conhecimentos de instrumentação eletrônica

8/18/2019 Conhecimentos de Instrumentação Eletrônica

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Sumário

Noções de instrumentação

Página

1. Definições 04

2. Erro de instrumentos 04

3. Classificação dos instrumentos 05

4. Sistemas de transmissão 05

5. Instrumentos de pressão 0

. Instrumentos de temperatura 11

!. Instrumentos de "a#ão e "olume 1$%. Instrumentos de n&"el 24

Instrumentos Especiais

$. Introdução 32

10. p'metro 32

11. Conduti"&metro 35

12. Dens&metro 3

13. (iscos&metro 3!

14. )nalisador de * de o+i,-nio 3!

15. Silicmetro 3%

Controle Automático

1. Conceitos de controle autom/tico 3$

1!. alas ou circuitos de controle 40

1%. Controle de euipamentos di"ersos 4!

1$. Simolo,ia para malas de controle 4%

Válvulas de controle

20. Introdução 5

Controlador Lógico Programável

21. Introdução $


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i!liogra"ia#

• anual do produto iser67osemount8

• )postila de Instrumentação Industrial SE9)I S:8

• Instrumentação Industrial Conceitos; )plicações e )n/lises < )utor= En,eneiro )ri"elto >ustamante

ialo.

• Cat/lo,o ?eral :irometria ECI@ do >rasil S


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Noções de Instrumentação Introdução ) Instrumentação; em en,enaria; B associada ao estudo terico e pr/tico dos instrumentos e seusprinc&pios cient&ficos; utili#ados para monitorar de forma cont&nua; ou discreta; o comportamento de"ari/"eis de controle ue de al,uma forma "enam interessar ao omem nas di"ersas /reas doconecimento umano aplicado; ou sea; não apenas nos processos produti"os industriais.

atra"Bs da instrumentação; principalmente; ue um operador fa# o acompanamento do processo.

$% &e"inições#$%$ Instrumento# euipamento industrial respons/"el em controlar; medir; re,istrar ou indicar as "ari/"eisde um processo produti"o.

$%'% Controle# "erificação de uma "ari/"el para poss&"eis correções fa#endo com ue a mesma

permaneça dentro de uma tolerFncia de traalo prB6determinada.

$%(% )edir# determinar ou "erificar a e+tensão de uma ,rande#a ou"ari/"el.

$%*% +egistrar# escre"er ou lançar uma informação em papel G,r/ficoH ou em forma de arui"o

eletrnico.

$%,% Indicar# apontar; mostrar; sinali#ar o "alor de uma"ari/"el.

$%-% Variável# são condições ou situações ue ocorrem durante um processo produti"o; ue podem ounão interferir no processo ou no produto; alterando a ualidade; a produti"idade oudei+ando o processo inse,uro. )s principais "ari/"eis são= temperatura; pressão; "a#ão e n&"el.

$%.% Processo# se-ncia de operações em um conunto de m/uinas e


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2.2.1. Erro deParala/e

resultante de um incorreto posicionamento do usu/rio em relação ao instrumento; ori,inado em função deformar6se um Fn,ulo incorreto entre a lina de "isão do usu/rio e uma reta perpendicular K escala demedição do aparelo.


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2.2.2. Erro de InterpolaçãoEsse erro se ori,ina em função do posicionamento do ponteiro em relação K escala de medida doinstrumento. J leitor pode oser"ar ue o ponteiro acusa uma posição incerta entre dois "aloresconecidos; a ual necessariamente não B o ponto mBdio destes; ficando a critBrio do oser"ador; emfunção da pro+imidade; definir o "alor correspondente ao traço da esuerda ou da direita.

2.3. Erro em Instrumentos &igitaisLodo indicador di,ital proporciona uma leitura numBrica ue elimina o erro do operador em termos deparala+e e interpolação. Js "alores lidos normalmente são e+pressos entre 3M e %M d&,itos8 o M d&,ito seusa na especificação porue o d&,ito mais si,nificati"o pode; unicamente; assumir "alores de 0 a $.

(% Classi"icação dos instrumentos

So o ponto de "ista do operador; os instrumentos podem classificar6se em=

Segundo sua locali0açãoaH Instrumentos de painel; locali#ados na sala de controle8H Instrumentos de campo; locali#ados na /rea das unidades.

Segundo suas "unçõesaH Instrumentos de medição da "ari/"el8H Instrumentos de controle da "ari/"el; se,undo informações otidas pelos instrumentos de medição8

cH Instrumentos de alarme; ue alertam o operador sore condições anormais das "ari/"eis; dentro damar,em de se,urança ue o processo e a unidade e+i,em.

Segundo suas caracter1sticasaH Instrumentos indicadores; nos uais a "ari/"el B indicada por meio de um ponteiro em uma escala; ou

di,ital8H Instrumentos re,istradores; nos uais a "ari/"el B re,istrada em uma carta por meio de uma pena8

cH Instrumentos controladores; ue mantBm a "ari/"el num "alor prB6determinado.

9aturalmente; os instrumentos podem desempenar; simultaneamente; uma ou mais das funções citadas.

:or e+emplo= pode ser simplesmente indicador8:or e+emplo= pode ser simplesmente re,istrador8:or e+emplo= pode ser simplesmente controlador8:or e+emplo= pode ser indicador controlador8:or e+emplo= pode ser re,istrador controlador.

*% Sistemas de transmissão 2leitura remota3

Em ,eral; a medição de uma "ari/"el B feita no campo e o instrumento pelo ual se acompana o "alor

dessa "ari/"el est/ na Casa de Controle.

Isto B poss&"el de"ido ao ue camamos de transmissão.Instrumentos ue incorporam dispositi"os para efetuar a transmissão são camados instrumentostransmissores.

Esses dispositi"os de transmissão empre,am uma fonte de ener,ia au+iliar. )ssim; conforme a nature#a dessa ener,ia au+iliar; os transmissores se classificam em= pneum/ticos;idr/ulicos e elBtricos.

Js transmissores pneum/ticos poderiam usar como fonte de ener,ia ualuer ,/s seco pressuri#ado;entretanto; ,eralmente; B usado ar comprimido seco.


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Js transmissores idr/ulicos poderiam usar ualuer l&uido; sendo comum o leo.


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Js transmissores elBtricos usam; naturalmente; a ener,ia elBtrica.

E+istem elementos medidores ue por nature#a ,eram ener,ia elBtrica e não precisam de dispositi"oadicional para transmissão; apenas meio para transmitir Gfios condutoresH.

Se admitirmos ue uma "ari/"el uando medida "aria de 0 a 100; e+istem con"enções ue relacionam esseinter"alo de medição com uma fai+a de transmissão. )ssim; por e+emplo; são comuns as fai+as de 3 a 15 NpsiO Gliras por pole,ada uadradaH; ou 0;2 a 1 P,f


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dH Pressão Negativa ou Vácuo uando um sistema tem pressão relati"a menor ue a pressão atmosfBrica.

eH Pressão Estática a pressão e+ercida por um l&uido em repouso ou ue estea fluindo perpendicularmente K tomada de

impulso; por unidade de /rea e+ercida.

fH Pressão &in5mica ou Cin4tica a pressão e+ercida por um fluido em mo"imento. medida fa#endo a tomada de impulso de tal formaue recee o impacto do fluido.

) identificação usada para os instrumentos de pressão GmanmetrosH B a se,uinte=

aH 6orma simples:I Indicadores de pressão8:7 7e,istradores de pressão8:C Controladores de pressão8

:) )larmes de pressão.

H 6ormas compostas:IC Controladores6indicadores de pressão8:7C Controladores6re,istradores de pressão.

cH 6ormas especiais:C( (/l"ulas de controle; auto6operadas por pressão8:S( (/l"ulas de se,urança GNpressure safetU "al"eOH.

,%$ 7ipos de instrumentos medidores de pressãoJs princ&pios utili#ados pelos medidores de pressão são "/rios; destacando6se o de alanceamento ou

euil&rio de uma pressão desconecida contra uma pressão de "alor conecido Gmanmetros de coluna demercTrio ou outro l&uidoH8 e o princ&pio da medição de pressão pela deformação el/stica de certoselementos Gmolas; foles; diafra,ma; etc.H.

Js principais tipos de instrumentos medidores de pressão são os ue se se,uem=

aH Indicadores tipo tu!o em 89: e de colunaJ tipo mais simples dos manmetros e; ao mesmo tempo; um dos mais e+atos B o tuo em NQO; "isto nasfi,uras aai+o.


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Qma modificação do tuo NQO B o manmetro de coluna; noual um dos raços do tuo NQO B sustitu&do por uma cua de

,rande diFmetro.

!3 Indicadores tipo camp5nulasEsses medidores euiliram apressão adeterminar contra

um pesoconecido. São de

,rande sensiilidadee utili#ados para

medição de tira,em decaldeiras e fornos. ) fi,ura

aai+o mostra um dessesmedidores.

cH Indicadores tipodia"ragma

São os mais comumente usados; com,rande "anta,em sore os anteriores;por serem mais roustos; compactos e

econmicos.

?eralmente; são desi,nados pelo

s&molo ND?O Gdraft-GageH.

) fi,ura ao lado mostra um dessesinstrumentos. Em ,eral; a escala B em

pole,adas ou cent&metros de coluna de

/,ua.


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dH Indicadores tipoourdon

J manmetro do tipo >ourdon B constitu&do; e+ternamente; de uma cai+a; uma escala e um ponteiro e;internamente; de um tuo encur"ado denominado tuo de N>ourdonO; de secção el&ptica; ue tende a arir6se so a ação da pressão do fluido ue B conectado na e+tremidade fi+a.


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) e+tremidade fecada B li,ada a um sistema de ala"anca; en,rena,ens setor e pinão ue transformam opeueno deslocamento dauela e+tremidade em mo"imento de rotação; ampliado; indicando; por meio de

um ponteiro em uma escala con"enientemente ,raduada; o "alor da pressão medida; de acordo com adistensão ou contração do tuo >ourdon.

