apresenta..o semin.rio ii.ppt [modo de compatibilidade] · 2,5x10-11 3,0x10-11 sinal pistonado 10...

Escola de Engenharia de São CarlosUNIVERSIDADE SÃO PAULO

ÉÉSENSOR DE ANÉIS E HELICES SENSOR DE ANÉIS E HELICES NÃO INTRUSIVOS PARANÃO INTRUSIVOS PARANÃO INTRUSIVOS PARA NÃO INTRUSIVOS PARA MEDIDAS DE FRAÇÃO MEDIDAS DE FRAÇÃO

ÉÉVOLUMÉTRICA “IN SITU” EM VOLUMÉTRICA “IN SITU” EM ESCOAMENTOS BIFÁSICOS EESCOAMENTOS BIFÁSICOS EESCOAMENTOS BIFÁSICOS E ESCOAMENTOS BIFÁSICOS E

TRIFÁSICOS TRIFÁSICOS (parte 2)(parte 2)

Autores: Israel FrankAutores: Israel FrankM l C tM l C tMarcelo CastroMarcelo Castro


OBJETIVOSOBJETIVOSOBJETIVOSOBJETIVOS

Mudanças na Montagem ExperimentalMudanças na Montagem ExperimentalCircuito Eletrônico;Circuito Eletrônico;Circuito Eletrônico;Circuito Eletrônico;Cabos Coaxiais de Conexão;Cabos Coaxiais de Conexão;Fluidos Utilizados para MedidaFluidos Utilizados para MedidaFluidos Utilizados para Medida.Fluidos Utilizados para Medida.

Procedimentos Adotados de Calibração Procedimentos Adotados de Calibração Aferição das Placas de Orifício (água e ar);Aferição das Placas de Orifício (água e ar);Aferição das Placas de Orifício (água e ar);Aferição das Placas de Orifício (água e ar);Sensor Diferencial de Pressão;Sensor Diferencial de Pressão;Circuitos Eletrônicos;Circuitos Eletrônicos;Circuitos Eletrônicos;Circuitos Eletrônicos;Calibração Dinâmica dos Sensores.Calibração Dinâmica dos Sensores.

Email: [email protected]: [email protected] 22


OBJETIVOSOBJETIVOSOBJETIVOSOBJETIVOS

––Programas Utilizados em LabView®Programas Utilizados em LabView®–– Aquisição de Sinal;Aquisição de Sinal;–– Tratamento do Sinal;Tratamento do Sinal;–– Determinação de Frações TrifásicasDeterminação de Frações Trifásicas–– Determinação de Frações Trifásicas.Determinação de Frações Trifásicas.



Montagem ExperimentalMontagem Experimental(Circuito Eletrônico)( )

Caracterização do CircuitoCaracterização do CircuitoExcitação;Excitação;Ponte Capacitiva;Ponte Capacitiva;A lifi ãA lifi ãAmplificação;Amplificação;Retificação;Retificação;FiltraçãoFiltraçãoFiltração.Filtração.

Mudanças ImplementadasMudanças ImplementadasP d ã d E i ãP d ã d E i ãPadrão de Excitação;Padrão de Excitação;Ajuste do Zero e Cinco Volts do Circuito;Ajuste do Zero e Cinco Volts do Circuito;Capacitância de ReferênciaCapacitância de Referência


Capacitância de Referência.Capacitância de Referência.


Montagem ExperimentalMontagem Experimental(Circuito Eletrônico)



Montagem ExperimentalMontagem Experimental(Cabos Coaxiais)( )

Efeito da Capacitância do Cabo;Efeito da Capacitância do Cabo;

Ê ÂINFLUÊNCIA DA CAPACITÂNCIA DO CABO (Capacitância fixa do sensor 2pF)

o

405060

cia

do C

ab10

e-12

)

0102030

Cap

acitâ

nc(F

x 1

00 0,5 1 1,5 2

Capacitância Equivalente (F x 10e-12)

C



Montagem ExperimentalMontagem Experimental(Fluidos Utilizados)

Água:Água:

( )

ggSalgada;Salgada;Doce.Doce.

Ar atmosférico;Ar atmosférico;Ar atmosférico;Ar atmosférico;Óleo.Óleo.



Calibração dos InstrumentosCalibração dos InstrumentosPlaca de Orifício para Vazão de Ar;Placa de Orifício para Vazão de Ar;

14m³/h;14m³/h;40m³/h;40m³/h;40m³/h;40m³/h;100m³/h.100m³/h.

Calibração da Placa de Orifício para Vazão Calibração da Placa de Orifício para Vazão de Água;de Água;

Sensor de Pressão Diferencial.Sensor de Pressão Diferencial.



CalibraçãoCalibraçãoCalibraçãoCalibração(Circuito Eletrônico)(Circuito Eletrônico)(Circuito Eletrônico)(Circuito Eletrônico)

Ajuste da Capacitância de Referência;Ajuste da Capacitância de Referência;

Ajuste de 0 e 5 Volts;Ajuste de 0 e 5 Volts;Ajuste de 0 e 5 Volts;Ajuste de 0 e 5 Volts;Dependência do Padrão de Escoamento;Dependência do Padrão de Escoamento;Dependência da Temperatura;Dependência da Temperatura;Dependência da Temperatura;Dependência da Temperatura;Dependência da Umidade.Dependência da Umidade.



