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Medidores de vazão por ultrassom para gás natural Karine Koga Lincoln Figueiredo Leonardo Dantas Leonardo Oliveira Introdução Os medidores de vazão que usam a velocidade do som como meio auxiliar de medição podem ser divididos em dois tipos principais: 1. Medidores de tempo de transito 2. Medidores a efeito Doppler Técnicas de medição 1. Tempo de trânsito (transit time) É o método de medição de vazão no qual a velocidade média do fluido ao longo da trajetória acústica é determinada pela diferença do tempo de transito de sinais ultrassônicos, propagando-se a montante e a jusante cobrindo a mesma distancia no fluido de escoamento Técnicas de medição 1. Tempo de trânsito (transit time) Técnicas de medição 1. Tempo de trânsito (transit time) - Os sinais(pulsos acústicos) são gerados pelos transdutores piezoelétricos; Técnicas de medição 1. Tempo de trânsito (transit time) Transdutores Técnicas de medição 1. Tempo de trânsito (transit time) Transdutores Técnicas de medição 1. Tempo de trânsito (transit time) O Transdutor gera sinal quando recebe um pulso elétrico. Isso faz com que o cristal vibre em sua frequência de ressonância tendo em consequência o surgimento de uma onda longitudinal de pressão de alta frequência , ou seja, uma onda de som. Técnicas de medição 1. Tempo de trânsito (transit time) Parâmetros: L= distancia entre os transdutores; C0= velocidade do som no fluido; C12: velocidade de propagação do fluido na direção do escoamento; C21= velocidade na direção contrária; T12= tempo de propagação na direção do escoamento; T21= tempo na direção contrária; Ur= velocidade media do fluido na trajetória Técnicas de medição 1. Tempo de trânsito (transit time) Observações : (1) A diferença entre os tempos de propagação é proporcional a velocidade média dos elementos presentes na trajetória. (2) Pulso que segue na direção da trajetória é mais rápido que o que está contra Técnicas de medição 1. Tempo de trânsito (transit time) *Kh é o fator de correção e é dado em função do numero de Reynolds(depende do tipo de escoamento). Técnicas de medição 1. Tempo de trânsito (transit time) Técnicas de medição 1. Tempo de trânsito (transit time) Por não possuir partes móveis em contato com o fluido, é possível um intervalo de calibração maior do que dos medidores tipo turbina. Não há criação de turbulência ou perda de carga ; Permite a medição de vazão para gases altamente corrosivos ; A frequência deste medidor é na faixa de 1 a 8MHz e, portanto, um erro de período de onda de 1 a 8 microssegundos; Técnicas de medição 1. Tempo de trânsito (transit time) Vantagens Custo independente do diâmetro da tubulação; Não necessita parar o escoamento durante a montagem; o medidor de tempo de trânsito necessita que o fluido preencha totalmente a tubulação e que ele contenha poucas impurezas para não resultar em erro na edição. A sua precisão pode variar de 1 a 5%. Técnicas de medição 1. Tempo de trânsito (transit time) Desvantagens Custo alto; o medidor de tempo de trânsito necessita que o fluido preencha totalmente a tubulação e que ele contenha poucas impurezas para não resultar em erro na edição. A sua precisão pode variar de 1 a 5%, logo não serve para ser instalado no separador de teste; Técnicas de medição 1. Tempo de trânsito (transit time) Conclusoes O número de instalações com medidores ultra-sônicos, tanto a tempo de trânsito como a efeito Doppler, tem diminuído por causa da reputação de desempenho inadequado. Muitos medidores de vazão ultra-sônicos a efeito Doppler são medidores portáteis para verificação de grandes vazões; são aplicações que não requerem grande precisão. Atualmente são projetados medidores ultra-sônicos com melhoria do desempenho, com projetos envolvendo transdutores múltiplos,maiores freqüências de operação e Novas técnicas eletrônicas. Já são desenvolvidos, inclusive, medidores de vazão para fluidos limpos usando turbulência do fluido para refletir as ondas.
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