?eralmente; o prprio fluido entra em contato com o tuo de >ourdon. :orBm; uando o fluido B corrosi"o;ou possue temperaturas ele"adas; ou pode solidificar6se no tuo de >ourdon; ou contBm slidos emsuspensão; costuma6se prote,er o manmetro por meio de um l1;uido de selagem.Vuando o l&uido B corrosi"o; ou pode solidificar6se no >ourdon; como no caso do asfalto; pode6se usar;alBm do l&uido de sela,em; um sistema de diafra,ma para isolar o l&uido de sela,em do fluido; cuapressão se uer medir.9os casos de temperaturas ele"adas; B comum o uso de sifão; feito na prpria tuulação da tomada; a fimde ori,ar a ue uma parte fria do tuo estea sempre em contato com o manmetro.

anmetros sueitos a pulsações; tais como; os colocados nas descar,as de omas rec&procas; são,eralmente danificados.:ara a sua proteção podem6se usar dispositi"os amortecedores entre a tomada e o manmetro.9a instalação de um manmetro de"e6se sempre pre"er a colocação de uma "/l"ula de loueio e de uma"/l"ula de dreno; a fim de permitir a remoção do instrumento para reparos; mesmo com o sistema emoperação.

eH Indicadores tipo8"ole:

Consiste; asicamente; em um cilindro met/lico; corru,adoou sanfonado.Vuando uma pressão B aplicada no interior do fole;pro"oca sua distensão; e como ele tem ue "encer a

fle+iilidade do material e a força de oposição da mola uetende K mant-6lo fecado; o deslocamento do ponteiro


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li,ado K aste B proporcional K pressão aplicada K parteinterna do fole.


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fH 7ransdutores de Pressão por Sil1cio

Js transdutores de pressão por sil&cio são sensores ue con"ertem a ,rande#a f&sica pressão em sinalelBtrico. Em seu centro e+iste uma cBlula de medição ue consiste em uma pastila com um fino diafra,made sil&cio acoplado; formando um afer o sil&cio B implantado por difusão e dopado GcontaminadoH com

ars-nio; formando um semicondutor do tipo6n; no ual caminos resisti"os são formados pela implantaçãoinica para transferir o n&"el e+ato de força a um circuito ponte de Weatstone de sil&cio.

Vuando o transdutor B sumetido a uma car,a de pressão; o diafra,ma sofre uma defle+ão; ,erando"ariações nas resist-ncias implantadas; de acordo com o efeito pie#oresisti"o. ) espessura do diafra,ma; a

/rea da superf&cie e o deseno ,eomBtrico dos resistores determinam a permissiilidade da fai+a de

pressão. Efeitos mecFnicos do suporte nas cBlulas de medição podem lar,amente ser e"itados pelosaspectos estruturais.

De"ido a suas caracter&sticas funcionais e sensiilidade; podem ser montados em tamanos relati"amenteredu#idos; o ue permite sua aplicação em /reas "ariadas como=

➢ edidores de pressão san,u&nea8➢ Sistemas de ineção eletrnica8➢ Sistemas de rotica8➢ Controle de pressão em microomas8➢ Concentradores de o+i,-nio e respiradores8➢ Controladores de n&"el e transmissão de fluidos.

Sensor de sil&cio CBlula de car,a para medição de pressão por cristal pie#oelBtrico,H +egistradores de

pressãoJs re,istradores permitem o re,istro em um ,r/fico Gpapel com escalasH dos "alores da "ari/"el durante umcerto per&odo de pressão são semelantes aos indicadores; com a diferença de serem dotados dedispositi"os ue de tempo.

:ara isso; possuem um mecanismo de relooaria ue pode ser acionado mecanicamente por NcordaO; por

um motor elBtrico ou por acionador pneum/tico.

Js re,istradores de pressão; comumente; usam como elementos medidores; espirais e Blices ue nada

mais são do ue "ariações de tuos de >ourdon; os uais; pelo fato de possu&rem "/rias "oltas;

proporcionam maior deslocamento para uma mesma mudança de pressão; possiilitando ,randesmo"imentos da pena; mesmo sem mecanismos de en,rena,ens.


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)s fi,uras aai+o mostram al,uns tipos de re,istradores.

:odem situar6se no campo ou na casa de controle; dependendo da importFncia da pressão no sistema e dase,urança.Vuando na casa de controle; o re,istrador; em ,eral; possuem como elemento medidor um sistema de fole6mola; ue funciona como receptor pneum/tico do sinal transmitido do campo.

g3 Controladores de pressãoJs controladores de pressão; como os demais controladores; receem um sinal correspondente ao "alor da"ari/"el medida e comparam com um "alor prB6estaelecido e en"iam; uando necess/rio um sinal decorreção; para uma "/l"ula de controle.

+ecomendaçõesJs instrumentos de pressão podem ser facilmente danificados; especialmenteuando operados com "alores acima dom/+imo permitido.

)ssim sendo; se um sistema ou

euipamento esti"er sendo testado; com

"alores de pressão acima do normal deoperação; os manmetros e demais

instrumentos de pressão de"em ser loueados.

9a mudança dos ,r/ficos a pena poder/ ser le"antada; mas não forçada em nenuma direção.

:ara pre"enir poss&"eis sorepressões; ,eralmente; os manmetros usados em um local tem alcance duas

"e#es maior ao da pressão normal.

-% Instrumentos de temperatura

) temperatura B de certa maneira; a "ari/"el mais importante da indTstria do petrleo.

Seu controle B imprescind&"el no fracionamento do petrleo; nas fases intermedi/rias do processo e na

especificação final dos produtos acaados. LamBm o craueamento e+i,e se"eridade nas temperaturascontroladas.


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Lemperatura B; ,eralmente; conceituada; como o ,rau de auecimento ou resfriamento de uma sustFncia;ou corpo e B medida por meio de instrumentos denominados term


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Calor B a ener,ia em trFnsito ue B transferida por meio da fronteira de um sistema termodinFmico em"irtude de uma diferença de temperatura.

.1. 6ormas de 7rans"er=ncia da Energia 74rmica ) ener,ia tBrmica B transferida de um sistema a outro de tr-s formas poss&"eis.

➢ Condução# a condução B um processo pelo ual o calor flui de uma re,ião de altatemperatura para outra de temperatura mais ai+a; dentro de um slido; l&uido ou ,asoso; ou

entre meios diferentes em contato f&sico direto. E+emplo= um ,arfo auecido em uma panelacom /,ua uente.

➢ +adiação# B um processo pelo ual o calor flui de um corpo de alta temperatura para um deai+a; uando estão separados no espaço; ainda ue e+ista "/cuo. E+emplo= auecimentosolar.

➢ Convecção# B um processo de transporte de ener,ia pela ação cominada da condução decalor; arma#enamento de ener,ia e mo"imento da mistura. ) con"ecção B maisimportante como

mecanismo de transfer-ncia de ener,ia GcalorH entre uma superf&cie slida e um l&uido ou ,/s.

E+emplo= o calor de um andar de um edif&cio em camas transferido para o andar supeior.

.2. 7ermometriaLermometria si,nifica Nedição de temperaturaO. E"entualmente o termo pirometria B tamBm aplicado como mesmo si,nificado; porBm aseando6se na etimolo,ia das pala"ras; podemos definir=

➢ Pirometria# medição de altas temperaturas; na fai+a em ue os efeitps de radiação tBrmicapassam a se manifestar.

➢ Criometria# medição de ai+as temperaturas; ou sea; auelas pr+imas ao #eroasoluto de temperatura.

➢ 7ermometria# termo mais aran,ente ue incluiria tanto a pirometria; como a criomentria ueseriam casos particulares de medição.

.3. Escalas de temperatura➢ 6a>ren>eit# 32X para a temperatura de con,elamento da /,ua e 212X para a

temperatura de eulição da /,ua. Possui $?@ divisões entre esses dois pontos%➢ Celsius# 0XC para a temperatura de con,elamento da /,ua e 100XC para a temperatura de eulição

da /,ua. :ossui 100 di"isões entre esses dois pontos.➢ elvin# 2!3Y para a temperatura de con,elamento da /,ua e 3!3Y para a temperatura de

eulição da /,ua. :ossui 100 di"isões entre esses dois pontos. camada de escalaasoluta.

.4. A identi"icação usual para os instrumentos de temperatura 4 a seguinte#a3 6ormas simples

LI Indicador de temperatura Gtransmitido K casa de controleH8LI Indicador de temperatura local8L7 7e,istrador de temperatura8LC Controlador de temperatura8L) )larme Gce,oH de temperatura.

H 6ormas compostasLIC Indicador6controlador de temperatura8L7C 7e,istrador6controlador de temperatura.

cH 6ormas especiaisLW :oços de termmetros8LE Elemento de medição de temperatura8LC( (/l"ulas de controle; auto6operadas por temperatura8LS( (/l"ulas de se,urança GNtemperatura safety valveOH para controle de temperatura.

.5. 7ipos de instrumentos medidores de temperatura


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So o ponto de "ista industrial; os termmetros podem ser classificados nos se,uintes principais tipos; deacordo com seus princ&pios de funcionamento=6 7erm


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6 Sistemastermoel4tricos

6 termopares86 termmetros de resist-ncia.6 Pir


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Se auecermos uma arra met/lica; constitu&da de dois metais de coeficientes de dilatação diferentes;soldados entre si lon,itudinalmente; esta arra se deformar/; alon,ando6se desi,ualmente em duas partes.

Como e+iste uma correlação entre a deformação da arra e a temperatura a ue B sumetida; os elementosimet/licos podem ser usados como termmetros indicadores.

term


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Em ,eral; a arra imet/lica B enrolada em forma de Blice; com uma das e+tremidades presa ao ulo dotermmetro e a outra li,ada a um ponteiro.

Vuando "aria a temperatura do meio em ue est/ imerso o termmetro; a Blice imet/lica e+pande6se oucontrai6se e sua ponta li"re indicar/; atra"Bs do ponteiro; numa escala pre"iamente ,raduada; a temperaturamedida.

?eralmente; empre,a6se o NI9()7O; como metal de

peuena e+pansão e o latão ou li,as de n&uel;como metal de ,rande e+pansão.

J termmetro imet/lico pode ser empre,ado para

medir temperaturas desde 640XC G6104XH atB

[42!XC G[%00XH; com um erro de ± 1*.

(isando a proteção mecFnica do termmetro

imet/lico e facilidade de manutenção; costuma6se

instalar o mesmo em poço termomBtrico. ) fi,ura aai+o mostra um termmetro imet/lico.

cH 7ermourdon.


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Entretanto; esses erros são corri,idos pela introdução de compensadores do tipo imet/lico ue podemcompensar somente a espiral ou >ourdon Gmostrado na fi,ura aai+oH ou; então; usando6se um outroconunto capilar6espiral Gou >ourdonH de compensação; etc.


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IIH7erm


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Js termopares em ,eral; tem seus fios isolados por isoladores de cerFmica e terminam num loco decone+ão; onde os Nfios de e+tensãoO são conectados.

) taela a se,uir relaciona os tipos de termopares e a fai+a de temperatura usual; com as "anta,ens e

restrições.


