ Fig. Esquema de um medidor de vazão eletromagnético de seção completa
O sensor do medidor de vazão de seção inteira possui duas bobinas energizadas, uma na parte superior e outra na parte inferior de um tubo de medição, que quando energizadas geram um campo magnético perpendicular à direção do fluxo do líquido, e dois eletrodos opostos, um no lado esquerdo do tubo e outro do lado direito conectado a um circuito elétrico que, ao passar um líquido condutor pelo tubo de medição, conectará os dois eletrodos e fechará o circuito elétrico. Nos terminais dos eletrodos existe uma diferença de potencial proporcional à velocidade do líquido (lei de Faraday) que será medida pelo nosso circuito elétrico.
Como conhecemos a seção do tubo de medição, conhecemos o fluxo circulante através do tubo de medição.
Os medidores de vazão eletromagnéticos medem a vazão em função da velocidade na qual o fluido passa
Em um medidor eletromagnético o condutor é a água, e a velocidade usada para calcular o fluxo é a velocidade média da água obtida como uma ponderação das velocidades em diferentes áreas do seção.
É essencial para este equipamento que o fluido a ser medido tenha alguma condutividade, algo que não seja um problema com a água utilizada para irrigação. A condutividade mínima é da ordem de 5 μS/cm, razão pela qual são ideais para aplicações de irrigação.
Recursos
Esses sensores geralmente consomem uma potência que pode variar de 5 a 20 W, portanto devem ser alimentados eletricamente. Geralmente existem tipos para alimentá-los com C.A. (115-240 V; 10-24 V) e CC (9-36 V).
A faixa de operação é geralmente de 0,1 a 10 m/s com uma precisão da ordem de 0,5%, ainda melhor em alguns casos e com perdas de carga induzidas no sistema são mínimas e praticamente comparáveis a uma seção de tubo reto, pois não são intrusivos.
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- São Não intrusivos, ou seja, não possuem partes internas, fixas ou móveis que atrapalhem a passagem da água, portanto não apresentam perda de pressão.
- Eles têm uma precisão de medição muito boa.
- Eles podem medir sólidos suspensos.
- Eles têm um intervalo de medição muito alto.
- A leitura é independente da pressão e temperatura da água.
- Sem partes móveis e sem manutenção.
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