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INSTRUMENTAO BSICA P/
CONTROLE DE PROCESSOS
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INSTRUMENTAOCincia que aplica e desenvolve tcnicas de medio, indicao,
registro e controle de processos de fabricao, visando aotimizao na eficincia desses processos.
O uso de instrumentos em processos industriais, visa a obteno deum produto de melhor qualidade com menor custo, menor tempo
e com considervel reduo de mo de obra.
- Incrementar e controlar a qualidade do produto;- Aumentar a produo e o rendimento;- Obter e fornecer dados seguros da matria prima e quantidade
Produzida, alm de ter em mos, dados relativos economia dosprocessos.
A utilizao de instrumentos nos permite:
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Controle Manual
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O contro le manualno permite a eliminao do erro,resultando em uma variao de amplitude excessiva,do valor da varivel que se deseja controlar.
TEMPO
DESVIO
0
+
-
VALOR
OBTIDO
VALORDESEJADO
(SET-POINT)
ERRO
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FLUIDO AQUECIDO
VAPOR
PROCESSO INDUSTRIAL TPICO
FLUIDO A SERAQUECIDO
CONDENSADO
Varivel Controlada: TemperaturaMeio Controlado: FluidoVarivel Manipulada: VazoAgente de Controle: Vapor
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MALHA DE CONTROLE
ENTRADA DELQUIDO
SAIDA DELQUIDO
MISTURADOR
CONTROLADOR
ENTRADA DEVAPOR
CONDENSADO
VLVULA DECONTROLE
SENSOR DETEMPERATURA
TRANSMISSOR DETEMPERATURAS.P.
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ONDE EST O
CONTROLE?ONDE EST OCONTROLADOR?
ONDE EST AMEDIO?
PROCESSO
COMPARAO
CORREO
CONTROLE
ENTRADA DEGUA FRIA
SAIDA DEGUA QUENTE
ENTRADA
DE VAPOR
VLVULA DECONTROLE
MEDIO
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A Ao do Controle Automtico
O co n tro le automtic opermite atravs de sua ao areduo do erro, com um tempo de atuao e precisoimpossveis de se obter no controle manual.
TEMPO
DESVIO
0
+
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VALOROBTIDO
VALORDESEJADO(SET-POINT)
ERRO
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O Controle Automtico
VLVULA DECONTROLE
MEDIO
ENTRADA DEGUA FRIASAIDA DEGUA QUENTE
ENTRADA
DE VAPOR
PROCESSO
COMPARAO
CORREO
CONTROLADOR
AUTOMTICO
DE CAMPOSET POINT
SENSOR
MALHA DECONTROLEFECHADA
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a) Indicador
b) Registrador
c) Transmissor
d) Transdutor
e) Controlador
f) Elemento Final de Controle
CLASSES DE INSTRUMENTOS:
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ALGUMAS CONSIDERAES
Faixa de Medio (RANGE)Conjunto de valores da varivel medida, compreendido entre os limites inferiore superior, da capacidade de medio do instrumento. Expressa-sedeterminando seus extremos: (100 - 500C / 0 - 20 kgf/cm2 / -30 - +30 mmCA)
Alcance (SPAN)
Diferena algbrica entre o valor superior e inferior da faixa de medio doinstrumento. (Range de 100 - 250C ter um Span = 150C)
Erro
Diferena entre os valor lido ou transmitido pelo instrumento, em relao varivel medida. Em processos de regime permanente, chamamos de ERRO
ESTTICO, que pode ser positivo ou negativo, dependendo da indicao doinstrumento. Quando a varivel se alterna, teremos um atraso na transfernciade energia do meio para o medidor, onde o valor mdio estar defasado emrelao ao valor da varivel. Esta diferena chamada de ERRO DINMICO.
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Exatido
Pode ser definido como o maior valor de erro esttico que uminstrumento possa ter ao longo de sua faixa de trabalho.
a) Porcentagem do alcance (span);
b) Em unidade varivel;
c) Porcentagem do valor medido.
Zona Morta a maior variao que uma varivel poder ter, sem que provoquevariao na indicao ou sinal de sada de um instrumento ou em valoresabsolutos do range do mesmo. Est relacionada com folgas mecnicasentre elementos mveis de um instrumento.
Repetitividade o desvio percentual mximo com a qual uma mesma medio indicada, sendo todas as condies reproduzidas na mesma maneira.Expresso em porcentagem do SPAN.
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Rangeabilidade (Largura da Faixa)
a relao entre o valore mximo e mnimo, lidos com a mesma preciso naescala de um instrumento. No caso da medio da vazo, o valor mximo omximo da escala. Numa escala de 0-200 m3/h com preciso de +/- 1 % erangeabilidade de 10:1, significa que a preciso de +/- 1 % ser respeitadaentre 200 m3/h e 20 m3/h. (10:1)
Histerese
a diferena mxima apresentada por um instrumento, para um mesmo valor,em qualquer ponto da faixa de trabalho, quando a varivel percorre toda aescala nos sentidos ascendente e descendente.
