No início do século XIX, o engenheiro e matemático francês Gaspard Coriolis, estabeleceu que uma massa m, deslocando-se com uma velocidade relativa vr em relação a um sistema de referência, por sua vez em movimento de rotação ω, esta massa é submetida a uma força ƒc de acordo com a equação:
ƒc = 2 m. ω Λ vr
À força ƒc dá-se o nome de “força de Coriolis”
Princípio de funcionamento
O medidor é composto por um tubo interno ou um par de tubos por onde o fluido passa.
Os tubos podem ser retos ou em formato de U , dependendo do tipo de medidor e aplicação a que se destina.
O driver é um solenoide que impõe ao tubo uma certa amplitude de vibração na frequência de ressonância do conjunto mecânico formado pelo tubo e fluido.
Sendo Q a vazão em massa, considere as situações abaixo para um medidor tipo tubo reto no qual mede-se o deslocamento dos sensores A e B no tempo:
Quando a passagem de massa no interior do tubo é zero, a diferença de tempo de deslocamento entre os sensores A e B será zero.
Quando há passagem de massa no interior do tubo, a diferença de tempo de deslocamento entre os sensores A e B será proporcional à vazão mássica.
Esse tempo é medido em Nanosegundos e exige grande sensibilidade dos sensores de posição A e B.
Medição de Densidade
A medição da densidade de um fluido se baseia na frequência de ressonância do conjunto de medição composto pelo tubo e fluido . O sistema de controle do medidor se ajusta à frequência de ressonância do conjunto que está associada à sua massa total ( tubo cheio de fluido homogêneo) . À medida que a densidade dos produtos que passam pelo medidor aumenta ou diminui, esta frequência natural diminui ou aumenta inversamente à densidade dos fluidos.
Medição de Temperatura e Concentrações
Um sensor de temperatura é montado internamento ao tubo de modo a medirmos a temperatura do fluido.
Além de servir como parâmetro de segurança operacional para os limites do medidor , a medição de temperatura , associada à medição de densidade nos possibilita calcular outros tipos de grandezas associadas ao fluido como:
- Concentração Genérica
- Grau Brix
- Grau INPM
- Grau GL
- Grau Platô
- Baumé Racional (144,3)
- Baumé Comercial (145,0)
- Totalização de soluto
- Totalização de solvente
- Vazão de um soluto isolado
- Vazão de um solvente isolado
Diagnósticos :
Os medidores de vazão mássica coriolis possuem vários diagnósticos que podem indicar problemas internos , danos por excesso de temperatura ou mesmo problemas relacionados ao processo.
Fluidos com mais de duas fases ( liquido + gás ou Liquido + sólidos) podem interferir na medição se os valores limites forem excedidos.
Um dos diagnósticos mais importantes é a indicação Bifásica que indica o grau de interferência que essa mistura possa causar numa medição.
Esse valor pode ser indicado na tela do display , transmitido por protocolos de comunicação e gerar alarmes.
Os medidores mássicos podem trabalhar com baixíssima incerteza e tanto com líquidos com gases.
Um software de especificação ajuda na determinação do melhor modelo em função das características do fluido e da necessidade do usuário.
Exemplo de cálculo de um medidor de 25mm
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