Quando você considera os valores de calibração de um medidor de vazão, idealmente eles não devem se desviar dos valores de medição na aplicação. Na verdade, há uma série de variáveis de influência que requerem muito cuidado ao instalar na aplicação, devido à grande variedade de medidores de vazão e princípios de medição.
Seções de entrada e saída
Somente analisando de perto a aplicação, erros sistemáticos de medição não detectados podem ser reduzidos desde o início. As condições de entrada do medidor de vazão representam uma das principais variáveis de influência no resultado da medição.
As seções de entrada e saída referem-se à seção de um tubo reto antes e depois do dispositivo de medição, não incluindo embutidos (interferências), como cotovelos, válvulas, válvulas de esfera, etc. Também pode ser referida como uma seção de entrada livre ou desimpedida . Isso é geralmente expresso em um número inteiro múltiplo do diâmetro do tubo, por exemplo, uma seção de entrada 10D em um tubo DN 200 corresponde a um comprimento de 2 m. Observar as seções de entrada e saída de comprimentos diferentes às vezes é necessário para reduzir as influências no resultado da medição que se origina no próprio sistema. Essas influências a montante / a jusante no dispositivo de medição refletem-se principalmente na “qualidade” do perfil de fluxo. As informações sobre os comprimentos mínimos das seções de entrada e saída geralmente estão contidas na documentação técnica dos medidores de vazão.
Figura 9.1: Seções de entrada e saída
Perfil de fluxo
A distribuição da velocidade do fluxo de líquidos em dutos fechados não é constante ao longo do duto. Em condições ideais, quanto mais perto você chegar do “meio” do tubo, maior será a velocidade do fluxo. Quanto mais perto você chegar da parede do tubo, mais lento será o fluxo. A distribuição da velocidade pode ser ilustrada bidimensionalmente ou tridimensionalmente ao longo do tubo. Isso é chamado de velocidade ou perfil de fluxo. A Figura 9.2 mostra um fluxo bidimensional, a Figura 9.3, um laminar tridimensional e turbulento. Se você tiver uma tubulação reta e extremamente longa, dois perfis de fluxo diferentes são formados, dependendo do diâmetro do tubo, da velocidade do fluxo e da viscosidade: um perfil de fluxo laminar ou turbulento. O perfil de fluxo turbulento é “mais plano” do que o laminar. Esses perfis de fluxo são chamados de sem redemoinhos e simétricos rotacionalmente. Para atingir a precisão de medição desejada, a operação de entrada desimpedida necessária na frente de um medidor de vazão depende do princípio de medição usado (EMF, Vortex, ultrassônico, Coriolis etc.).
Figura 9.2: Perfis de fluxo 2D
Figura 9.3: Perfil de fluxo tridimensional
Situação de instalação
Em termos de direção do tubo, a instalação prática de um medidor de vazão em uma aplicação está sempre limitada às possibilidades no local. Freqüentemente, não é possível evitar ter partes do sistema que alteram o perfil de fluxo localizadas perto dos dispositivos de medição. Isso inclui embutidos como cotovelos de 90 °, curvas 3D, dispositivos de desligamento, redutores e expansões, filtros etc. Informações sobre quais combinações ou dispositivos embutidos e de medição devem ser evitados podem ser encontradas na documentação técnica de cada medição dispositivo.
Figura 9.4: Notas de instalação para medidores de vazão eletromagnéticos
Figura 9.5: Notas de instalação para medidores de vazão eletromagnéticos
As Figuras 9.4 e 9.5 mostram exemplos da documentação com locais recomendados para instalação do medidor de vazão e locais a serem evitados.
Se houver embutidos no pipeline, mudanças como aumentos unilaterais na velocidade ou componentes de turbilhão no fluxo local podem ser a consequência. Essas mudanças demoram a diminuir na tubulação reta até que, finalmente, um perfil de fluxo rotacionalmente simétrico, laminar distinto ou turbulento seja restaurado. Para neutralizar tal interferência com a precisão de medição do medidor de vazão, as planilhas de dados para os respectivos medidores de vazão indicam seções de entrada mínimas com base na precisão de medição desejada. Em geral, pode-se dizer que passagens de entrada mais longas diminuem a influência das interferências de fluxo.
