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Medição de Concentração Usando Medidores de Vazão Coriolis

É bem conhecido que os medidores de vazão Coriolis são um método muito preciso para medir o fluxo de massa de líquidos, gases e vapores. No entanto, o que às vezes é esquecido é que eles medem simultaneamente a densidade também. Esta é uma variável muito útil que pode ser usada para a qualidade e concentração do produto.

â € <â € <Por Jonathan Humphrey, gerente de marketing de produtos - Flow, Endress + Hauser Ltd.â € <⠀ <⠀ <

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Jonathan Humphrey, gerente de marketing de produto - Flow, Endress + Hauser Ltd


Os tubos de medição no medidor de vazão são oscilados em sua frequência natural, que depende do medidor específico e do produto dentro dele.

A frequência é medida e é diretamente proporcional à densidade do fluido. A eletrônica converte isso em um valor de densidade, que pode ser mostrado no display ou disponibilizado como uma saída.

Um medidor de vazão Coriolis normalmente medirá a densidade para uma precisão entre ± 1kg / m3 e ± 20kg / m3 com alguns medidores especializados oferecendo desempenho ainda melhor.

Devido à baixa densidade de gases, o uso de medidores Coriolis para determinar a densidade geralmente não é possível. No entanto, esta técnica de medição oferece alguns excelentes benefícios ao lidar com líquidos.

Os medidores Coriolis também medem a temperatura para fornecer todas as variáveis ​​necessárias para a medição de concentração baseada em densidade.

Quando dois produtos podem ser misturados para formar um líquido homogêneo, as informações de densidade e temperatura podem ser usadas em uma tabela ou fórmula para determinar a concentração. Isso tem muitas aplicações, como Brix (açúcar em água) ou ABV (álcool em volume) na indústria de alimentos e bebidas, concentrações de ácido na indústria química e, com medidores avançados, pode até ser aplicado na indústria de petróleo e gás para determinar corte de água (relação óleo: água).

Alguns medidores Coriolis no mercado têm software de concentração embutido; outros são usados ​​em conjunto com um controlador separado. Isso torna as informações de concentração diretamente disponíveis em uma ampla gama de protocolos industriais, incluindo 4 – 20mA HART, PROFIBUS, PROFINET e Ethernet / IP.

O uso de comunicação digital também fornece informações de diagnóstico maiores, como status do medidor de vazão, falhas eletrônicas e detecção de acúmulo. Isso pode ajudar a minimizar qualquer tempo de inatividade inesperado, permitindo a manutenção preditiva

As vantagens são simples: medição exata da concentração de medição em linha que pode economizar tempo e custo em comparação com as técnicas típicas baseadas em laboratório. O risco de um lote perdido é reduzido devido à medição contínua e o erro humano é removido da equação. Como as informações de densidade e concentração estão instantaneamente disponíveis, é possível obter um controle mais rigoroso do processo.

Ao mesmo tempo, o instrumento está medindo a vazão e a temperatura, de modo que uma riqueza de informações de processo pode ser transmitida. Também é possível usar o medidor para registrar o fluxo total de um componente específico de uma mistura (por exemplo, álcool).

Um medidor de vazão Coriolis não tem partes móveis no fluxo, portanto os custos de manutenção são drasticamente reduzidos em comparação com técnicas de medição de vazão mais tradicionais, como medidores de deslocamento positivo ou dispositivos de pressão diferencial.

Dependendo da criticidade do ponto de medição, vale a pena considerar um cronograma de calibração que é tipicamente determinado pelo usuário ou pela autoridade reguladora. Alguns medidores de vazão podem se auto-verificar, o que pode ajudar a qualificar o desempenho entre as calibrações e, em alguns casos, até mesmo estender o tempo entre as calibrações.

Os medidores de vazão Coriolis são fabricados em uma ampla faixa de diâmetros de tubulação, de modo que a densidade e a concentração podem ser medidas em tubos muito pequenos DN01 (1 / 24) até grandes tamanhos de linha de DN350 (16 ”).

Para minimizar o gasto de capital, é possível até mesmo instalar um medidor de Coriolis em uma linha de bypass, desde que o produto no bypass seja representativo da linha principal. Ao usar um medidor de vazão volumétrico, como um medidor de deslocamento positivo, às vezes é necessário compensar uma alteração na densidade do produto (por exemplo, após uma alteração na temperatura).

Neste caso, um medidor de Coriolis pode ser usado para medir a densidade e converter a leitura de fluxo volumétrico em uma leitura de fluxo de massa. Como acima, isso poderia ser feito em um desvio, que é uma técnica freqüentemente usada para grandes tubulações de hidrocarbonetos.

Para a medição da concentração, é importante perceber que a inclusão de componentes adicionais à mistura aumenta o erro, a menos que possam ser compensados ​​com precisão. No caso de três ou mais produtos em mudança, pode ser difícil, até mesmo impossível, medir a concentração com precisão.

Um exemplo disso é usar o Brix para medir o suco de laranja. Brix é exclusivamente uma medida de açúcar (tipicamente sacarose) na água, que é freqüentemente aplicada para medir a concentração de suco de laranja.

O suco de laranja contém ácidos, compostos fenólicos e às vezes sólidos que afetam a medição e dificultam a comparação. Isso também se aplica a outras técnicas, como a refratometria, e é por isso que os dois métodos podem não estar de acordo.

Às vezes é possível configurar o medidor de vazão Coriolis para compensar os componentes adicionais se eles forem muito consistentes. Se este não for o caso, a precisão será perdida, mas a medição será repetida.

PromassF300 para medição de concentração

Outro fator importante é a consistência dos produtos. Se a densidade dos componentes mudar, a densidade para uma determinada concentração será diferente, o que terá impacto sobre o resultado. Isso pode causar um problema na indústria de laticínios quando se mede a concentração de gordura no leite.

Diferentes épocas, rebanhos e pastagens podem ter um impacto sobre a densidade da gordura do leite, por isso torna-se muito difícil medir com precisão. Para superar isso, a densidade dos produtos individuais deve ser conhecida ou medida. Isso pode ser feito em uma linha principal antes que o produto seja diluído ou reduzido.

Um instrumento altamente preciso e flexível, um medidor de vazão Coriolis oferece medição precisa do fluxo de massa de líquidos, vapor e gases com custos operacionais muito baixos, mesmo em instalações apertadas.

Além disso, as variáveis ​​medidas adicionais - densidade e temperatura - fornecem uma riqueza de informações de processo e facilitam variáveis ​​indiretas, como fluxo de volume e concentração (para líquidos). A medição de concentração ao vivo pode ajudar a reduzir custos e aumentar a produtividade na fábrica.

Informador de Indústria de Processos

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