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7IP

ELE)EN

ELE)EN7

6AIGA&E

7E)EP%VAN7AFENS +ES7+IHES

L Core Constantan

61%4a3!0X

6 resiste a atmosfera corrosi"a8

6 aplic/"el em atmosferaredutora ou o+idanteaai+o de 310XC8

6 sua estailidade otorna Ttil emtemperaturas aai+o

6 J+idação do coreacima de 310XC.

\ erro Constantan

0 a!0XC

6 ai+o custo86 indicados para

ser"iços cont&nuosatB !0XC ematmosfera neutra

6 limite m/+imo deutili#ação ematmosfera o+idante de!0XC de"ido K r/pidao+idação do ferro8

6 utili#ar tuo deproteção acima

E Cromel

Constantan

0 a%!0XC

6 alta pot-ncia termoelBtrica86 os elementos são

altamente resistentesa corrosão;permirindo o uso em

6 ai+a estailidadeem atmosfera redutora.

Y Cromel

)lumel0 a

120XC

6 indicado paraatmosferao+idante8

6 para fai+a detemperatura maisele"ada fornece ri,ide#

6 "ulner/"el ematmosferasredutorassulforosas e ,asescomo SJ] e ']S;reuerendosustancial proteção

S:latina10*

7odio:latina

0 a14%0XC

6 indicado paraatmosferao+idante8

6 apresenta oaprecisão a altastemperaturas.

6 "ulner/"el acontaminação ematmosferas ue nãoseamo+idantes8

6 ara altas

7:latina13*

7odio:latina

> :latina30*de

7odio

:latina* de7odio

%!0 a1!05XC

6 melor estailidadedo ue os tipos S ou78

6 melor resist-ncia mecFnica8

6 mais adeuado paraaltas temperaturasdo ue os tipos S ou78

6 não necesita decompensação de unta

6 "ulner/"el acontamin

ação ematmosferas ue nãoseamo+idantes8

6 para altas

9 9icrosil 9isil0 a

120XC

6 melor resist-ncia K o+idação;melor estailidade em altastemperaturas e aumento da"ida Ttil em aplicações ondee+iste a presença de en+ofre;uando comparado com o

6 melor desempenona forma de termoparde isolação mineral.

• onte= Cat/lo,o ?eral :irometria ECI@ S.).


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:ara facilitar a identificação do tipo de fio e da polaridade dos condutores; cada norma con"encionou ascores das isolações. ) taela a se,uir indica a codificação de cores utili#ada; se,undo as normas americana

e alemã.

7E)PA+7IP

EG7ENSJ 9C)PE

NBSAHJ

7IP

)A7E+IAL&S

CL+AHJ &A ISLAHJ

PSI7IV

NEFA7IV

N+)AA)E+ICANA ANSI

N+)A ALE)J&IN *(.$@ B

IEC ,?* (

CAPA

PS NEFCAPA

P NEFCAPA

P NEF

L LR Core Constant )#u )#u (erm arro (er arr arr arr >ran

\ \R ero Constant :ret >ran (erm )#u (erm )#u :ret :ret >ran

E E Crom Constant 7o+ 7o+ (erm 6 6 6 (iole (iole >ran

Y Y Crom )lumel )mar )mar (erm (erd (erm (erd (erd (erd >ran

Y WR^ erro Cuprone >ran (erd (erm (erd (erm (erd 6 6 6

S; 7 S Core Curan (erm >ran @ara @ara >ran

> > Core Core Cin# Cin# (erm 6 6 6 6 6 6

9 9R 9icrosi 9 @ara @ara (erm 6 6 6 7os 7os >ran

6 ios e caos tipo WR; para termopar tipo Y; foram e+clu&dos da 9orma )9SI C $.1.

6 onte= Cat/lo,o ?eral :irometria ECI@ S.).

H 7erm


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.!. Pir


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.$. Instrumentos registradores paratermopares

Js instrumentos re,istradores podem re,istrar uma ou mais temperaturas. ?eralmente; são escolidas astemperaturas mais importantes da unidade.

J re,istro pode ser feito por meio de uma pena em um ,r/fico; ou então; por meio de impressão de ums&molo no ,r/fico.

.10. Instrumentos controladores paratermopares

Js instrumentos controladores de temperatura podem estar instalados no campo; ,eralmente LIC_s; ouentão; na sala de controle em ,eral; L7C_s.

.11. 7ransdutores

9o sistema de transmissão elBtrico; ,eralmente; se o instrumento receptor do painel da casa de controle Beletrnico e o elemento de medição B um termopar; / necessidade de dispositi"o ue con"erta os mili"olts,erados para uma fai+a de corrente de 4 a 20 m).

.% Instrumentos de va0ão e volume

Introdução e sim!ologia ) importFncia da "ari/"el "a#ão6uantidade do fluidoescoado atra"Bs de tuulações e euipamentos; naunidade de tempo pode ser a"aliada pelas suasaplicações industriais=

aH Controla o processo nas uantidades totais ou parciaisue se acam em transformação no processo; emper&odo de tempo8

H :ermite o NalançoO de material de um sistema ou daunidade toda.

) importFncia da "ari/"el "a#ão6uantidade de fluido escoado; pode ser pesada pelo se,uinte=aH :ermite um controle do alanço da unidade; desde ue e+istam medidores "olumBtricos na car,a da

unidade e nos seus di"ersos produtos deri"ados finais8H :ermite a contaili#ação mais e+ata na "enda Gou transfer-nciaH dos produtos.

Js instrumentos de "a#ão e "olume utili#am a se,uinte identificação=aH 6ormas simples

I Indicador de "a#ão GNflow indicator OH87 7e,istrador de "a#ão GNflow recorder”);C Controlador de "a#ão GNflow controler OH8V Inte,rador ou totali#ador "olumBtrico GL Z totalizer H.

H 6ormas compostasIC Indicador e controlador de "a#ão87C 7e,istrador e controlador de "a#ão.

cH 6ormas especiaisE Elemento prim/rio de "a#ão GNflow element”);? (isores de "a#ão GNflow-glass”);C( (/l"ula auto6operada por "a#ão.


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.1. 7ipos de medidores de va0ão e volumeSe,undo seu princ&pio de funcionamento; os medidores de "a#ão e "olume são classificados nos se,uintestipos principais=

aH 7ipo pressão di"erencial variável• 7ipo área variável• 7ipo de deslocamento positivo

!3 )edidores de va0ão tipo pressão di"erencial variávelVuando introdu#imos uma restrição em uma tuulação atra"Bs da ual escoa um fluido; ocorre comoconse-ncia; uma perda ou ueda de pressão.

Esta perda de pressão B tanto maior uanto maior for a "a#ão do fluido ue esti"er escoando pelatuulação.

) perda de pressão introdu#ida não B a mesma para todos os fluidos; dependendo da viscosidade;temperatura e densidade do fluido em uestão. e"idente ue tamBm depende do taman>o de restrição e do di5metro da tu!ulação em ue esta se

situa.

Conclui6se; portanto; ue a partir da medida da perda ou ueda de pressão atra"Bs de uma restriçãocolocada em uma tuulação / podemos determinar a "a#ão.

9a primeira fi,ura aai+o; temos representado uma restrição na tuulação e na se,unda fi,ura; um ,r/ficorepresentati"o de como a pressão "aria na re,ião em torno da restrição Gorif&cioH.

) ueda da pressão introdu#ida B= :1 6 :2 Z ∆:.

9ota6se pelo ,r/fico; ue esta diferença "aria conforme as posições das tomadas de pressões : 1 e :2.

:ara medir a "a#ão por diferença das pressões usam6se instalações ue se compõem=aH De um elemento prim/rio= dispositi"o de restrição ue produ# a diferença GuedaH das pressões8

H De um elemento secund/rio= dispositi"o ue mede a diferença de pressões produ#ida pela restrição8cH De um elemento terci/rio; ue B usado para indicar; re,istrar e


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Consta; em ,eral; de dois tuos ustapostos; ue são inseridos na tuulação; um deles colocado de modo amedir a pressão est/tica e+istente e mais a pressão cinBtica de"ido K "elocidade do fluido= :1 Z :e [ :" 8 ooutro mede apenas a pressão est/tica= :2 Z :e .

) diferença das duas tomadas d/ a medição da "elocidade do fluido=

:1 6 :2 Z :e [ :" 6 :e Z :"

) fi,ura aai+o d/ uma idBia de um tuo :itot.

J tu!o Venturi B recomendado para medição de "a#ão de fluido ue contenam ,randes uantidades de

slidos em suspensão e para fluidos altamente "iscosos.

J !ocal de va0ão B de uso semelante ao tuo (enturi porBm sendo um elemento mais econmico.

) placa de ori"1cio B; ,eralmente; o elemento prim/rio mais simples na faricação; na instalação e de ai+ocusto.

Consiste de uma placa met/lica com um orif&cio

centrico ou e+c-ntrico; de diFmetro menor ue oda tuulação onde se aca instalada; de secção

circular el&ptica; se,mental; etc.; com suas

ordas "i"as Gorto,onaisH ou oleadas. ) fi,uraao lado mostra uma placa de orif&cio.

`s "e#es; a placa B pro"ida de um peueno furo adicional para a passa,em de ,ases ou de condensado.Vuando um fluido B um ,/s; o furo adicional de"e ficar na parte inferior da tuulação; de forma a dei+ar

escoar os ,ases ue se condensam e no caso do fluido ser l&uido; o orif&cio de"e ficar na parte superior datuulação; a fim de dar passa,em K parte "apori#ada; por"entura e+istente; e assim não adicionar erro

maior na "a#ão medida.

) placa de orif&cio B inserida na tuulação entre flan,es e as tomadas de pressão são a montante e a usante da mesma. São denominadas; respecti"amente; de alta pressão e de ai+a pressão.

) diferencial de pressão; ou sea; as duas tomadas de pressão são li,adas a um medidor diferencial depressão Gelemento secund/rioH; como mostrado na fi,ura a se,uir.


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Jutro medidor de pressão diferencial B o tipo Nfoles com encimento de l&uidoO.

Consta; essencialmente; de dois foles; ceios de l&uidos; o ue confere proteção de sorecar,a epossiilita amortecimento aust/"el entre os dois foles.

Vuando / uma diferença de pressão; os dois foles procuram uma posição de euil&rio; posição estatransmitida mecanicamente a um dispositi"o pro"ido de ponteiro ou pena; em uma escala apropriada de"a#ão.

) fi,ura aai+o mostra esuematicamente tal medidor.

J tipo mais freente de medidor de "a#ão por pressão diferencial B o camado Ncon"ersor de pressãoO. um medidor tipo NsecoO; cuo princ&pio B o de euil&rio de forças.