200C
120,2
119,8
0
0 200120
CARACTERSTICAASCENDENTE
CARACTERSTICADESCENDENTE
ENTRADA C
SADA
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P RC - 001 - 02 - A
Varivel Funo rea daAtividade
N0Seqencialda Malha
SU
FIdentificao Funcional Identificao da Malha I
XO
Identificao do Instrumento
TERMINOLOGIA (ISA 5.1 5.3)
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SUPRIMENTOOU
IMPULSO
SINALPNEUMTICO
SINALHIDRULICO
LIGAO CONFI-
GURADA INTERNA-MENTE AO SISTE-MA (SOFTWARE)
SINAL NODEFINIDO
SINALELTRICO
TUBOCAPILAR
SINAL ELETROMAG-NTICO OU SNICO(TRANSMISSO NO
GUIADA)
LIGAOMECNICA
SINALBINRIO
ELTRICO
SINAL ELETRO-MAGNTICO OUSNICO (TRANS-MISSO GUIADA)
SINALBINRIO
PNEUMTICO
Smbolos utilizados nos Fluxogramas de Processo e Engenharia
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LOCALIZAO
TIPO
Locao Principalnormalmente
acessvelao operador
Montadono
Campo
Locao Auxiliarnormalmente
acessvelao operador
Locao Auxiliarnormalmenteno acessvelao operador
InstrumentosDiscretos
InstrumentosCompartilhados
Computadorde
Processo
ControladorProgramvel
Simbologia Geral em Instrumentao
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Indicao ou IndicadorCorrente EltricaI
AltoComando ManualH
VisorMedida DimensionalG
RelaoVazoF
Elemento PrimrioTenso (Fem)E
DiferencialDensidade ou PesoEspecfico
D
ControladorCondutibilidade EltricaC
Queimador(Chama)
B
AlarmeAnalisadorA
Letra deModificao
Funo de SadaFuno de LeituraPassiva
Letra deModificao
VarivelMedida
LETRAS SUCESSIVAS1A LETRA
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TransmissoTransmissor
TemperaturaT
Chave ouInterruptor
SeguranaVelocidade ouFreqncia
S
RegistradorRadioatividadeR
IntegraoQuantidadeQ
Tomada de ImpulsoPressoP
Placa de OrifcioO
Mdio ouIntermedirio
UmidadeM
BaixoLmpada PilotoNvelL
Estao deControle
Tempo ou ProgramaK
VarreduraPotnciaJ
Letra deModificao
Funo de SadaFuno de LeituraPassiva
Letra deModificao
VarivelMedida
LETRAS SUCESSIVAS1A LETRA
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Elemento Final deControle
PosioZ
Rel ouComputador
Y
PooPeso ou ForaW
VlvulaViscosidadeV
MultifunoMultifunoMultifunoMultivariveisU
Letra deModificao
Funo deSada
Funo de LeituraPassiva
Letra deModificao
VarivelMedida
LETRAS SUCESSIVAS1A LETRA
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PRINCIPAIS SISTEMAS DE MEDIDA
a) Fsico ou Cegesimal (C.G.S.)
b) Mtrico Decimal (M.K.S.)c) Absoluto Ingls (Ft. Pd. S.)
d) Sistema Internacional de Unidades - SI
Grandezas Definio Dimenso Fsico (C G S ) Decimal (M K S ) Gravitatrio (M Kgf S) Prtico Ingls
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W = __erg/seg(
Watt (w)(
Grandezas Definio Dimenso Fsico (C.G.S.) Decimal (M.K.S.) Gravitatrio (M.Kgf.S) Prtico Ingls
Comprimento L L centmetro (cm) metro (m)Mcron ( )= 10-6m
Angstrom (A)=10-10m
metro (m) foot (ft)
=1/3 Yd = 12in
30,48 cm
Massa M M grama (g) quilograma (kg) (9,81 kg) (32,174 pd)
Tempo T T segundo (seg.) segundo (seg.) segundo (seg) second (sec)
Superfcie S2 S2 cm2 m2 m2 square-foot=929 cm3
square-inch=6,45 cm2
Volume V3 V3 cm3 m3 m3 cubic-foot=28317 cm3
cubic-inch=16,39 cm3
Velocidade v= _e_
t
LT-1 em/seg m/seg m/seg
1m/seg=197 ft/min
foot per second (ft/sec)
ft/min=0,5076 cm/s
Acelerao y = _v_
t
LT-2 cm/seg2 m/seg3 m/seg2 ft/sec2
Fora F = m y M L T-2 dina (d)
(m=1 g:y=1 cm/ss)
Megadina (M)
= 10gdinas
_____GIORGI_____
Newton (n)
(m=1kg;y=1m/seg2)
=105d
quilograma - fora(kgf)
(m=1kg;y=9,81m/ seg2)
x 103x 981 = dinas
x 10-3x 9,81 = sth
pound*(pd)
(m=1pd;y=32,174 ft/sec2)
=0,4536kgf=444981d
=7000 grains
Trabalho = F x e M S2T-3 erg
(F=1 d; e = 1cm)
Joule (j)
F=1 n; e=1m)=102ergs
quilogrmetro (kgm)
(F=1kgf; e = 1m)= 9,81 Joules
foot - pound (ft.pd)
(f = 1 pd; e = 1 ft)=0,1383kgm=1,3563 j
Potncia W = / t M S2 T-3 =1 erg;t=1seg) = 1 j; 1= 1seg)
= 102ergs/seg
= 44,8 ft. pd/min
kgm/seg
Cavalo-vapor (C.V.)
= 75 Kgm/seg
= 736 watts
foot pound per second
Horse Power (H.P.)