Situação de instalação
Em termos de direção do tubo, a instalação prática de um medidor de vazão em uma aplicação está sempre limitada às possibilidades no local. Freqüentemente, não é possível evitar ter partes do sistema que alteram o perfil de fluxo localizadas perto dos dispositivos de medição. Isso inclui embutidos como cotovelos de 90 °, curvas 3D, dispositivos de desligamento, redutores e expansões, filtros etc. Informações sobre quais combinações ou dispositivos embutidos e de medição devem ser evitados podem ser encontradas na documentação técnica de cada medição dispositivo.
As Figuras 9.4 e 9.5 mostram exemplos da documentação com locais recomendados para instalação do medidor de vazão e locais a serem evitados.
Se houver embutidos no pipeline, mudanças como aumentos unilaterais na velocidade ou componentes de turbilhão no fluxo local podem ser a consequência. Essas mudanças demoram a diminuir na tubulação reta até que, finalmente, um perfil de fluxo rotacionalmente simétrico, laminar distinto ou turbulento seja restaurado. Para neutralizar tal interferência com a precisão de medição do medidor de vazão, as planilhas de dados para os respectivos medidores de vazão indicam seções de entrada mínimas com base na precisão de medição desejada. Em geral, pode-se dizer que passagens de entrada mais longas diminuem a influência das interferências de fluxo.
Condições de calibração
A calibração do medidor de vazão geralmente ocorre em condições definidas de pressão, temperatura e ambiente. Mudanças nessas condições ao usar o dispositivo de medição na prática podem resultar em mudanças mais ou menos graves no valor medido. Hoje em dia, medidores de vazão, como medidores de vazão de área variável, às vezes são projetados para uso em uma faixa de parâmetro definida especificamente. Aqui, nenhuma correção precisa ser levada em consideração no local. Se a influência do parâmetro for significativa, uma correção pode ser feita com a medição apropriada de pressão e temperatura (compensação de pressão e temperatura com medidores de vazão de vórtice). Um significado significativo é, portanto, atribuído à ”Qualidade” usada para conversões potenciais dos parâmetros do material usados, uma vez que os dados com incerteza de medição significativa têm um impacto direto no resultado da medição.Como regra geral, os medidores de vazão são calibrados usando água ou ar. Os pontos de operação que em termos de densidade, temperatura, viscosidade, etc. desviam das condições de calibração, podem ser considerados matematicamente, se necessário. Para realizar medições com incerteza mínima, algumas circunstâncias podem exigir que a calibração seja feita com o líquido ou gás original (calibração de gás verdadeira).
Repetibilidade / reprodutibilidade
Para garantir as condições do processo com um alto grau de estabilidade, medidores de fluxo com alta repetibilidade são necessários, ou seja, o dispositivo de medição também deve produzir os mesmos valores medidos com espalhamento mínimo, independentemente da precisão absoluta dos valores individuais nas mesmas condições de operação em tempo real. Os dados sobre a repetibilidade de um dispositivo de medição só podem ser coletados sob condição de repetibilidade de medição. Isso inclui coisas como temperaturas constantes, pressões, umidade, observadores, medições que se sucedem em intervalos próximos e a mesma referência. Múltiplas medições em uma bancada de teste podem ser usadas como dados para repetibilidade. Na ausência de especificações de cálculo quantitativamente úteis na área de medições de líquidos, geralmente são os menores e os maiores valores que são usados, mas estes não são estatisticamente significativos e não permitem uma comparação de informações. Uma recomendação para a determinação quantitativa da repetibilidade pode ser encontrada em [7]. Os termos geralmente usados para isso na literatura são “repetibilidade” ou “reprodutibilidade”. Em contraste com isso, existe uma reprodutibilidade avançada que leva em consideração diferentes observadores, locais de instalação e alterações nas condições ambientais e de processo. Quanto à repetibilidade, não há especificação de cálculo conhecida para líquidos para a especificação de um valor quantitativo.
Estabilidade de longa duração
Se um dispositivo de medição for observado em uso por um longo período de tempo, a medição não deve sofrer nenhum desvio sob condições constantes. Se os erros de medição causados por qualquer envelhecimento, deriva ou influências ambientais forem insignificantes por um longo período de tempo, o dispositivo de medição é considerado como tendo alta estabilidade a longo prazo.