)s pressões produ#idas no elemento prim/rio são aplicadas no elemento detector GmedidorH no con"ersor

diferencial.:or meios mecFnicos e pneum/ticos ou eletro6ma,nBticos a força B euilirada de tal modo ue a sa&daGpressão pneum/tica ou corrente elBtricaH B proporcional K pressão diferencial medida.

) "a#ão; nesses medidores tipo diferencial de pressão "ari/"el; relaciona6se com a pressão diferencial.


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cH )edidores de va0ão tipo 8áreavariável:

Este tipo B tamBm conecido pelo nome de NrotFmetroO.Consta de um tuo cnico; contendo no seu interior um flutuador. ) posição do flutuador "ai depender dadiferença entre o peso prprio e a força de empu+o causada pela "a#ão; ue passa pela coroa circular

compreendida entre o diFmetro interno do tuo e o diFmetro do flutuador.

Sendo o peso do flutuador constante; a altura atin,ida depender/; portanto; da "a#ão atra"Bs do medidor.

) fi,ura ao lado mostra um rotFmetro.

Qma das "anta,ens deste medidor B ue a escala do mesmo B linear.

dH )edidores de volume tipo 8deslocamento:Estes instrumentos medem o "olume escoado e tem uma precisão muito oa; sendo indicados paramedição com efeito comercial ou cont/il; principalmente; porue atra"Bs de dispositi"os mecFnicos e


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?% Instrumentos de n1vel

Introduçãoedir a "ari/"el n&"el em processos industriais B uantificar refer-ncias por meio de monitoramentocont&nuo ou discreto com o oeti"o de a"aliar e controlar "olumes de estoca,ens em tanues ou recipientes

de arma#enamento. São camados de monitoramento de n&"el cont&nuo uando fornecem uma sa&daproporcional ao n&"el ue se desea medir; e discretos uando tem6se no m/+imo uma indicação de umafai+a de presença do material arma#enado.

%.1. Identificação do instrumentos de n&"elaH 6ormas simples

@? (isores de n&"el GNLevel glass”);@I Indicadores de n&"el8@C Controladores de n&"el8@) )larmes de n&"el.

H 6ormas compostas

@IC Indicadores6controladores de n&"eis8@7C 7e,istradores6controladores.

cH 6ormas especiais@C( (/l"ulas auto6operadas.

%.2. Classi"icação

)s medidas de n&"el são aplicadas ao controle de sustFncias l&uidas ou slidas. Lemos aai+o uma taelaue a,rupa al,uns dos "ariados sistemas de medição de n&"el astante conecidos e aplicadosindustrialmente.

)edição aplicada L1;uidos Sólidos

) e d i d a d i r e t a

:or (isor de 9&"el G G

:or >ias e lutuadores G

:or Contatos de Eletrodos G

:or Sensor de Contato G

:or Qnidade de ?rade G

)edição aplicada L1;uidos Sólidos

) e d i d a i n d i r e t a

:or CapacitFncia G G

:or Empu+o G:or :ressão 'idrost/tica G

:or CBlula d

orulamento G

:or 7adioati"idade G G

:or Qlta6som G G

:or (iração G G

:or :esa,em G G


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?eralmente a escala B camada Nin"ertidaO; pois o n&"el "a#io fica no topo da escala e o n&"el ceio na aseda escala.

6 Como "ariante desses sistemas Gpara tanues com produtos "ol/teisH e+istem medidores em ue a

corrente ou cao met/lico B sustitu&do por uma fita Gou trenaH perfurada a distFncias ri,orosamente e+atase ue deslocam uma roda dentada8 o contra6peso B sustitu&do por uma mola tensora.

J conunto; então; pode ficar encerrado em cai+a estanue e a medição B autom/tica.

Estes medidores de n&"el podem ser con"ertidos em transmissores com o acrBscimo de um conunto com

componentes elBtricos ue possiilitam a emissão de impulsos elBtricos correspondentes ao n&"el GsistemaNtelepulseOH.

Este sistema permite tamBm a transmissão da temperatura dos tanues; desde ue seam isolados oselementos de medição adeuadamente.

) leitura poder/ ser feita; portanto; remotamente em uma sala de controle.

6 Js tanues; ,eralmente; tem uma Nescotila de mediçãoO; com a finalidade de serem feitas pelos

operadores; medições locais GmanuaisH; com o au+&lio da camada Ntrena de mediçãoO.

Consta de uma trena de aço com um prumo de latão na e+tremidade.Se o produto B escuro e dei+a marca na trena; a medição B feita simplesmente pela imersão da trena demedição.

Se o produto B claro ou então e+iste mais de um produto; não misc&"eis; de densidades diferentes; a trenade"er/ ser usada com Npastas identificadorasO; ue permitem o NcorteO ou Nalteração de corO ou pelo produtoclaro ou por um dos produtos no n&"el interfacial entre os dois produtos.

cH )edição por contatos deeletrodos

Este tipo de procedimento B particularmente aplic/"el K medição de n&"el de fluidos conduti"os Gconduçãoi,ual ou maior ue 50bSH; não corrosi"os e li"res de part&culas em suspensão.

) sonda de medição B formada por dois eletrodos cil&ndricos; ou apenas um uando a parede doreser"atrio for met/lica. J sistema B alimentado com tensão alternada de ai+o "alor G10(H; a fim de

e"itar a polari#ação dos eletrodos.

:ode ser utili#ado para medições cont&nuas ou discretas. Em medições cont&nuas a sonda B montada"erticalmente do topo para dentro do reser"atrio; sendo tão profunda tal ual o n&"el ue se desea medir.


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eH )edição por 9nidade deFrade

um mecanismo de medição por transmissão de momento de torção. Consiste em anBis met/licos; li,adospor astes; formando um dispositi"o cil&ndrico "ertical. )s forças são transmitidas por intermBdio de um tuotorue a um relB pneum/tico para transmissão a um instrumento de leitura ou controlador.

Este mecanismo pode ser utili#ado somente em medição de n&"el de slidos.

?%*3 )edição Indiretaa3 )edição por Capacit5ncia

) medição de n&"el por capacitFncia B um sistema de medição com lar,a aplicação. Com esse sistema Bposs&"el efetuar a medição cont&nua do n&"el de l&uidos e slidos; tendo seu princ&pio de funcionamentoaseado no funcionamento de um capacitor cil&ndrico.

J sensor capaciti"o pode ser montado na forma de uma sonda ue B montada na parte superior de umreser"atrio; "oltada para dentro e imersa no fluido ue ali estea estocado; ou ainda uma simples aste

cil&ndrica met/lica de raio ; sendo ue o cilindro e+terno ser/ o prprio tanue met/lico de estoca,em.

` medida ue o n&"el do tanue for aumentando; o "alor da capacitFncia aumenta pro,ressi"amente K

medida ue o dielBtrico ar B sustitu&do pelo dielBtrico l&uido a medir.


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H )edição por Empu/oJ sistema de medição por flutuadores se,ue o N:rinc&pio de )rcimedesO=“Todo corpo mergulhado em um fluido sofre a aço de uma forçavertical dirigida de !ai"o para cima”#

9este sistema; um elemento GflutuadorH com densidade maior ue ol&uido cuo n&"el se desea medir B suspenso por uma mola; um

dinammetro ou uma arra de torção.

` medida ue o n&"el do l&uido aumenta; o peso aparente doflutuador diminui; fa#endo atuar o mecanismo de indicação ou de

transmissão. Entretanto; para o uso adeuado desse medidor; a

densidade do l&uido de"e ser conecida e constante.

Denomina6se empu+o a força e+ercida pelo fluido do corpo nele

sumerso ou flutuante.

cH )edição por C4lula dMp CELLJ instrumento detector B uma cBlula do tipo diferencial de pressão ue mede a pressão e+ercida por uml&uido; utili#ando para tal um transmissor de cBlulas de pressão diferencial. Esse transmissor ir/ transmitir uer um sinal pneum/tico; uer um sinal eletrnico a um indicador distante.

) pressão idrost/tica e+erce uma força contra um diafra,ma de aço da cFmara de pressão G'H; sendo este

euilirado contra a pressão atmosfBrica da cFmara de pressão inferior G@H. Vualuer deseuil&rio Bdetectado pelo transmissor ue contBm um amplificador ue en"iar/ um sinal em proporção direta ao n&"el

no tanue.

Este procedimento B apropriado a tanues aertos ou mesmo fecados; porBm com respiradouros; tampascontendo "entanas; tanues não pressuri#ados.


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dH )edição por Cai/a de &ia"ragma ) medição por cai+a de diafra,ma B composta por uma simples cai+a de diafra,ma imersa atB o fundo dotanue; tendo em sua e+tremidade um capilar ue seestende atB a parte e+terna do tanue; sendo conectadoa um manmetro de pressão.

9a cai+a de diafra,ma fecada a pressão idrost/tica dol&uido deforma a memrana fle+&"el de neopreme paradentro da cai+a; comprimindo o l&uido em seu interior ue pode ser o prprio ar ou ,licerina. )ssim; a pressãoindicada no manmetro ser/ proporcional K profundidadeem ue a cai+a se encontra.

eH )edição por 7u!o em 9J sistema consiste em um simples tuo em Q contendo mercTrio; instalado no fundo de um reser"atrio nãopressuri#ado ou aerto; e considerando ue o reser"atrio "ena sempre a conter o mesmo tipo de l&uido;isto uer di#er ue ser/ sempre o mesmo peso espec&fico. Em "e# da escala de pressão; pode ser re,istrada no tuo uma escala ue permita a leitura do n&"el do l&uido diretamente neste.

fH )edição de N1vel por or!ul>amento ) medição de n&"el por orulamento B tamBm uma outra "ariante da medição por pressão idrost/tica.9este sistema B importante ue o peso espec&fico do l&uido permaneça sempre constante.

J sistema B alimentado com um suprimento de ar ou ,/s com uma pressão apro+imadamente 20* maior ue a m/+ima pressão idrost/tica e+ercida pelo l&uido. J suprimento de alimentação B continuamenteintrodu#ido na parte superior de um tuo mer,ulado e sai em orulas pela sua e+tremidade inferior.

) "a#ão de suprimento B austada por uma "/l"ula de a,ula atB ue se oser"e a formação de olas empeuenas uantidades; a"endo então; um orulamento sens&"el no l&uido em medição. 9o outro raço

da tuulação B instalado um manmetro ue indicar/ o "alor da pressão de"ido ao peso da coluna l&uida.

Com o uso de um manmetro; o n&"el pode ser otido por uma euação.