Ci it El t ô iCi it El t ô iCircuitos Eletrônicos Circuitos Eletrônicos



Calibração Dinâmica dos SensoresCalibração Dinâmica dos SensoresGráfico de Calibração (Sonda nº 2)

Sensor de Anel 2 Sensor de Helice 2 Anular A2 (11/09)Anular H2 (11/09) Bolhas A2 (11/09) Bolhas H2 (11/09)

20,022,024,0

12)

10 012,014,016,018,0

ncia

(F x

10e

-1

2 04,06,08,0

10,0

Cap

acitâ

n

0,02,0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Fração de Água (%)



Calibração Dinâmica dos SensoresCalibração Dinâmica dos Sensores

90

100

Gráfico de Calibração Estática do Sensor de Anéis (A2)

70

80

90

a (%

)

40

50

60

ão d

e Á

gua

10

20

30

α =-1,04672 V3+4,06638 V2+25,00948 V-3,68388

Fraç

ã

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,00

Tensão de Saída (Volts)




100

Gráfico Comparativo Estratificado Dinâmico X Estático (A2)

70

80

90

a (%

)

40

50

60

ção

de Á

gua

10

20

30 Estratificado Estático Estratificado DinâmicoFr

aç

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,00

Tensão de Saída (Volts)



Calibração Dinâmica dos SensoresCalibração Dinâmica dos SensoresMetodologia de Tratamento do Sinal PistonadoMetodologia de Tratamento do Sinal PistonadoMetodologia de Tratamento do Sinal PistonadoMetodologia de Tratamento do Sinal Pistonado

Corte Médio Simples;Corte Médio Simples;Corte Duplo Simples;Corte Duplo Simples;Corte Médio Composto;Corte Médio Composto;Corte Médio Composto;Corte Médio Composto;Corte Duplo Composto;Corte Duplo Composto;Integral.Integral.

2,5x10-11

3,0x10-11

Sinal Pistonado

10

2,0x10-10

3,0x10-10

Derivada do Sinal Coletado

1,0x10-11

1,5x10-11

2,0x10-11

Capa

citâ

ncia

(F)

-1,0x10-10

0,0

1,0x10-10

Cap

acitâ

ncia

(F)

0 1600 3200 4800 6400 8000 9600 11200 12800 14400 160000,0

5,0x10-12

C

Tempo de Aquisição (ms)0 1600 3200 4800 6400 8000 9600 11200 12800 14400 16000

-3,0x10-10

-2,0x10-10

C

Tempo de Aquisição (ms)


Tempo de Aquisição (ms) Tempo de Aquisição (ms)



1,0

Sinal Derivado Reconstruído com Corte Simples Acima da Média

0,8

0,4

0,6

Ampl

itude

0,2

0 1600 3200 4800 6400 8000 9600 11200 12800 14400 160000,0

Tempo de Aquisição (ms)



Resultados AlcançadosResultados AlcançadosResultados AlcançadosResultados AlcançadosANÉIS (corte -1,5 volts)

Fração Real TENSÃO MÉDIA Fração Derivada ErroFração Real TENSÃO MÉDIA Fração Derivada Erro

11,08% 2,71044 46,45% 3,192319495

13,23% 3,08229 45,22% 2,417611489

38 46% 3 34193 41 15% 0 06996879938,46% 3,34193 41,15% 0,069968799

42,00% 3,43459 42,85% 0,020271429

42,46% 4,17746 41,56% 0,021217617

42,61% 3,98919 44,56% 0,045801455

43,54% 3,88180 42,47% 0,02466927

46,31% 3,76552 43,82% 0,053854459

47,08% 4,13070 43,26% 0,081098131

49,23% 4,57835 47,94% 0,026254316

51,69% 4,57986 48,58% 0,060110273, , , ,

54,61% 4,76507 59,57% 0,090840505

54,77% 4,65781 52,72% 0,037513237

71 38% 4 76255 49 71% 0 303527599


71,38% 4,76255 49,71% 0,303527599


Resultados AlcançadosResultados AlcançadosResultados AlcançadosResultados AlcançadosHELICES (corte -0,5 volts)

Fração Real TENSÃO MÉDIA Fração Derivada Erro

11,08% 5,32589 49,00% 3,422680505

13,23% 5,34821 48,83% 2,690544218

38,46% 4,72893 38,33% 0,003471139

42,00% 4,73455 41,84% 0,003892857

42 46% 5 04672 42 47% 0 00024258142,46% 5,04672 42,47% 0,000242581

42,61% 4,72126 42,41% 0,004663225

43,54% 4,95941 42,00% 0,035376665

46 31% 4 53045 42 74% 0 07702224146,31% 4,53045 42,74% 0,077022241

47,08% 5,04655 46,49% 0,012449023

49,23% 5,25192 49,23% 7,10949E-05

51,69% 5,24791 49,51% 0,042209325

54,61% 5,29939 55,76% 0,021073064

54,77% 5,30315 53,42% 0,024646704


71,38% 4,89491 51,65% 0,276370132


L bViLabView



Conclusões e Sugestões FuturasConclusões e Sugestões FuturasêêDependência do Padrão de Escoamento;Dependência do Padrão de Escoamento;

Linearidade do Instrumento;Linearidade do Instrumento;;;Influência da Pressão, Temperatura e Umidade;Influência da Pressão, Temperatura e Umidade;Metodologia do Tratamento do Sinal;Metodologia do Tratamento do Sinal;Metodologia do Tratamento do Sinal;Metodologia do Tratamento do Sinal;Interferência das Válvulas Solenóides;Interferência das Válvulas Solenóides;

õ õõ õDificuldades nas Medições de Vazões;Dificuldades nas Medições de Vazões;Determinação Precisa do Comportamento do Determinação Precisa do Comportamento do ççCampo Elétrico do Sensor.Campo Elétrico do Sensor.


apresenta..o semin.rio ii.ppt [modo de compatibilidade] · 2,5x10-11 3,0x10-11 sinal pistonado 10...

Documents