= 76kgm/seg (75)
=33000 ft.pd/min
Presso P = __F__
A
M L-1T-2 bria
(F=1 d; S2=1 cm2)
Bar = 10gbrias
(F=1M; s2=1cm2)
Pascal
F= 1n; S2=1m2)
= 10 brias
kgf/cm2=1000 gf/cm2
kgf/m2
atm = 1033 gf/cm2
(em Hg = 76cm)
pd/in2=70.308 gf/cm2
pd/ft2
atm = 11.692 pd/in2
(em Hg = 0 n)
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Medio de Presso
Definies:
[ kgf/cm; lbf/pol; N/m]F (fora)
A (rea)Presso =
massavolume
[ kg/m3; g/cm3])=Massa Especfica(
[kgf/m; gf/cm]pesovolumePeso Especfico( )=
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h
TEOREMA DE STEVIN
PRINCPIO DE
PASCAL
P = . h
P
A presso exercida em um lquido confinado
se distribui integralmente e produz a mesmafora em reas iguais
A diferena de presso entre dois pontos de umlquido em repouso diretamente proporcional altura e a densidade do mesmo
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ESCALA
A
B
h
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mmHg
ESCALAS DE PRESSOPresso Relativa
(ou P. Efetiva ou Presso)
Presso Absoluta(ou Zero Absoluto ou Vcuo Perfeito)
Pabs= Prel - Patm
presso relativa
vcuopresso absoluta
ZERO RELATIVO
ZERO ABSOLUTO
BARMETRO DE TORRICELLI
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Tabela de Converso - Unidades de Presso
psi kPa Polegadas
H2O
mmH2O Polegadas
Hg
mmHg Bar m Bar kgf/cm2 gf/cm2
psi 1 6,8947 27,7620 705,1500 2,0360 51,7150 0,0689 68,9470 0,0703 70,3070
kPa 0,1450 1 4,0266 102,2742 0,2953 7,5007 0,0100 10,0000 0,0102 10,1972
Polegadas
H2O
0,0361 0,2483 1 25,4210 0,0734 1,8650 0,0025 2,4864 0,0025 2,5355
mmH2O 0,0014 0,0098 0,0394 1 0,0028 0,0734 0,0001 0,0979 0,0001 0,0982
Polegadas
Hg
0,4912 3,3867 13,6200 345,9400 1 25,4000 0,0339 33,864 0,0345 34,532
mmHg 0,0193 0,1331 0,5362 13,6200 0,0394 1 0,0013 1,3332 0,0014 1,3595
Bar 14,5040 100,00 402,1800 10215,0000 29,5300 750,0600 1 1000 1,0197 1019,700
m Bar 0,0145 0,1000 0,402 10,2150 0,0295 0,7501 0,001 1 0,0010 1,0197
kgf/cm2
14,2230 97,9047 394,4100 10018,0 28,9590 735,560 0,9800 980,7000 1 1000
gf/cm2 0,0142 0,0970 0,3944 10,0180 0,0290 0,7356 0,0009 0,9807 0,001 1
Exemplo 1 mmHg = 0,5362 pol, H2O = 1,3332 m Bar97 mmHg = 97(0,5362) = 52,0114 pol, H2O97 mmHg = 97(1,3332) =129,3204 m Bar
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DISPOSITIVOS PARA MEDIO DE PRESSO
1. Tubo Bourdon (tipos)
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2. Membrana ou Diafragma
3. Fole
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4 - Colunas de Lquido
P1P2 = h . dr
Manmetro de tubo em U
Manmetro de Coluna
Reta Vertical
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Manmetro de Coluna Reta Inclinada
Menisco
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5 - Sensor tipo Piezoeltrico
++++
____
P CRISTAL
Efeito Piezoeltrico
PDIAFRAGMA
SAIDA
CRISTALTransdutor
Restrioremovvel
Palheta (piezo)
Bico
Suprimementode ar
Presso piloto
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6Sensor tipo Strain Gauge ou Piezoresistivo
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7Sensor tipo Capacitivo
Tubos Capilares
Diafragma Sensor
VidroFluido de Enchimento
Diafragma de Processo
Placas do Capacitor
C = k.A/d
C - CapacitnciaArea das placasdDistncia entre pacaskConstante dieltrica
PROIN
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8 - Sensor tipo Silcio Ressonante
PROIN
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PROIN
PROIN
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SELO REMOTOAplicao:
a) O fludo do processo for corrosivo ao dispositivo de medio;b) O fludo for um gs com possibilidade de condensao por di-
minuio de temperatura, quando for aplicado ao dispositivo
de medio, ex: vapor dgua;
c) O fludo for um lquido com slidos em suspenso;
d) O fludo for um lquido pastoso;
e) O fludo tender a cristalizar-se com variaes de temperatu-
ra ao ser aplicado ao dispositivo de medio, ex: leo APF;
f) O fludo no puder permanecer parado no dispositivo de
medio, ex: medicamentos, leite etc;
g) O fludo for periculoso.
