Atividade de Pesquisa - Instrumentação Industrial

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Atividade de Pesquisa: Instrumentação Industrial 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
01 - Um cartão de entrada analógico é conectado a um transmissor de temperatura, e a tem 
peratura do processo varia de 0 a 400 °C e fornece um sinal de 0 a 12 Vcc, proporcional à variável 
do processo. Qual é a relação entre a variação da variável do processo e a entrada analógica do 
CLP? 
R: Estabelecendo uma relação linear entre a variação da variável do processo e a tensão de entrada 
analógica, com base em regra de três, temos: 
 
Variação da temperatura do processo (°C) / Variação da tensão de entrada analógica (Vcc) = Faixa 
de temperatura do processo (°C) / Faixa de tensão de entrada analógica (Vcc) 
 
02 - Defina os seguintes termos: 
 
a) Variável de processo (PV): A variável de processo é uma grandeza física que representa o estado 
ou condição atual de um sistema ou processo industrial. 
 
b) Setpoint (SP): O setpoint é o valor desejado ou alvo para a variável de processo. É a referência 
que o sistema ou processo deve alcançar e manter. 
 
c) Variável manipulada (MV): A variável manipulada é uma grandeza controlada pelo sistema de 
controle para ajustar o comportamento do processo e alcançar o setpoint desejado. 
 
d) Erro (offset): O erro é a diferença entre o valor atual da variável de processo (PV) e o setpoint 
(SP). O erro é uma medida da discrepância entre a condição atual e a condição desejada. O sistema 
de controle utiliza o erro para ajustar a variável manipulada (MV) e reduzir essa diferença, 
buscando minimizar ou eliminar o erro ao longo do tempo. 
 
Instrumentação Industrial 
Aluno (a): Emanuella Avelar Nunes Data: 17/07/2023 
Atividade de Pesquisa NOTA: 
INSTRUÇÕES: 
 
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03 - Considerando a norma ISA, quais são os instrumentos representados pelas nomenclaturas? 
TT: Transmissor de Temperatura 
TSH: Chave de temperatura alta 
TSHH: Chave de temperatura muito alta 
LSH: Chavel de nível alto 
LSLL: Chave de nível muito baixo 
PT: Transmissor de Pressão 
FY: Conversor de vazão 
PIT: Transmissor e indicador de pressão. 
04 - Apresente as seguintes definições básicas sobre medição de temperatura: 
 
a) Calor específico: O calor específico é uma propriedade física de uma substância que representa a 
quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de uma unidade de massa dessa 
substância em uma unidade de temperatura. Em outras palavras, é a quantidade de energia 
térmica necessária para aquecer uma certa quantidade de material em um grau Celsius. Varia de 
acordo com a substância e é geralmente expresso em J/(g·°C) ou J/(kg·K). 
 
b) Condutividade térmica: A condutividade térmica é uma propriedade de um material que 
determina sua capacidade de conduzir calor. Ela indica a taxa de transferência de calor através do 
material quando há uma diferença de temperatura. Materiais com alta condutividade térmica 
permitem uma transferência eficiente de calor, enquanto materiais com baixa condutividade 
térmica são isolantes térmicos. A unidade comum para a condutividade térmica é W/(m·K). 
 
c) Calor latente: O calor latente é a quantidade de calor envolvida em uma mudança de fase de 
uma substância sem que sua temperatura se altere. Durante a mudança de fase, como a fusão 
(sólido para líquido) ou a vaporização (líquido para gasoso), a energia térmica é absorvida ou 
liberada sem que haja variação de temperatura. É expresso em J/g ou J/kg. 
 
d) Calor sensível: O calor sensível refere-se à quantidade de calor que causa uma mudança de 
temperatura em um material sem ocorrer mudança de fase. Quando um material sofre um 
aumento ou diminuição de temperatura, a quantidade de calor adicionada ou removida é chamada 
de calor sensível. O calor sensível é diretamente proporcional à massa do material e à variação de 
temperatura. É expresso em J/g ou J/kg. 
 
 
 
 
 
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05 - O que é selagem? Por que é empregada para medições de pressão? 
R: Selagem é o processo de vedação utilizado em instrumentação industrial, especialmente em 
medições de pressão, para evitar vazamentos de fluidos ou gases entre o sistema sendo medido e 
o transmissor de pressão. 
 
A selagem é empregada nas medições de pressão para garantir a integridade do sistema, minimizar 
vazamentos e assegurar a confiabilidade das leituras. Existem diferentes tipos de selagem usados 
em diferentes aplicações, mas o objetivo principal é isolar o fluido ou gás no processo do 
transmissor de pressão. 
 