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,H )edição de N1vel por +adiação ) medição de n&"el por radiação de l&uidos e slidos arma#enados em tanues ou reser"atrios por meiode radiação B um processo caro e não muito difundido principalmente porue s de"e ser utili#ado emsituações em ue for completamente imposs&"el a aplicação de al,um outro sistema de menor risco e;portanto; ue necessite menor ,rau de proteção.

) fai+a do espectro radioati"o normalmente utili#ado B o de raios ,ama ue possuem ener,ia astante

ele"ada e conseuentemente um ,rande poder de penetração. ) unidade /sica de medida da intensidaderadioati"a B o CQ7IE; em omena,em a arie Curie ue; em 1%$%; descoriu ue certos elementos

emitiam ener,ia naturalmente e denominou essas emissões de raios ,ama.

Js sensores utili#ados para medição de n&"el por radiação; são constitu&dos por um reser"atrio8 num dosseus lados est/ locali#ada uma fonte de raios ,ama GemissorH e do lado oposto um conunto de cBlulas demedição GreceptorH.

) uantidade de radiação receida pelo detector B uma função asorção dos raios ,ama pelo fluido.

H )edição de N1vel por 9ltraBsomJ ultra6som B uma onda sonora de alt&ssima fre-ncia ue não pode ser perceida pelo ou"ido umanocua fai+a aud&"el "aria de 20 '# a 20 Y'#. Sua "elocidade B uma função do mdulo "olumBtrico deelasticidade Gou modulo de compressãoH e da densidade do meio no ual se propa,a.

9a medição de n&"el sua aplicação se d/ pela medição do tempo em ue ela B emitida e receida; uando apartir da emissão por uma fonte de ulta6som propa,a6se atB refletir de"ido K colisão com um meio dedensidade diferente do ual est/ se propa,ando.


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)l,uns aparelos traalam com a diferença de fre-ncia; ou sea; os atimentos. Loda onda; ao ser refletida; uando retorna a ori,em; estar/ retornando com uma le"e "ariação da fre-ncia. Da

superposição das ondas emitidas Ks refletidas se ori,inam modulações de atimentos oscilantes; ue serãoproporcionais Ks "ariações no tempo dos deslocamentos das duas ondas. Esses atimentos são

processados e analisados; permitindo assim o conecimento do n&"el da sustFncia arma#enada notanue; não sofrendo assim a influ-ncia da temperatura.

iH )edição de N1vel por Pesagem um meio relati"amente simples de medir o n&"el de l&uidos ou slidos arma#enados em tanues erecipientes. >asicamente se utili#a uma cBlula de car,a con"enientemente instalada Gtanue montado soreplataforma de pesa,emH e ocupado pela sustFncia arma#enada.


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Instrumentos especiais % Introdução

) ocorr-ncia da necessidade de um controle ri,oroso constante da ualidade final Gou intermedi/riaH de um

processo industrial B cada "e# acentuada. J controle de ualidade B e+ercido nestes processos; em ,randeparte; por an/lises u&micas ou f&sicas e e+iste uma uantidade "ariada de instrumentos especiais para

e+ecut/6las.

E+istem os mais "ariados tipos de instrumentos especiais; dependendo do ue se pretende medir e; entreos de mesma finalidade; di"ersos princ&pios de funcionamento=

• p' metro8• Conduti"&metro8• Dens&metro8• (iscos&metro8• )nalisador de percenta,em de o+i,-nio8• Silicmetro.

$@% PO metro$@%$% 6orma de identi"icação

p'1 Indicador de p'8p'7 7e,istrador de p'8p'IC Controlador6indicador de p'8p'7C Controlador6re,istrador de p'.

10.2. Variávelp' :otencial idro,eninico.

10.3. 9nidade de medida(alor p' o co6lo,ar&timo ou concentração de ions idro,-nio '

[de uma solução8 indica o ,rau de

alcalinidade; neutralidade ou acide# da solução.

(alor p'

C'[

10.4. Princ1pio de"uncionamento

Detector Gelemento prim/rioHJ dispositi"o de detecção de p' consiste de dois eletrodos; um de medição Geletrodo de "idroH imerso nasolução testada e outro de refer-ncia imerso em uma solução de concentração idro,eninica constante econecida. Estes eletrodos estão separados por uma memrana; K ual permite a passa,em da correnteeletro6u&mica. ) diferença de potencial entre os dois eletrodos indica o "alor p' da solução testada; d.d.p.

esta ue "aria linearmente com o "alor p'.


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Estes eletrodos estão em uma cFmara de flu+o; cua finalidade B mant-6los constantemente imersos nasolução testada. 9ormalmente B inclu&do um terceiro eletrodo Gresist-nciaH na cFmara de flu+o; cuafinalidade B compensação da "ariação de temperatura. ) fi,ura aai+o d/ uma "isão em corte dos eletrodos supracitados.


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10.5. +eceptor

J sinal emitido pelo conunto de eletrodos B muito dBil para mo"imentação de ualuer dispositi"o de

indicação; re,istro ou controle.

J sistema utili#ado para detecção deste sinal; de modo a amplific/6lo sem deformações; B conecido como

sistema de alanço cont&nuo.

J sistema de alanço cont&nuo aseia6se no princ&pio de potencimetro; onde se efetua a comparação de

tensões sem flu+o de corrente.

J potencimetro pode ser definido como um dispositi"o para medida de d.d.p. ou de f.e.m. de "alor

desconecido; pela comparação desta f.e.m. desconecida; com uma f.e.m. conecida; fornecida por umapila padrão ou outra fonte de potencial padrão. J circuito fundamental do potencimetro B simples G"ide

fi,ura aai+oH; consiste de uma resist-ncia "ari/"el GNslide wireOH )> com um contacto6central C ue semo"e li"remente ao lon,o desta resist-ncia. ) ateria G>atH supre um peueno potencial constante ao lon,o

do Nslide wireO. ) f.e.m. desconecida Gno nosso caso a d.d.p. entre os eletrodos de "idro e refer-nciaH B

li,ada a um amplificador em sBrie com o contato C; de modo ue forme um potencial oposto ao da ateria.

Se este peueno potencial constante na parte )C do Nslide wireO for diferente da f.e.m. desconecida;

a"er/ um flu+o de corrente entre os terminais do amplificador e conseuentemente uma amplificação de

corrente de modo a acionar o ser"omotor ; ue mo"imenta o contacto C no sentido de i,ualar os doispotenciais; anulando a corrente de alimentação do amplificador; estaili#ando6o no ponto de corrente nula.

Qma escala locada ao lon,o do Nslide wireO e um ponteiro acoplado no contacto C nos indicar/ o "alor da

leitura efetuada.


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$$% Condutivimetro$$%$% 6orma de

identi"icação

CI Indicador de conduti"idade8C7 7e,istrador de conduti"idade8CIC Controlador indicador de conduti"idade8C7C Controlador re,istrador de conduti"idade.

11.2. Variável

Conduti"idade elBtrica.

11.3. 9nidade demedida

icro o por cent&metro ou us


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$'% &ens1metro$'%$% 6orma de identi"icação

S,l Indicador de densidade8S,7 7e,istrador de densidade8S,lC Controlador indicador de densidade8

S,7C Controlador re,istrador de densidade.

12.1. Variável

Densidade relati"a Gspecific gravity H de um l&uido e o peso de um determinado "olume deste flu&docomparado com o peso do mesmo "olume de /,ua; amos medidos nas mesmas condições de pressãoe temperatura Gusualmente K pressão atmosfBrica B a 20XCH.

12.2. 9nidade demedida

) densidade relati"a; por ser resultado de uma comparação; B adimensional.

:ara produtos de petrleo; B dotado; para simplificação de e+pressão; a unidade X):I G,raus ):I 6

$merican %etroleum &nstitut H. ) correspond-ncia entre a unidade X):I e a densidade relati"a B dada nataela aai+o; notando6se ue a escala ):I corre em sentido in"erso da densidade relati"a.

X):I d a 0X0 1;0!010 1;000020 0;$34030 0;%!240 0;%25150 0;!!$0 0;!3%$!0 0;!022

%0 0;$0$0 0;3%%100 0;112

12.3. Princ1pio de6uncionamento

• Detector Gelemento prim/rioHBtodo de pesa,em com "olume fi+o.

J detentor compõe6se de uma esfera de "olume fi+o conecido; atra"Bs da ual o l&uido fluecontinuamente. J l&uido então B pesado por um mecanismo de alanço de forças com ou sem um sistemade transmissão.

12.4. +eceptor


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Como o sistema de transmissão B o usual Gsea pneum/tico ou eletrnicoH o receptor Gcontrole dore,istroH B do mesmo tipo dos / citados anteriormente para as "ari/"eis /sicas G"a#ão; pressão; n&"el;temperaturaH.


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$(% Viscos1metro$(%$% 6orma de identi"icação

(I Indicador de "iscosidade8(7 7e,istrador de "iscosidade8(IC Controlador indicador de "iscosidade8

(7C Controlador re,istrador da "iscosidade.

13.2. Variável(iscosidade cinBm/tica.

13.3. 9nidade de medidaStoPes Z 10

64m

2


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• &etector tipo suscepti!ilidadeBmagn4ticaBcampo magn4tico não uni"orme#J o+i,-nio se destaca entre os ,ases pelo seu comportamento para6ma,nBtico; isto B; a sua atração por um campo ma,nBtico. Qm peueno corpo de pro"a; imerso em um campo ma,nBtico não uniforme tende aser e+pelido se o J2 B presente. Este deslocamento aumenta com o aumento da concentração de J2 epode ser medido pela refle+ão de raios luminosos.


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(emos na fi,ura aai+o o esuema representati"o de funcionamento. J corpo de pro"a C;contraalanceado pelo seu corpo de pro"a C1 estão imersos em um campo ma,nBtico não uniforme;

atra"Bs do ual flue o ,/s analisado; recee uma car,a da placa : ue tem um potencial DC fi+o; tendendoa tra#-6lo K posição #ero.

Como dito; a presença do o+i,-nio no ,/s analisado tende a e+pelir o corpo de pro"a; e+pulsão esta uemodifica a posição do espelo 7 Glocado no ei+o de sustenção C6C "ariando a intensidade de raiosluminosos refletidos nas fotocBlulas 1 e 2. Esta "ariação alimenta sistema de alanço cont&nuo ue indicadiretamente a * do J2.

$,% Silic


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Controle automático

$-% Introdução

9os processos industriais anti,os ou de peueno porte as "ari/"eis eram controladas pelo elemento

umano8 o controle manual.

)tualmente; de"ido a comple+idade dos processos; sea por uestões de se,urança ou de economia; oelemento umano foi sustitu&do por instrumentos capa#es de e+ecutar essas tarefas= são os controladoresautom/ticos.