PROIN
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PROIN
Diafragma Isolador
Corpo
Tubo Capilar
CorpoDiafragmaIsolador
Fludo deEnchimento
Armadurado tubo Capilar
SELO VOLUMTRICO
PROIN
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Instalao: Tomadas de Impulso
GS LQUIDO VAPOR
PROIN
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Exemplos de Tomadas de Impulso
PROIN
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Componentes da Tubulao (Tomadas) de ImpulsoManifolds
GP GP
DP
DP
5 VIAS
2 VIAS
3 VIAS
2 VIAS
PROIN
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SISTEMAS DE SELAGEM
SELO DE LQUIDO
SELO DE AR
PROIN
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MANMETRO PETROQUMICO
SELO SANITRIO
Flange do Tanque
Braadeira TRI-CLAMP
PROIN
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DRENO/PURGA (SANGRIA)LD301
Posio Superior(Aplicaes em Lquido / Multifase)
Posio Inferior(Aplicaes em Gs )
A POSIO DO DRENOPODE SER MUDADA,
GIRANDO O FLANGE180O
PROIN
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MEDIO DE NVEL
- PRINCIPAIS MTODOS DE MEDIO:
RGUA OU GABARITO
VISORES DE NVEL
BIA OU FLUTUADOR
POR PRESSO HIDROSTTICA (P)
COM BORBULHADOR
POR EMPUXO
COM RAIOS GAMA
CAPACITIVO
POR ULTRASOMPOR RADAR
MEDIDORES DESCONTNUOS
MEDIO DE SLIDOS
PROIN
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TIPODE
INSTRUMENTO
CHAVE DENVEL
MEDIO CONTNUA
INDICAOTRANSMISSO/
CONTROLE
Visor de Nvel R E R B RBia/Flutuador E R R B R R B R REmpuxo E B E BPresso Hidros. B R R R B R R B R RBorbulhador R R B R B R B R B RClula de Carga R B R B B B R B
Ultrassom B R B B B R R ERadiao B B E R E E R B E B R B RCapacitivo B B R B R R R R B B R BCondutividade R R RPs Rotativas BLminas Vibrat. B B E B
Deteco Trm. B R R R B R R R
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
1 - Lquidos limpos2 - Lquidos com espuma3 - Interface4 - Polpas5 - Slidos
E - Excelente (sem restries de uso)B - Bom (com restries de uso)R - Regular (poucas aplicaes)
PROIN
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PROIN
500
499
498
497
496
2
1
MEDIO DE NVEL
DIRETA
Rgua ou Gabarito
Visores de Nvel (vidro)
Tipo Tubular
PROIN
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PROIN
GASLIQUIDO
VIDRO VIDRO
Plano (Reflex ou Transparente)
PROIN
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Vlvula de bloqueio (manuteno e segurana)
INDICADOR
IMA
PALHETA MAGNTICADO INDICADOR DE
NVEL
BOIA
Blindado(Magntico)
PROIN
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Bia ou Flutuador
PROIN
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MEDIO DE NVEL INDIRETA
POR PRESSO (HIDROSTTICA OU P)
P = h. dr
Clculo do Range:
P = PhP1
P1 = 0 (Patm)
Nvel (0%): P = 0 (4 mA)
Nvel (100%): P = h . d (20 mA)
LQUIDOh
HI LO
dr
PROIN
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Supresso de Zero (Tanque aberto)
LQUIDO h
HI LOClculo do Range:
P = PhP1P1 = 0 (Patm)Nvel (0%): P = y . dr (4 mA)Nvel (100%): P = (h + y) . dr (20 mA)
y
dr
PROIN
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PROIN
Elevao de Zero (Tanques fechados e pressurizados)
PROIN
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LQUIDO hHI LO
Clculo do Range:
Nvel (0%):P = PhP1P = 0 - (h . dselo)
P = - (y . dselo) (4 mA)
Nvel (100%):P = PhP1Pl = y . dseloPh = h . dlquidoP = h . dlquido - y . dselo(20 mA)
GS
y
Exemplo 1:
PROIN
-
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Exemplo 2:
P0% = - 2000 mmH2O
P100% = 2000 mmH2O
Portanto, o Range do TRM de2000 a 2000 mmH2O
PROIN
-
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Com Borbulhador
PROIN
-
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Por Empuxo
E = V. y1
EEmpuxo
VVolume submerso
y1Peso especfico do lquido
PROIN
-
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0
1
2
3
0
1
2
3
0
1
2
33 LB 2 LB 1 LB
2,25
14"COMP
7" NIVELD`AGUA
14" NIVELD`AGUA
Variao do Peso Aparente no Medidor Contnuo
P ap. = W - EP ap. = W (peso desloc.)E (empuxo desloc.)
ANvel de gua - 0
Bgua Deslocada
Peso = 1LB
Cgua Deslocada
Peso = 2LB
PROIN
-
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VAPOR
CONDENSADOPARA A VLVULADE EXTRAO DECONDENSADO
MEIO DORANGE
TOMADA DEEQUALIZAO
%/2
%/2
Controle de nvelem vaso dedistribuio de vapor
PROIN
-
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LEO
GUA
LEO
Medio de Nvel de Inferface
Et= E1 + E2
PROINve e n er ace
-
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e e e ace
h mximo = 500 mm
y = 0 to 100%
Exemplo:
Cal ib rao = 0 a 500 mm
y = 20% signif ic a que a interface
est a 100 mm acim a do diafragm arepet idor infer ior
Medio de Nvel de Interface com otransmissor DT30X:
hy
PROINDT30X Descrio de Operao
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SENSOR
PROCESS
P1
P2
DT30X- Descrio de Operao
Dois sensores de presso fornecem odiferencial de presso hidrosttico.
Um sensor de temperatura integralfornece a temperatura instantnea doprocesso.
Com o diferencial de presso e atemperatura do processo, um softwarededicado calcula a densidade do fluido.
Com a densidade do fluido e atemperatura, o software calcula a
concentrao, que pode ser expressa emBrix, API, Baum, Plato, INPM, GL,% de Slidos, etc.
PROIN
-
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Medio de Nvel com Raios - Gama
FONTE DERADIAOAMPLIFICADOR INDICADOR
SENSOR
GEIGER
PROIN
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Medio de Nvel Capacitivo
PROIN
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Medio de Nvel por Ultra-som
h
h = H - (v.t)2
HDistncia do emissor/receptor ao fundo do tanquehNvel do lquidovVelocidade do som no meio gasosotTempo medidoH-hParte vazia do tanque = v.t/2
PROIN
-
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Medio de Nvel por Radar
PROIN
-
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MEDIDORESDESCONTNUOSDE NVEL
PROIN
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Medio de Nvel de Slidos (Pesagem)
Transdutor
eletromecnico
Novas Clulas de
Carga (Strain Gauge)
PROIN
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MEDIO DE VAZO
Vazo Volumtrica: Qv= v / t
Vazo Mssica: Qm= m / t
TIPOS DE MEDIDORES:
1. Medidores de Quantidade por Pesagem / Volumtrica
Disco nutante, Pisto rotativo-oscilante, Ps, Engrenagens ovais, etc.