 
06 - Quais as vantagens e desvantagens de se utilizar um medidor de nível por borbulhamento? 
 
R: O medidor de nível por borbulhamento é um método simples e econômico para medir o nível de 
líquidos em recipientes fechados. Suas vantagens incluem simplicidade, baixo custo e capacidade 
de medição contínua. No entanto, apresenta precisão limitada, sensibilidade à viscosidade e 
densidade do líquido, restrições de aplicação em líquidos corrosivos, tóxicos ou inflamáveis, e 
limitações de pressão do sistema. É importante considerar esses aspectos ao escolher esse método 
para uma aplicação específica. 
 
07 - Apresente o principio de medição de nível por pressão diferencial e descreva com o auxilio de 
figuras as configurações e equações para: 
a) Tanque aberto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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b) Tanque aberto com supressão de zero. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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c) Tanques fechados e pressurizados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
d) Tanque fechado com fluido corrosivo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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08- Descreva o principio de funcionamento dos medidores que empregam ultrassom no seu 
principio de funcionamento: 
a) Tempo de trânsito: 
Emite pulsos de ultrassom e mede o tempo de ida e volta do pulso refletido. 
Permite determinar a distância até o objeto ou superfície alvo. 
Amplamente utilizado em medidores de nível. 
 
b) Diferença de frequência: 
Emite um feixe contínuo de ultrassom em direção a um fluido em movimento. 
A mudança na frequência do sinal refletido é detectada. 
Permite calcular a velocidade ou vazão do fluido em movimento. 
 
c) Doppler: 
Utiliza o efeito Doppler para medir o movimento de partículas ou objetos. 
Emite um feixe contínuo de ultrassom em direção ao alvo em movimento. 
O desvio na frequência do sinal refletido é detectado. 
Permite determinar a velocidade e direção do movimento das partículas. 
 
 
09 - Apresente as características, vantagens e desvantagens das seguintes válvulas de controle: 
 
a) Válvula Globo: 
Características: Possui um corpo em forma de globo com um disco móvel que controla o fluxo do 
fluido, permite ajuste preciso da vazão por meio de uma abertura variável do orifício, pode ser 
utilizada em uma ampla faixa de pressões e temperaturas e é comumente usada em aplicações 
que exigem controle preciso do fluxo. 
 
Vantagens: 
Permite um controle preciso da vazão. 
Possui boa capacidade de vedação. 
É versátil e pode ser aplicada em diversos tipos de fluidos. 
Proporciona resistência ao desgaste. 
Desvantagens: 
Pode gerar perda de carga considerável devido ao formato do corpo e ao caminho tortuoso do 
fluxo. 
Pode apresentar maior custo emcomparação com outras válvulas de controle. 
 
 
 
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b) Válvula Diafragma: 
Características: Possui um diafragma flexível que se move para controlar o fluxo do fluido, permite 
controle eficiente em aplicações com fluidos corrosivos ou abrasivos e é frequentemente utilizada 
em indústrias químicas, de petróleo e gás, entre outras. 
 
Vantagens: 
Boa resistência a fluidos corrosivos e abrasivos. 
Baixo risco de vazamentos devido ao diafragma hermético. 
Baixa perda de carga. 
Desvantagens: 
Restrições em termos de pressão e temperatura operacionais. 
Pode ter menor capacidade de vazão em comparação com outras válvulas. 
 
c) Válvula Borboleta: 
Características: Possui um disco em forma de borboleta que gira para controlar o fluxo do fluido, é 
leve e compacta, o que facilita a instalação e a operação e é comumente utilizada em aplicações de 
controle de vazão em grandes diâmetros. 
 
Vantagens: 
Baixo peso e tamanho compacto. 
Baixo custo em comparação com outras válvulas de controle. 
Permite uma operação rápida e fácil. 
Desvantagens: 
Pode apresentar menor precisão de controle em comparação com válvulas de globo. 
Pode ter restrições em termos de vedação hermética em altas pressões e temperaturas. 
 
d) Válvula Esfera: 
Características: Possui um orifício passante em forma de esfera que controla o fluxo do fluido, é 
amplamente utilizada em aplicações industriais e comerciais e é conhecida pela sua rápida 
abertura e fechamento. 
 
Vantagens: 
Rápido tempo de resposta de abertura e fechamento. 
Baixa perda de carga. 
Boa vedação. 
Desvantagens: 
Geralmente oferece controle menos preciso em comparação com válvulas de globo. 
Pode apresentar restrições em termos de vazão em comparação com outras válvulas. 
 
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10 - Apresente o principio de funcionamento, as vantagens e desvantagens dos sensores ópticos: 
a) Retrorreflexivo. 
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b) Difuso-refletido.