) mão de ora pode ser e+tremamente redu#ida; uma "e# ue restaram poucas operações manuais e afiscali#ação ou super"isão ,eral da instrumentação B de f/cil e+ecução.

Como "anta,ens de controle autom/tico sore o elemento umano; temos=• 7edução de custos atra"Bs da diminuição de mão de ora8• ?arantia de uniformidade de produtos acaados8• ?arantia maior de se,urança pessoal e do euipamento.

$-%$% Conceito de controle automático

Entende6se por Ncontrole autom/ticoO um conunto de operações ue consistem em=

• )edir uma "ari/"el8• Comparar esta medida com um "alor deseado8• Corrigir o des"io oser"ado.

) fi,ura aai+o mostra; so a forma de notação de locos; o conceito de controle autom/tico.

Js componentes principais do controle autom/tico são= o processo e o controlador autom/tico.

J processo ou sistema controlado compreende uma operação ou uma sBrie de operações reali#adas no;ou pelo euipamento; no ual uma "ari/"el B controlada.

J controlador autom/tico B um instrumento ue recee o "alor da "ari/"el medida e atua para corri,ir ou

limitar o des"io dessa "ari/"el em relação a um ponto de controle G"alor constante prB6estaelecido para a


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"ari/"elH ou então limitar o des"io da "ari/"el em relação a uma lei prB6estaelecida G"alor "ari/"el daprpria "ari/"elH.


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J controlador atua sore o elemento final de controle.

J elemento "inal de controle B o dispositi"o ue "aria diretamente o "alor da "ari/"el manipulada.

Variável controlada B a uantidade ou condição ue B medida e controlada.

Variável manipulada B a uantidade ou condição ue B "ariada pelo elemento final de controle; de modo a

efetuar o "alor da "ari/"el controlada.

)eio controlado B a ener,ia ou material do processo no ual a "ari/"el B medida e controlada.

Agenda de controle B a ener,ia ou material do processo; do ual a "ari/"el manipulada B uma condição oucaracter&stica.

) fi,ura aai+o mostra e+emplo pr/tico do empre,o desses termos.

$.% )al>as ou circuitos de controle

Qma mala ou circuito de controle G"ide representação em locos na pr+ima fi,uraH consiste do processo;

do elemento de medição Gcom ou sem transmissãoH do controlador; do elemento final de controle e docontrolador. Se o controlador est/ na camada Nposição manualO; di#emos ue a mala B aerta. Com o

controlador na posição Nautom/ticaO a mala B fecada Gcom realimentaçãoH.

Sistemas de controleDe acordo com a nature#a da ener,ia usada pelo controlador; os sistemas de controle podem ser=pneum/ticos; idr/ulicos; elBtricos e eletrnicos.

Js controladores pneum/ticos usam ar comprimido; limpo e seco.

Js controladores idr/ulicos usam l&uidos; principalmente; leo.


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Js controladores elBtricos e eletrnicos utili#am a ener,ia elBtrica; sendo ue a nature#a de seuscomponentes B ue define se os mesmos pertencem a um ,rupo ou ao outro.


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)odos de controleJ controlador de um sistema de controle pode efetuar a sua ação de correção de modos di"ersos.

Se o elemento final de controle Gem ,eral "/l"ula de controleH tem somente duas posições; o controle se

denomina de Nduas posiçõesO; Nare6fecaO ou Non-off O.

Se a "/l"ula de controle tem uma posição determinada para cada des"io; o controle B camado

NproporcionalO.

Se a "/l"ula tem sua posição reaustada Gprocesso com N"ariação de car,aOH a fim de manter a "ari/"el no

"alor deseado; temos controle de reauste autom/tico ou inte,ral GNreset OH.

Se a "/l"ula de controle tem a intensidade de "ariação aumentada em função da "elocidade do des"io;

temos o controle deri"ati"o ou antecipatrio GNrateOH.

J controle de duas posições B satisfatrio para processos ue permitem as oscilações decorrentes.

usado para processos simples; não cr&ticos.

J controle proporcional B aconsel/"el para processos cont&nuos mais comple+os e delicados.

9este modo de controle torna6se necess/rio e+por a noção de Nfai+a proporcionalO.

Suponamos o caso de um indicador6controlador de uma "ari/"el ualuer; escala de #ero a 100*. Jponto de auste escolido sea 50*.

Jser"amos o ponteiro em relação ao &ndice8 K medida ue o ponteiro se afasta do &ndice para um doslados; a "/l"ula "ai arindo6se ou fecando6se; isto B; deslocando6se para uma de suas posições e+tremas.

J afastamento do ponteiro para outro lado do &ndice far/ a "/l"ula alcançar a outra posição e+trema.

Suponamos ue tais fatos aconteceram uando o ponteiro atin,iu 20* e %0*; respecti"amente conformemostrado na fi,ura aai+o.

Jnde=

:) Z :onto de controle8( Z (ari/"el medida8d Z Des"io G:) 6 (H.

Di#emos; ue a fai+a proporcional de controlador est/ austada em 0*.

Ju sea= . : . Z%0 620

100 60

+ 100 Z 0*


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:ortanto; fai+a proporcional pode ser definida como a relação entre o deslocamento do ponteiro na escalado instrumento Gue corresponde ao mo"imento total da "/l"ulaH e a escala total do instrumento.

J controle inte,ral tem sua aplicação em sistemas sueitos a N"ariações de car,aO. Essa e+pressão em

lin,ua,em da instrumentação; si,nifica uaisuer influ-ncias sore a "ari/"el controlada de um sistemaprocessual.


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)ssim por e+emplo= suponamos um forno; onde B controlada a temperatura de leo na sa&da atra"Bs daatuação do controlador sore uma "/l"ula de controle colocada na lina de alimentação do comust&"el

para os maçaricos.

:oder&amos citar como N"ariações de car,aO poss&"eis=aH (ariação da temperatura amiente8H (ariação da pressão do comust&"el8cH (ariação do poder calor&fico do comust&"el8dH (ariação na espessura das paredes dos tuos onde passa o leo Gdeposição de coue; etc.H.

Este modo de controle somente cessa sua correção uando a "ari/"el controlada e o ponto de auste estão

no mesmo "alor.

?eralmente; o controle inte,ral B usado untamente com o controle proporcional.

J controle deri"ati"o tem sua aplicação em processos onde B necess/ria uma correção r/pida em função

da "elocidade do des"io da "ari/"el em relação ao ponto de controle.

empre,ado da se,uinte forma=aH Controle proporcional [ controle inte,ral [

controle deri"ati"o8H Controle proporcional [ controle deri"ati"o.

1!.1. Controle emcascata

Certos processos tem um comportamento espec&ficoe mais cr&tico e da& o sistema pode ser; por e+emplo;de controle Nem cascataO.

9este controle temos o controlador da "ari/"el

prim/ria e o controlador da "ari/"el secund/ria.J controlador prim/rio atua no ponto de austeGponto de controle "ari/"elH do controlador secund/rio.

J controlador secund/rio atua sore a "/l"ula de controle Gelemento final de controleH.

J controle em cascata permite; ,eralmente; o se,uinte=aH Controle autom/tico dos controladores prim/rio e secund/rio Gcascata propriamente ditaH8H Controle manual do controlador prim/rio e autom/tico do controlador secund/rio8cH Controle manual do controlador secund/rio.

Js controles em cascata mais comuns são=

• Controles de temperatura e de "a#ão8• Controles de n&"el e de "a#ão.

1!.2. Controle de ra0ão

Em sistemas de controle onde / necessidade de se manter o "alor de uma "ari/"el ,uardando uma ra#ão

com uma outra "ari/"el do sistema; temos o Ncontrole de ra#ãoO.

)ssim; suponamos ue se desea misturar dois produtos l&uidos; ,uardando sempre uma ra#ão ourelação de "a#ões. Qma "a#ão B considerada principal e a outra secund/ria.


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Este tipo de controle B ,eralmente; necess/rio para controlar um processo com um Tnico elemento final decontrole; a partir das duas ou mais "ari/"eis ue são interdependentes e ue não de"em ultrapassar certos

limites de se,urança m/+ima ou m&nima.Qm e+emplo deste tipo de controle "em ilustrado na fi,ura aai+o.

J oeti"o desse sistema de controle B e"itar a perda da pressão de sucção na e"entualidade de ue ademanda da pressão de descar,a sea ele"ada.

J controlador de sucção do compressor8 o controlador de descar,a recee um sinal ue corresponde K

pressão de descar,a do compressor.

Js sinais de sa&da dos dois controladores são aplicados K estação NoverrideO.9ormalmente; a pressão de descar,a controla a "/l"ula de pressão de descar,a do compressor.

Se a pressão de sucção do compressor cai aai+o do ponto de controle estaelecido para o Ncontrolador dasucçãoO; este assume o controle do sistema; atra"Bs da estação NoverrideO.

1!.3. Controle de caldeiras

Lal t&tulo se de"e a ue as caldeiras tem; em ,eral; sistemas de controle t&picos; tradicionais. Lrataremos

dos principais sistemas.

aH Controle de água de alimentação das caldeiras ) finalidade deste controle B manter o n&"el no tuulão da caldeira; em seu n&"el mBdio.

Em caldeiras de maior porte e de altas pressões não B comum adotar6se um controle de n&"el; no sentido

simples de um controlador normal.

J sistema de controle de n&"el asicamente aplicado B camado de N3 elementosO.

) fi,ura aai+o mostra tal sistema de controle.


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E+istem "/rios esuemas de controle; porBm; mostraremos na fi,ura aai+o; um dos mais usuais.


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) car,a da caldeira estaelece apro+imadamente a "a#ão da /,ua de ineção e efeito de "ariação dascaracter&sticas da /,ua de suprimento e minimi#ado pela temperatura de sa&da do desuperauecedor.


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Jutro sistema do controle usa a Ndistriuição de ,/sO.

Js elementos de controle são=IH Lemperatura final de controle8

IIH Car,a de caldeira.

J controle de car,a de caldeira ser"e para austar a distriuição de ,/s entre o superauecedor eeconomi#ador Gauecimento da /,ua de alimentaçãoH ou auecedor do ar para comustão.

Citaremos mais uma "ariante desse sistema ue B o controle de "a#ão de /,ua de alimentação atra"Bs do

condensador do superauecedor; usando a "a#ão de ar como &ndice.

) medição de /,ua para o condensador ser"e como 2o

elemento e a temperatura final do "apor fa# osreaustes desnecess/rios.

$?% Controle de e;uipamentos diversos

a3 Controle de va0ão de !om!as e compressoresJ controle de "a#ão das omas ou compressores do tipo

de deslocamento direto B função direta da "elocidade dosmesmos; portanto; o sistema da fi,ura aai+o; onde a"/l"ula de controle "aria a "a#ão de "apor para a turina Buma possiilidade de controle.