PROIN
-
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2. Medidores Volumtricos
Por Elementos Deprimognios (P)
250
249
248
VAZO
MERCRIO
DIFERENCIALDE PRESSO
PSI
PROIN
-
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Equao bsica p/ Elementos Deprimognios
Q = K PP (%)
Q (%)00
25
50
75
100
50 70,7 86,6 100
FE
FT FI
PROINPLACA DE ORIFCIO
-
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PLACA DE ORIFCIO
Tipos de orifcios:
a. Orifcio concntrico.
b. Orifcio excntrico.
c. Orifcio segmental.
(a)(b) (c)
VANTAGENS: DESVANTAGENS:
Instalao fcil Alta perda de carga
Econmica Baixa Rangeabilidade
Construo simples
Manuteno e troca simples
PROIN
-
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Tipos de Bordo:
Bordo Quadrado (Aresta viva):
Bordo Arredondado (Quadrante edge ou quarto de crculo):
Bordo com entrada cnica:
PROIN
Ti d T d d I l
-
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1" 1"
K1 K2
K1 M
K1 K2
DENOMINAONA LITERA-
TURA INGLESA
DENOMINAOSUGERIDA EMPORTUGUS
DISTNCIADA TOMADA
FACEMONTANTE
K 1
DISTNCIADA TOMADA
FACEJUSTANTE
K 2
FLANGETAPS
RADIUSTAPS
VENACONTRACTA
TAPS
CORNERTAPS
PIPETAPS
TOMADAEM FLANGES
TOMADAS D E1/2 D
TOMADASDE VENA
CONTRACTA
TOMADASDE
CANTO
TOMADAS 2 D
E 8 D
1"
1 D
1/2 D A2 D
JUNTO
2 D
1" (J)
1/2 D(M)
DEPENDE
DO
JUNTO
8 D(M)
Tipos de Tomada de Impulso:
PROINMedio de Vazo
-
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Qv Pestatica
Placa de OrifcioFlange
PL= PestaticaPH= Pestatica+ Qv2 k
DP = PH- PL = Qv2 k
Qv= K DP
Placa de Orifcio
Medio de Vazo
PROIN
-
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Orifcio Integral
Tubo Venturi
PROIN
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Bocal de vazo (Flow nozzle)
Permite aplicao em fludos abrasivos e corrosivos.Indicado para medio de vapor em alta velocidade.
PROIN
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Tubo Pitot
PROINTubo Pitot
-
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Qv Pstatic
Tubo Pitot
PL= Pstatic(presso esttica)PH= Pstatic+ Qv2 k
DP = PH- PL = Qv2 k
Qv= K DP
Tubo Pitot
H L
Tubo Pitot
PROIN
-
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Medidor Tipo Sonda Mltipla (Annubar)
PROIN
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Compensao de Presso e Temperatura
Malha para Medio de Vazo
PA P
TA
Q = K . Q [Nm3/h]
PROIN
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MEDIDOR DE VAZO POR P CONSTANTE (REA VARIVEL)ROTMETRO
Tipos de Flutuadores
PROIN
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MEDIDORES DE VAZO EM CANAIS ABERTOS
VERTEDOR
hQ = 3,33.(L0,2H) . H3/2
QVazoLLargura do diqueHAltura do nvel do lenol
PROIN
-
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CALHA PARSHALL
A RD W C
Q = K . Hn
QVazoKConstante de proporcionalidadeHAltura (Nvel)nAproximadamente 1,5
PROIN
-
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MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZOMEDIDOR MAGNTICO DE VAZO
E = B.d.V
Lei de Faraday
ETenso gerada pelo condutorBDensidade do Campo MagnticodDistncia dos eletrodosVVelocidade do Escoamento
PROIN
-
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Estrutura do Detector:
Revestimento,
Eletrodo,
Tubo Detector,
Influncia da Condutividade,
Instalao Eltrica e
Escolha do dimetro.
PROINMEDIDOR TIPO TURBINA
-
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1-Corpo do Medidor
2- Suporte Traseiro
3- Anel de Reteno do Manual
4- Mancal
5- Espaador central
6- Espaador externo
7- Rotor
8- Suporte Frontal9- Anel de Reteno
10 Porca de Travamento do sensor
11- Sensor Eletrnico de proximidade
9
7
Influncia da ViscosidadePerformance
PROINMEDIDOR TIPO VRTEX Funcionamento
-
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FuncionamentoMtodo de deteco dos vrtices
PROIN
-
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MEDIDORES ULTRA-SNICOS
Medidores de Efeito Doppler
Medidores de Tempo de Trnsito
PROIN
-
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MEDIDOR POR EFEITO CORIOLIS
PROIN
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Tipo Utilizao FaixaPerda de
presso
Preciso
aprox %
Comprim
prvio
diam
Sensib
viscosid
Custo
relativo
Bocal Lquidos comuns. 04:01 Mdia
1/2 da
escala 10 a 30 Alta Mdio
Coriolis
qu os comuns,
viscosos, alguma
suspenso. 10:01 Baixa
0,4 da
proporo No h No h AltoDeslocamento
positivo
Lquidos viscosos sem
suspenses. 10:01 Alta
0,5 da
proporo No h Baixa Mdio
Eletromagntico
Lquidos condutivos
com suspenses 40:01:00 No h
0,5 da
proporo 5 No h Alto
Joelho
Lquidos comuns.
