instrumentação básica

INSTRUMENTAÇÃO

É a ciência que aplica e desenvolve técnicas para adequação deinstrumentos de medição, transmissão, indicação, registro e controle de variáveis físicas em equipamentos nos processos

industriais.

APLICAÇÃO

Nas indústrias de processos tais como: siderúrgica, petroquímica, alimentícia, papel, etc....

A instrumentação é responsável pelo rendimento máximo de um processo, fazendo com que toda energia cedida, seja transformada

em trabalho na elaboração do produto desejado.

CENTRO TECNOLÓGICO EUVALDO LODI – SENAI/RJ

GRANDEZAS ESTUDADAS NA INSTRUMENTAÇÃO

As principais grandezas que traduzem transferências de energia no processo são: PRESSÃO, NÍVEL, VAZÃO, TEMPERATURA; as quais

denominamos de variáveis de um processo.

PRESSÃO

Conceitos

Medição de pressão é o mais importante padrão de medida, pois as medidas de vazão, nível, etc. podem ser feitas utilizando-se esse princípio.

Pressão é definida como uma força atuando em uma unidade de área.

P = F onde P = Pressão A F = Força A = Área



PRESSÃO ATMOSFÉRICA

É a pressão exercida pela atmosfera terrestre medida em um barômetro. Ao nível do mar esta pressão é aproximadamente de 760 mmHg.

PRESSÃO RELATIVA

É a pressão medida em relação à pressão atmosférica, tomada como unidade de referência.

PRESSÃO ABSOLUTA

É a soma da pressão relativa e atmosférica, também se diz que é medida a partir do vácuo absoluto.


DISPOSITIVOS PARA MEDIÇÃO DE PRESSÃO.

O instrumento mais simples para se medir pressão é o manômetro, que pode ter vários elementos sensíveis e que podem ser utilizados também por transmissores e controladores. Vamos então ao estudo de alguns tipos de elementos sensíveis.

Tipos de elementos sensíveis.

Tubos Burdon.

A B C

A – Burdon em C

B – Burdon em Aspiral

C – Burdon Helicoidal


MEMBRANA OU DIAFRAGMA FOLE

COLUNA DE LÍQUIDO


MANÔMETROS


NÍVEL

INTRODUÇÃO

Nível é a altura do conteúdo de um reservatório que pode ser sólido ou líquido. Trata-se de uma das principais variáveis utilizadas em controle de processos contínuos, pois através de sua medição torna-se possível:

a)Avaliar o volume estocado de materiais em tanques de armazenamento.

b)Balanço de materiais de processos contínuos onde existam volumes líquidos ou sólidos de acumulação temporária, reações, mistura, etc.

c)Segurança e controle de alguns processos onde o nível do produto não pode ultrapassar determinados limites.


MÉTODOS DE MEDIÇÃO DE NÍVEL DE LÍQUIDOOs três tipos básicos de medição de nível são:

a) diretob) indiretoc) descontínuo

MEDIÇÃO DIRETA

É a medição que tomamos como referência a posição do plano superior da substância medida. Neste tipo de medição podemos utilizar réguas ou gabaritos, visores de nível, bóia ou flutuador.

MEDiÇÃO DE NÍVEL INDIRETA

Neste tipo de medição o nível é medido indiretamente em função de grandezas físicas como : pressão, empuxo , radiação e propriedades elétricas.


MEDIÇÃO DE NÍVEL DESCONTÍNUA

Estes medidores são empregados para fornecer indicação apenas quando o nível atinge certos pontos desejados como por exemplo em sistemas de alarme e segurança de nível alto ou baixo.

EXEMPLO DE MEDIÇÃO DIRETA.

Régua ou Gabarito Visores de Nível

CENTRO TECNOLÓGICO EUVALDO LODI – SENAI/RJBóia ou Flutuador

EXEMPLO DE MEDIÇÃO INDIRETA.

Medição de Nível por Pressão Hidrostática (pressão diferencial)


Medição de Nível com Borbulhador

Medição de Nível por Empuxo


EXEMPLO DE MEDIÇÃO DESCONTÍNUA.