Se o acionador B um motor elBtrico; o sistema pode ser controlado por uma "/l"ula contornando parte doflu&do; retornando6o K sucção da oma ou compressor.

:ara as omas e compressores centr&fu,os; a "a#ão "aria em

função de sua pressão de descar,a; mesmo para uma rotação

constante; lo,o o controle de "a#ão pode ser feito diretamenteem uma "/l"ula colocada na lina de descar,a; como B "isto na

fi,ura aai+o.


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H Controle de temperatura e na sa1da de "ornosQm sistema de controle para a temperatura de sa&da de um produto ue passa por um forno; depende daconstFncia do poder calor&fico do comust&"el; da pressão constante de suprimento; etc.Qm e+emplo desse controle B mostrado na fi,ura aai+o.

cH Controle de colunas de destilaçãoEsse controle aran,e uma sBrie de sistemas como seam; controle de car,a; controle do produto de topo;controle das retiradas laterais; controle do produto de fundo; etc.

Cada um desses sistemas tem uma "ari/"el t&pica mais con"eniente so o ponto de "ista do prprioprocessamento e nos flu+o,ramas das Qnidades podem ser "istos tais sistemas de controle.

$% Sim!ologia para mal>as de controle$%$% Introdução ) simolo,ia de instrumentação anal,ica e di,ital; compartilada e inte,ral; distriu&da e centrali#ada seaseia nas se,uintes normas americanas G,eralmente tradu#idas para o portu,u-sH =

1. IS) S5.1; &nstrumentation 'ym!ols and &dentification( 1$%4

2. IS) S5.3; Graphic 'ym!ols for istri!uted *ontrol+'hared isplay &nstrumentation( Logic and*omputer 'ystems; 1$%3

1$.'% AplicaçõesJs s&molos de instrumentação são encontrados principalmente em=1. flu+o,ramas de processo e de en,enaria;

2. desenos de detalamento de instrumentação instalação; dia,ramas de li,ação; plantas de

locali#ação; dia,ramas l,icos de controle; lista,em de instrumentos;3. painBis sinpticos e semi,r/ficos na sala de controle;4. dia,ramas de telas de "&deo de estações de controle.

1$.3. +oteiro da identi"icação

$%(%$% FeralCada instrumento ou função a ser identificada B desi,nado por um conunto alfanumBrico ou nTmero de ta,.


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) parte de identificação da mala correspondente ao nTmero B comum a todos os instrumentos da mesmamala. J ta, pode ainda ter sufi+o para completar a identificação.

1$.3.2. NDmero de tagt1pico

7IC $@( B Identificação do instrumento ou ta, do instrumento7 $@( B Identificação da mala Gmala de temperatura; nTmero 103H7IC B Identificação funcional Controlador Indicador de temperatura7 B :rimeira letra G"ari/"el da malaHIC B @etras suseuentes Gfunção do instrumento na malaH

J nTmero da mala do instrumento pode incluir o cdi,o da informação da /rea . :or e+emplo; o LIC 5006103; LIC 5006104; aos dois controladores indicadores de temperatura; amos da /rea 500 e os nTmerosseenciais são 103 e 104.

1$.3.3. Identi"icação"uncional

) identificação funcional do instrumento ou seu eui"alente funcional consiste de letras da La. 1 e incluiuma primeira letra; ue B a "ari/"el do processo medida ou de 2.2 iniciali#ação. ) primeira letra pode ter ummodificador opcional. :or e+emplo; :L B o transmissor de pressão e :DL B o transmissor de pressãodiferencial.

) identificação funcional do instrumento B feita de acordo com sua função e não de sua construção. )ssim;um transmissor de pressão diferencial para medir n&"el tem o ta, @L Gtransmissor de n&"elH e não o de :DL;

transmissor de pressão diferencial.

Emora o transmissor sea constru&do e realmente meça pressão diferencial; seu ta, depende de suaaplicação e por isso pode ser @L; uando mede n&"el ou L; uando mede "a#ão. Jutro e+emplo; umaca"e atuada por pressão li,ada K sa&da de um transmissor pneum/tico de n&"el tem ta, @S; ca"e de n&"ele não :S; ca"e de pressão. J ta, tamBm não depende da "ari/"el manipulada; mas sempre da "ari/"eliniciali#ada ou medida. )ssim; uma "/l"ula ue manipula a "a#ão de sa&da de um tanue para controlar n&"el; tem ta, de @( ou @C( e não de ( ou C(.

) se,unda letra tipicamente B a função do instrumento. L B o ta, de um transmissor GLH de "a#ão GH.

LamBm a se,unda letra pode ter um ou mais modificadores. I) B o ta, de um indicador de "a#ão; com alarme. )larme B o modificador da função indicação. LamBm pode se detalar o tipo dealarme; p. e+.; I)@ B o ta, de um indicador de "a#ão com alarme de ai+a.

J ta, pode ter modificador da "ari/"el Gprimeira letraH e da função Gse,unda letraH. :or e+emplo; :DI)@ Bum indicador de pressão diferencial Gmodificador de pressãoH com alarme Gmodificador do

indicadorH de ai+a Gmodificador do alarmeH.

Vuando o ta, possuir "/rias letras; pode6se di"idi6lo em dois ta,s. J instrumento B simoli#ado por doisalões se tan,enciando e o ta, por ser; por e+emplo; LIC63 para o controlador indicador de temperatura eLS'63 para a ca"e manual associada ao controlador.

Lodas as letras de identificação de instrumentos são maiTsculas. :or isso; de"e6se e"itar usar rC paracontrolador de relação de "a#ões e usar C; controlador de fração de "a#ões.

)s funções de computação G[. 6; +; ; ◻H; seleção G; H; l,ica e co"nersão Gia


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) identificação da mala ,eralmente B feita por um nTmero; colocado ao final da identificação funcional doinstrumento associado a uma "ari/"el de processo. ) numeração pode ser serial ou paralela.

9umeração paralela começa de 0 ou para cada "ari/"el; LIC6100; IC6100; @IC6100 e )I6100. 9umeraçãoserial usa uma Tnica se-ncia de nTmeros; de modo ue se tem LIC6100; IC6101; @IC6102 e )I6103. )

numeração pode começar de 1 ou ualuer outro nTmero con"eniente; como 101; 1001; 1201.


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Vuando a mala tem mais um instrumento com a mesma função; ,eralmente a função de condicionamento;de"e6se usar ap-ndice ou sufi+o ao nTmero. :or e+emplo; se a mesma mala de "a#ão tem um e+trator de

rai# uadrada e um transdutor corrente para pneum/tico; o primeiro pode ser 61016) e o se,undo 6

1016>. Vuando se tem um re,istrador multiponto; com n pontos; B comum numerar as malas como LE61%61; LE61%62; LE61%63 atB LE61%6n.

Vuando um re,istrador tem penas dedicadas para "a#ão; pressão; temperatura; seu ta, pode ser 762; :76

5 e L7613. Se ele re,istra tr-s temperaturas diferentes; seu ta, pode ser L76!


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) maioria asoluta dos instrumentos de medição e de controle reuer al,uma fonte de alimentação; ue leforneça al,um tipo de ener,ia para seu funcionamento.

Js tipos mais comuns de alimentação são a elBtrica e a pneum/tica; porBm / muitas outras dispon&"eis.


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)s se,uintes are"iações são su,eridas para denotar os tipos de alimentação. Jpcionalmente; elas podemindicar tamBm tipos de pur,a=

AS Suprimento de ar G $ir supply H;ES Suprimento elétrico (Electric supply ),FS Suprimento de ,/s GGas supply H; OS Suprimento idr/ulico; NS Suprimento de NitrogênioSS Suprimento de apor (Steam supply )RS Suprimento de !gua (Water supply )

J n&"el de alimentação pode ser adicionado K lina de alimentação do instrumento. :or e+emplo; )S 100P:a Galimentação pneum/tica de 100 P:aH; ES 24 ( cc Galimentação de 24 ( cc para instrumento elBtricoH.


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Notas para a 7a!ela das Letras de Identi"icação1. Qma letra de escolha do usu,rio tem o oeti"o de corir si,nificado não listado ue B necess/rio em

uma determinada aplicação. Se usada; a letra pode ter um si,nificado como de primeira letra oude letras suseuentes. J si,nificado precisa ser definido uma Tnica "e# em uma le,enda. :or e+emplo; a letra 9

pode ser definida como mdulo de elasticidade como uma primeira letra ou como osciloscpio como letrasuseuente.

2. ) letra R não classificada tem o oeti"o de corir si,nificado não listado ue ser/ usado somenteuma "e# ou usado em um si,nificado limitado. Se usada; a letra pode ter ualuer nTmero de

si,nificados como primeira letra ou como letra suseuente. J si,nificado da letra R de"e ser

definido do lado de fora do c&rculo do dia,rama. :or e+emplo; R7 pode ser re,istrador deconsist-ncia e RR pode ser um osciloscpio de consist-ncia.

3. ) forma ,ramatical do si,nificado das letras suseuentes pode ser modificado li"remente. :or

e+emplo; I pode si,nificar indicador; ou indicação8 L pode si,nificar transmissão ou transmissor.

4. Vualuer primeira letra cominada com as letras modificadoras D GdiferencialH; GrelaçãoH; GmomentFneoH; Y Gtempo de alteraçãoH e V Ginte,ração ou totali#açãoH representa uma "ari/"el

no"a e separada e a cominação B tratada como uma entidade de primeira letra. )ssim; osinstrumentos LDI e LI indicam duas "ari/"eis diferentes= diferença de temperatura e temperatura.

)s letras modificadoras são usadas uando aplic/"el.

5. ) letra ) Gan/liseH core todas as an/lises não descritas como uma escola do usu/rio. J tipo de

an/lise de"e ser especificado fora do circulo de identificação. :or e+emplo; an/lise de p'; an/lise deJ2. )n/lise B "ari/"el de processo e não função de instrumento; como muitos pensam

principalmente por causa do uso inadeuado do termo analisador .

. J uso de Q como primeira letra para multi"ari/"el em lu,ar de uma cominação de outras primeirasletras B opcional. recomend/"el usar as primeiras letras especificas em lu,ar da letra Q; ue

de"e ser usada apenas uando o nTmero de letras for muito ,rande. :or e+emplo; B prefer&"el usar :7


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12. J uso da letra Q para multifunção; "em "e# da cominação de outras letras funcionais Bopcional. Este desi,nador não espec&fico de"e ser usado raramente.