Alguma suspenso. 03:01 Baixa
5/10 da
escala 30 Baixa Baixo
Placa de orifcio
Lquidos comuns.
Alguma suspenso. 04:01 Mdia
2/4 da
escala 10 a 30 Alta Baixo
Rotmetro Lquidos comuns. 10:01 Mdia
1/10 da
escala Nenhum Mdia Baixo
Tubo de Pitot
Lquidos sem
impurezas. 03:01
Muito
baixa
3/5 da
escala 20 a 30 Baixa Baixo
Tubo de Venturi
L qui os comuns.
Alguma suspenso. 04:01 Baixa
1 a
escala 5 a 20 Alta Mdio
Turbina
Lquidos comuns.
Pouca suspenso. 20:01 Alta
0,25 da
proporo 5 a 10 Alta AltoUltra-snico
(Doppler)
Lquidos viscosos com
suspenses. 10:01 No h
5 da
escala 5 a 30 No h Alto
PROINMEDIO DE TEMPERATURA
-
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Conceitos Bsicos
TEMPERATURA: Grau de agitao trmica das molculas.
ENERGIA TRMICA: a somatria das energias cinticas dosseus tomos.
CALOR: a energia em trnsito.
Definies
PIROMETRIA: Medio de altas temperaturas, na faixa onde osefeitos de radiao trmica passam a se manifestar.
CRIOMETRIA: Medio de baixas temperaturas, ou seja, aquelasTendendo ao zero absoluto.
TERMOMETRIA: termo mais abrangente que incluiria tanto aPirometria como a Criometria.
PROIN
-
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MEIOS DE TRANSMISSO DE CALOR
CONDUO
RADIAO
CONVECO
Escalas de Temperatura
Converso de EscalasC = F 32 = K 273 = R - 491
5 9 5 9
PROIN
-
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Pontos Fixos de Temperatura(Escala Prtica Internacional de Temperatura)
* IPTS-68 / ITS - 90
* Normas e Padronizao (ANSI, DIN, JIS, BS, UNI...)
* IEC, ABNT.
TEMPERATURA
PONTOCRTICO
PONTOTRIPLO
FASEVAPOR
FASELQUIDO
FASESLIDO
PRE
SSO
PROIN
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IPTSEscala Prtica Internacional de Temperatura
-Surgiu em 1927, modificada em 1948 (IPTS-48) e em 1968, nova publicao(IPTS-68)
IPS-90Escala Internacional de Temperatura
-Baseada em fenmenos determinsticos de temperatura, qual definiu algunspontos fixos de temperatura
PONTOS FIXOS IPTS-68 ITS-90
Ebulio do Oxignio -182,962C -182,954C
Ponto triplo da gua +0,010C +0,010C
Solidificao do estanho +231,968C +231,928C
Solidificao do zinco +419,580C +419,527C
Solidificao da prata +961,930C +961,780C
Solidificao do ouro +1064,430C +1064,180C
PROIN
-
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MEDIDORES DE TEMPERATURA POR DILATAO / EXPANSO
1 - TERMMETRO A DILATAO DE LQUIDO
LQUIDO PONTO DESOLIDIFICAO(oC)
PONTO DEEBULIO(oC)
FAIXA DE USO(oC)
Mercrio -39 +357 -38 a 550
lcool Etlico -115 +78 -100 a 70
Tolueno -92 +110 -80 a 100
Recipiente de Vidro
PROIN
-
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LQUIDO FAIXA DE UTILIZAO (oC)
Mercrio -35 +550
Xileno -40 +400
Tolueno -80 +100
lcool 50 +150
Recipiente Metlico
PROIN
-
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2 - TERMMETRO PRESSO DE GS
Gs Temperatura Crtica
Hlio ( He ) - 267,8 oC
Hidrognio ( H2 ) - 239,9 oC
Nitrognio ( N2 ) - 147,1 oC
Dixido de Carbono ( CO2 ) - 31,1 oC
PROIN
-
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3 - TERMMETRO PRESSO DE VAPOR
Lquido Ponto de Fuso ( oC ) Ponto de ebulio ( oC )
Cloreto de Metila - 139 - 24
Butano - 135 - 0,5
ter Etlico - 119 34
Tolueno - 95 110
Dixido de enxofre - 73 - 10
Propano - 190 - 42
PROIN
-
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TERMMETROS DILATAO DE SLIDOS
(TERMMETROS BIMETLICOS)
PROIN
-
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MEDIO DE TEMPERATURA COM TERMOPAR
JUNTA DEMEDIO
TERMOPAR
BLOCO DE
LIGAO
CABO DEEXTENSO
JUNTA DE
REFERNCIA
GRADIENTE DE TEMPERATURA ( T)
TRM DE TEMPERATURA,INDICADOR OUCARTO ENTRADA (CLP)
Efeitos Termoeltricos:
Seebeck, Peltier, Thomson e Volta.
PROIN
-
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A (+)
B (-)
T +)T T - )T
E
T Tr
A (+)
B (-)
IEFEITO SEEBECK"
"EFEITO PELTIER"Dado um par termoeltico comambas junes na mesmatemperatura, se, mediante aadio de uma fonte externa,produz-se uma corrente no
termopar. As temperaturas dasjunes variam no inteiramentedevido ao efeito Joule. Essavariao adicional detemperatura denominaseEfeito Peltier.