Medição de nível descontínua por bóia


VAZÃO

INTRODUÇÃO

A medição de vazão inclui no seu sentido mais amplo, a determinação da quantidade de líquidos, gases e sólidos que passa por um determinado local na unidade de tempo; podem também ser incluídos os instrumentos que indicam a quantidade total movimentada, num intervalo de tempo.

A quantidade total movimentada pode ser medida em unidades de volume (litros, mm3, cm3, m3, galões, pés cúbicos).

TIPOS DE MEDIDORES DE VAZÃO:

Existem dois tipos de medidores de vazão, os medidores de quantidade e os medidores volumétricos.


MEDIDORES DE QUANTIDADE

São aqueles que, a qualquer instante permitem saber que quantidade de fluxo passou mas não vazão do fluxo que está passando. Exemplo: bombas de gasolina, hidrômetros, balanças industriais, etc.

a) Medidores de Quantidade por PesagemSão utilizados para medição de sólidos, que são as balanças industriais.

b) Medidores de Quantidade VolumétricaSão aqueles que o fluído, passando em quantidades sucessivas pelo mecanismo de medição faz com que o mesmo acione o mecanismo de indicação


EXEMPLO DE MEDIDORES DE QUANTIDADE


MEDIDORES VOLUMÉTRICOS

São aqueles que exprimem a vazão por unidade de tempo.

a) Medição de Vazão por Pressão Diferencial

A pressão diferencial é produzida por vários tipos de elementos primários colocados na tubulação de forma tal que o fluído passa através deles. A sua função é aumentar a velocidade do fluído diminuindo a área da seção em um pequeno comprimento para haver uma queda de pressão. A vazão pode então, ser medida a partir desta queda.

EXEMPLO DE MEDIÇÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL


PLACA DE ORIFÍCIO


TUBO VENTURI

MEDIDORES DE VAZÃO POR ÁREA VARIÁVEL


Rotâmetros


MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO

Medidor Eletromagnético de Vazão


TEMPERATURA

INTRODUÇÃO

O objetivo de se medir e controlar as diversas variáveis físicas em processos industriais é obter produtos de alta qualidade, com melhores condições de rendimento e segurança, a custos compatíveis com as necessidades do mercado consumidor.

Nos diversos segmentos de mercado seja, eles químico, petroquímico, siderúrgico, cerâmico, farmacêutico, vidreiro, alimentício, papel e celulose, hidrelétrico, nuclear entre outros, a monitoração da variável temperatura é fundamental para a obtenção do produto final especificado.

PIROMETRIA - Medição de altas temperaturas, na faixa onde os efeitos de radiação térmica passam a se manifestar.

CRIOMETRIA - Medição de baixas temperaturas, ou seja, aquelas próximas ao zero absoluto de temperatura.

TERMOMETRIA - Termo mais abrangente que incluiria tanto a Pirometria, como a Criometria que seriam casos particulares de medição


MEDIDORES DE TEMPERATURA POR DILATAÇÃO/EXPANSÃO

TERMÔMETRO A DILATAÇÃO DE LÍQUIDO


TERMÔMETRO COM CAPILAR


TERMÔMETROS BIMETÁLICOS

HÉLICE


Medição de temperatura com Termopar

Um termopar consiste de dois condutores metálicos, de natureza distinta, na forma de metais puros ou de ligas homogêneas. Os fios são soldados em um extremo ao qual se dá o nome de junta quente ou junta de medição. A outra extremidade dos fios é levada ao instrumento de medição de f.e.m. ( força eletromotriz ), fechando um circuito elétrico por onde flui a corrente.


Medição de Temperatura por termoresistência

Os bulbos de resistência são sensores que se baseiam no princípio de variação da resistência em função da temperatura. Os materiais mais utilizados para a fabricação destes tipos de sensores são a platina, cobre ou níquel, que são metais que apresentam características de:

a) Alta resistividade, permitindo assim um melhor sensibilidade do sensor.

b) Ter alto coeficiente de variação de resistência com a temperatura.

c) Ter rigidez e ductilidade para ser transformado em fios finos.


FIM

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