13. Qm dispositi"o ue li,a; desli,a ou transfere um ou mais circuitos pode ser uma ca"e; um

relB; um controlador li,a6desli,a ou uma "/l"ula de controle; dependendo da aplicação. Se oeuipamento manipula uma "a#ão de fluido do processo e não B uma "/l"ula manual de loueio li,a6

desli,a; ela B proetada como "/l"ula de controle. incorreto usar o ta, C( para ualuer coisaue não sea uma "/l"ula de controle auto atuada. :ara todas as aplicações ue não tenam

"a#ão de fluido de processo; o euipamento B proetado como=aH Ca"e; se for atuada

manualmente.H Ca"e ou controlador li,a6desli,a; se for autom/tico e for o primeiro dispositi"o na mala. J termo

ca"e B ,eralmente usado se o dispositi"o B aplicado para alarme; lFmpada piloto; seleção;intertra"amento ou se,urança. J termo controlador B usado se o dispositi"o B aplicado para o controlede operação normal.

dH 7elB; se for autom/tico e não for o primeiro dispositi"o na mala; mas atuado por uma ca"e ou por um

controlador li,a6desli,a.14. )s funções associadas com o uso de letras suseuentes de"em ser definidas do lado

de fora do circulo de identificação. :or e+emplo; pode ser o e+trator de rai# uadrada na malade "a#ão8 L pode ser o con"ersor corrente para pneum/tico em uma mala de controle detemperatura.

Vuando a função B e"idente como para uma "/l"ula solenide ou um con"ersor corrente para pneum/ticoou pneum/tico para corrente a definição pode não ser ori,atria.

15. Js termos modificadores alto( !ai"o( m.dio ou intermedi,rio correspondem aos "alores

da "ari/"el medida e não aos "alores do sinal. :or e+emplo; um alarme de n&"el alto pro"eniente de

um transmissor de n&"el com ação in"ersa de"e ser @)'; mesmo ue fisicamente o alarme seaatuado uando o sinal atin,e um "alor m&nimo cr&tico.

1. Js termos alto e !ai"o uando aplicados a posições de "/l"ulas e outras dispositi"os de

arir e fecar são assim definidos=aH alto si,nifica ue a "/l"ula est/ totalmente

aertaH ai+o si,nifica ue a "/l"ula est/ totalmente

fecada

1!. J termo registrador se aplica a ualuer forma de arma#enar permanentemente a

informação ue permita a sua recuperação por ualuer modo.

1%. Elemento sensor; transdutor; transmissor e con"ersor são dispositi"os com funções diferentes;conforme IS) S3!.1.

1$. ) primeira letra (; "iração ou an/lise mecFnica; destina6se a e+ecutar as tarefas emmonitoração de m/uinas ue a letra ) e+ecuta em uma an/lise mais ,eral. E+ceto para"iração; B esperado ue a "ari/"el de interesse sea definida fora das letras de ta,.

20. ) primeira letra se destina ao uso uando as respostas de controle ou monitoração sãoacionadas por e"ento e não acionadas pelo tempo. ) letra ; nesta posição; pode tamBm si,nificar presença ou estado.

21. ) letra modificadora Y; em cominação com uma primeira letra como @; L ou W; si,nificauma "ariação de ta+a de tempo da uantidade medida ou de iniciali#ação. ) "ari/"el WYIC; por

e+emplo; pode representar um controlador de ta+a de perda de peso.


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22. ) letra Y como modificador B uma opção do usu/rio para desi,nar uma estação de controle;enuanto a letra C se,uinte B usada para descre"er controlador autom/tico ou manual.


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7epresentação detalada de uma mala de controle de pressão GaH e a eui"alente; simplificada GH.


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S&molo de modo simplificado


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i,ura 1.2.5

Instrumentação para um sistema de distilação


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i,ura 1.2. Instrumentação

para um sistema de reação.


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) i,. 1.2.5. mostra a descrição simlica completa de um processo de distilação.

) "a#ão de alimentação B medida GE63; L63H e re,istrada G763H; mas não controlada ) ta+a de entradade calor B proporcional K ta+a de alimentação "e#es um ,ano de relB G63>H; ue austa o ponto de austedo controlador de "a#ão do leo uente G7C61H.

J produto le"e da torre B condensado; com a temperatura do condensado controlada mantendo6seconstante a pressão da coluna G:7C611H. ) sa&da do produto le"e tem "a#ão controlada G7C64H. J ponto

de auste do controlador B austado por um relB di"isor GQ6H; cuas entradas são a "a#ão de alimentação;

como modificada pelo relB função G63)H e a sa&da do controlador de an/lise dos produtos le"es G)7C65H.

J controlador de an/lise recee a an/lise do produto de seu transmissor; ue tamBm transmite o sinalpara uma ca"e de an/lise dual Galta


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aH )r are8H )r feca.


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Qma das ra#ões importantes dessas ações B o fator se,urança uando a "/l"ula est/ colocada numdeterminado sistema processual. E+plicando= Consideramos a falta de ar Gpor e+emplo; fala no

suprimentoH como uma condição poss&"el e em tal caso a posição tomada automaticamente pela "/l"ula decontrole de"er/ ser escolida de modo ue sea a mais se,ura para o processamento ou euipamento.

Essas ações dependem; em resumo; da disposição relati"a entre sede; plu, e atuação pneum/tica por cimaou por ai+o do diafra,ma.

uitas "/l"ulas podem ter a sua ação in"ertida apenas trocando6se de posição a sede e o plu,.

Dessa necessidade das ações da "/l"ula decorreu a e+ist-ncia das ações do instrumento controlador ; as

uais são as se,uintes=aH )ção direta8H )ção in"ersa.

Define6se como sendo de Nação diretaO um controlador cuo sinal de sa&da GcorreçãoH aumenta ou diminui

uando o sinal de entrada G"ari/"el medidaH; aumenta ou diminui; respecti"amente.

Qm controlador tem Nação in"ersaO uando o sinal de sa&da aumenta ou diminui uando a "ari/"el medida

diminui ou aumenta; respecti"amente.

20.3. 7ipos de válvulas decontrole

)s "/l"ulas de controle t-m "/rias classificações uanto ao tipo. (eamos al,umas.

IH Válvulas de sede simples e de sede dupla

) de sede simples tem a "anta,em de maior "edação K passa,em do flu+o na posição fecada; empressões relati"amente peuenas.

Como des"anta,em apresenta a possiilidade de não fecar completamente uando o fluido do processo

tem altas pressões.

) "/l"ula de dupla sede na ual a pressão do produto do processo; praticamente; atua em sentidos opostossore a aste; não tem dificuldades para atin,ir a posição fecada.

) des"anta,em deste tipo aparece apenas em caso de diferença na sincroni#ação de fecamentoGpassa,em por uma das sedesH.

)s fi,uras aai+o mostram esses tipos de "/l"ulas de controle.


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IIH Válvulas ;uanto s curvas caracter1sticasDefinimos a Ncur"a caracter&sticaO de uma "/l"ula como sendo a relação entre a "a#ão ue ela dei+a passare a aertura da mesma.

) mais simples de todas B camada tipo Naertura r/pidaO Gon-off H.

Estas "/l"ulas são adeuadas para sistemas de controle de duas posições; sistemas de controle de n&"el

de um processo de ,rande capacitFncia.

) "/l"ula de caracter&stica Ni,ual porcenta,emO B uma das mais usadas no controle autom/tico dosprocessos.

Seu nome deri"a do fato de ue para i,uais incrementos na aertura; a "/l"ula dei+a passar i,uais

incrementos de "a#ão.

) ustificati"a da ,rande aplicação deste tipo de "/l"ula se de"e ao fato de ue o processo B sensi"elmenteafetado por uma mesma "ariação de "a#ão em relação a "a#ão inicial; uer isto se "erifiue com a "/l"ulano in&cio ou no fim do seu curso.

Esta "/l"ula B adeuada para=aH Controlador proporcional com .:.; lar,a8H :rocessos de peuena capacitFncia8cH :rocessos; onde a car,a B muito "ari/"el8dH Controle de "a#ão; de temperatura e de n&"el; em ,eral8eH Controle de ra#ão de "a#ões.

Como des"anta,ens apenas por ser de confecção cara e não ser adeuada para fluidos suos; pois o

acTmulo de res&duos altera sensi"elmente a sua caracter&stica.

Válvula agul>a usada para re,ular "a#ões peuenas ou de alta pressão.Válvula de caracter1stica linear 9estas "/l"ulas a "a#ão praticamente "aria proporcionalmente com a aertura da mesma.

São adeuadas para controladores proporcionais com ,ano 1 indo atB 4 G.:.Z 25*H; ou para processoscom capacitFncia mBdia onde as condições de operação não "ariam muito.

Válvulas 8Saunders: e !or!oletaL-m aplicações espec&ficas; em como as "/l"ulas de 3 "ias.

20.4. Posicionadores

Certos sistemas de controle e+i,em das "/l"ulas um comportamento mais cr&tico e da& o empre,o de

posicionadores.

Posicionadores são dispositi"os capa#es de receer o sinal de sa&da do controlador e en"iar para a

caeça da "/l"ula um sinal eui"alente ou diferente; porBm ,uardando al,uma relação com o mesmo.

Seu empre,o ustifica6se=aH :ara "encer o atrito na aste da "/l"ula; por e+emplo uando a ,a+eta B apertada para e"itar

"a#amento8

H :ara diminuir o atraso de resposta do atuador de ,rande capacidade ou distante do controlador8cH :ara in"erter a ação do controlador8


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Controlador Lógico Programável

'$% Introdução

'$%$% ControladoresProgramáveis

:ara atender K demanda da indTstria; "/rios faricantes desen"ol"eram no in&cio dos anos !0 o Controlador @,ico :ro,ram/"el GC@:H ou %rogramma!le Logic *ontroller 1%L*)( em in,l-s. J C@: B um computador adaptado para o amiente industrial com uma lin,ua,em de pro,ramação simplificada. Js primeiros C@:sforam desen"ol"idos inicialmente para a sustituição dos sistemas de controle aseados em relBs. Desdeentão; os C@:s desen"ol"eram e são os controladores mais utili#ados em sistemas de controle em todos ostipos de plantas industriais; do controle de m/uinas atB o controle de uma lina completa de manufatura de,randes processos industriais.

Independentemente do faricante e do tipo de C@:; a maioria dos C@:s possui tr-s partes principais= C:Q;memria e a unidade de Entrada e Sa&da GE


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)normalmente; isto B feiro atra"Bs do uso de isoladores ticos; os uais utili#am foto6diodo e fottransistor encapsulados em um acoplador tico.


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conhecimentos de instrumentação eletrônica

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