Em um circuito fechado, formado
por dois condutores diferentes,ocorre uma circulao de correnteenquanto existir uma diferena detemperatura entre suas junes.
PROIN
-
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Miguel Souza PalestraCortesia Smar
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
mV
T
E
J
T
K
NICROSIL-NISIL
RS
B
Correlao da F.E.M. x Temperatura
PROIN
-
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CARACTERSTICAS/TIPOS DOS TERMOPARES
Existem vrias combinaes de 2 metais condutores:
- devem possuir relao razovel / linear entre Temp. FEMe tambm desenvolver uma FEM por grau de mudanade Temperatura, que seja detectvel pelos equipamentos
normais.
Grupos : * Termopares Bsicos.
* Termopares Nobres.
* Termopares Especiais.
PROIN
-
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1. - TERMOPARES BSICOS(uso industrial, custo baixo, limite de erro)
1.1 - Tipo " T " : Cu-Co (Cobre-Constantan)Liga: (+) Cu (99,9%)
( - ) Co (Cu-58%;Ni-42%)Faixa: - 184 a 370C = (-5,38 19,03 mv) e
5,14 mv / 100C (T+)
Identif. de polaridade : o positivo (Cu) avermelhado.
1.2 - Tipo " J " : Fe-Co
Liga: ( + ) Fe(99,5%)
( - ) Co
Faixa: 0 a 760C= (0 49,92 mv) e 5,65 mv / 100C
Identif. de polaridade : o positivo (Fe) magntico e onegativo no .
PROIN
-
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FORNO
TIPO "X"
TERMMETRODIGITAL
50 C
2,25 mV
JR = 1,22 mV 25 C
Correo da Junta de Referncia
Com correo automtica da junta de referncia:
FEM= JMJR(2,25-1,22mV)
FEM= 1,03mV + (a)mV(Correspondente a temperatura ambiente)FEM= 2,251,22 +1,22 = 2,25 (50C)
PROIN
ERROS DE LIGAO
-
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CABEOTE
CABO DE COBRE
REGISTRADOR24 C
0,960 mV
0,00 mV
20,731 mV
38 C1,529 mV
538 C
22,260 mV
TC TIPO K
FORNO
+ 20,731 mV+ 0,000 mV+ 0,960 mV
+ 21,691 mV 525 C ERRO = - 13 C
ERROS DE LIGAO
* Usando fios de cobre.
PROIN
ERROS DE LIGAO
-
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Miguel Souza PalestraCortesia Smar
CABEOTE
CABO TIPO KX
REGISTRADOR24 C
0,960 mV
0,569 mV
20,731 mV
38 C1,529 mV
538 C
22,260 mV
TC TIPO K
FORNO
+ 20,731 mV+ 0,569 mV+ 0,960 mV
+ 22,260 mV 538 C ERRO =' 0
ERROS DE LIGAO
* Usando fios de compensao.
PROIN
-
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Miguel Souza PalestraCortesia Smar
CABEOTE
CABO TIPO KX
REGISTRADOR24 C
0,960 mV
0,569 mV
20,731 mV
38 C1,529 mV
538 C
22,260 mV
TC TIPO K
FORNO
- 20,731 mV+ 0,569 mV+ 0,960 mV
- 19,202 mV
ERROS DE LIGAO
* Inverso simples.
PROIN
-
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CABEOTE
CABO TIPO KX
REGISTRADOR
24 C0,960 mV
0,569 mV
20,731 mV
38 C1,529 mV
538 C
22,260 mV
TC TIPO K
FORNO
+ 20,731 mV- 0,569 mV+ 0,960 mV
+ 21,102 mV 511 C ERRO = - 27 C
ERROS DE LIGAO
* Inverso Dupla.
PROIN
-
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BAINHA
PLUG
JUNTA DEMEDIDA
P XIDO DEMAGNSIO
RABICHO POTE
Termopar de Isolao Mineral
PROIN
-
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ASSOCIAO DE TERMOPARES
1. - Associao Srie 2. - Associao Srie-oposta
FEM T = FEM 1 + FEM 2
FEM T = (2,271) + (2,0221)
FEM T = 1,27 + 1,022
FEM T = 2,292
PROIN
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ASSOCIAO DE TERMOPARES
3. - Em Paralelo
PROIN
S
TERMORESISTNCIAS
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CILINDRO DE VIDROCONDUTORES
CONDUTORESMATRIZ DE CERMICA
ESPIRAL DE PLATINA
ESPIRAL DE PLATINA
MEDIDOR TOTALMENTE APOIADO
MEDIDOR PARCIALMENTE APOIADO
Materiais + utilizados: Pt, Cu ou Ni
* Alta resistividade, melhor sensibilidade,
* Alto coeficiente de variao (R*T),* Ter rigidez e dutibilidade: fios finos.
Ni/Cu : isolao: esmalte, seda, algodo ou fibra devidro. ( T < 300C )
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RABICHO ISOLADOR CONDUTORES ISOLAO MINERAL
SELO BAINHA BULBO DE RESISTNCIA
Caractersticas da Pt100( 0C )
* Padro de Temperatura: (- 270 a 850C),
* Alta estabilidade e repetibilidade,
* Tempo de resposta.
Vantagens / Desvantagens
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PRINCPIO DE MEDIO
1. Ligao 2 fios: ( utilizao: dist. < 3m )
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2. Ligao 3 fios:
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PIRMETROS PTICOS
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PIRMETROS PTICOS
PROIN
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RADIMETRO OU PIRMETROS DE RADIAO
PROINTT301 &TT411 & TT421
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Isolao de sinais.
Caracterizao de sensor especial em 16 pontos.
Bloco de controle PID.Atravs de um gerador de tempo, pode trabalhar como um gerador de SetPoint.
Calibrao com e sem referncia.
Filtro digital de entrada selecionvel pelo usurio.
Funes avanadas de diagnstico do transmissor e sensores.
Monitoramento de rompimento de sensores, e em caso de falhas, a corrente de sadapode ser configurada a valores de segurana.
O usurio pode alterar facilmente a configurao via comunicao HART, comtempo reduzido de parada ou via ajuste local (TT301).
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ELEMENTOS FINAIS DE CONTROLE
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A vlvula de controle o elemento finalmais usado nos sistemas de controle industrial. Em sistemas
de controle para gases e ar tambm usado o damper, porm poderemos citar outros elementos,
tais como: bombas, resistncias eltricas, motores, inversores, etc.
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Componentes da Vlvula de Controle
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Componentes da Vlvula de Controle
Corpo e Atuador
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ATUADOR
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ATUADOR
Pneumtico mola e diafragma;
Pneumtico a pisto;
Eltrico;
Eltrico - hidrulico e
Hidrulico.
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CORPO DA VLVULA
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CORPO DA VLVULA
a parte da vlvula que executa a ao de controle permitindo maior
ou menor passagem do fludo no seu interior, conforme a necessidade
do processo.
COMPONENTES DO CORPO:Internos
Castelo
Flange inferior
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Internos balanceados
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Tipos de castelo
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Normal Longo Fole de selagem
Temperatura de operao:
Gaxeta de PTFE: -30 a 232 C
Gaxeta grafite:-30 a 371 C
Indicado para altas temperaturas
Aplicaes criognicas
Faixa de operao:
Gaxeta de PTFE: -101 a 427 C
Gaxeta grafite: -70 a 1093 C
Para garantir vedao absoluta
Exige maior fora de atuao
Fluidos corrosivos
Fluidos txicos
Fluidos radioativosFluidos caros
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Tipos de castelo
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Indicado para altas temperaturas
Aplicaes criognicas
Faixa de operao:
Gaxeta de PTFE: -101 a 427 C
Gaxeta grafite: -70 a 1093 C
Tipos de castelo
Aletado
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Tipos de Vlvula de Controle
Globo Globo angular
Globo trs vias
Diafragma Bipartida
Guilhotina
Borboleta Esfera
Segmento esfrico
Obturador excntrico
Deslocamento linear Deslocamento rotativo
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Vlvulas Globo Sedes Simples e Dupla
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p p
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VLVULA GLOBO - TRES VIAS
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VLVULA GLOBO TRES VIAS
Divergente Convergente
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VLVULA GLOBO TIPO GAIOLA
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VLVULA GLOBO TIPO GAIOLA
TIPOS:
Sede Simples, Balanceada, Micro Fluxo,
Angular Sede Simples e Balanceada,
Duplo Estgio e Baixo Rudo.
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Globo angular
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Obturador balanceado
Globo obturador micro-fluxoTamanho :1/2 a 2 - Cvs : 0,25 a 13
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VLVULA TIPO DIAFRAGMA OU SAUNDERS
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VLVULA TIPO DIAFRAGMA OU SAUNDERS
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VLVULA TIPO GUILHOTINA
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VLVULA TIPO BORBOLETA
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Grfico de Torque x Abertura da Vlvula Borboleta
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q
Tipos de Assentamento das Vlvulas Borboletas
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VLVULA ESFERA
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Grfico do torque x abertura da vlvula tipo esfera
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Vlvula de segmento esfrico
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Vlvula de obturador excntrico rotativo
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Boa caracterstica de controle ealcance de faixa
Leve, compacta e econmica
Corpo e castelo em nica pea
Sede metlica ou resiliente
Menor torque de acionamentoBaixa histerese / controle preciso
Construo robusta
Fcil montagem e manuteno
Auto-alinhamento sede/obturador
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CARACTERSTICAS DE VAZO
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- Inerente
- Instalada
A carac tersti ca de vazo in eren te definida como sendo a relao existenteentre a vazo que escoa atravs da vlvula e a variao percentual do curso,quando se mantm constante a presso diferencial atravs da vlvula. Emoutras palavras, poderamos dizer que se trata da relao entre a vazo
atravs da vlvula e o correspondente sinal do controlador, sob pressodiferencial constante, atravs da vlvula.
Por outro lado, a carac terst ic a de vazo in st alad a definida como sendo areal caracterstica de vazo, sob condies reais de operao, onde apresso diferencial no mantida constante.
A caracterstica de vazo inerente a terica, enquanto que, a instalada aprtica.
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CARACTERSTICAS DE VAZO INERENTES
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a)Lin ear;
b) Igu al po rcentagem ( 50:1 );c) Parabl ica mod if icada e
d)Abertu ra rpid a.
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CARACTERSTICA DE VAZO INSTALADA
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COEFICIENTE DE VAZO ( CV ) a quantidade de gua a 60 F medida em gales , que passa por umadeterminada restrio em 1 minuto , com uma perda de carga de 1 psi .
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POSICIONADORES
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Posicionador Pneumtico
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Miguel SouzaPalestra Cortesia Smar
PROINPosicionador Eletropneumtico
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POSICIONADOR INTELIGENTE
PROIN
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OBRIGADO
Itamar Paulino dos Santos
(71) 8814-9915
mailto:[email protected]:[email protected]