Atps Controle Automação

Passo I

Execução: Instrumentos para controles de processos
Podemos classificar os instrumentos e dispositivos utilizados em instrumentação de acordo com a função que o mesmo desempenha no processo.

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a) Elemento Final de Controle: Instrumento que modifica diretamente o valor da variável manipulada de uma malha de controle. 

b) Manômetros: são instrumentos simples que medem diferença de pressão entre dois pontos em um fluido incompressível estático através da medição da diferença de elevação entre esses pontos.

c) Registrador: Instrumento que registra a variável através de um traço contínuo ou pontos em um gráfico. 

d) Transdutor: Instrumento que recebe informações na forma de uma ou mais quantidades físicas, modifica caso necessário as informações e fornece um sinal de saída resultante. Dependendo da aplicação, o transdutor pode ser um elemento primário, um transmissor ououtro dispositivo. 

e) Medidores de vazão ou medidores de fluxo são equipamentos cuja finalidade é obter a medida de um fluxo ou de uma vazão de matéria. Medidas de fluxo podem ser feitas nos mais variados tipos de medidores; Geradores de pressão diferencial, Tubos de Pilot, Medidores de área variável, Medidores tipo turbina, Medidores de deslocamento positivo (ou medidores volumétricos), Medidores magnéticos, Medidores ultrassônicos, Medidores térmicos, Medidores de vórtices, Medidores por efeito Coriolis, Medidores em canais abertos, Medidores ópticos.

f)Transmissor: Instrumento que determina o valor de uma variável no processo através de um elemento primário, tendo o mesmo sinal de saída (pneumático ou eletrônico) cujo valor varia apenas em função da variável do processo.

g) Controlador: Instrumento que compara a variável controlada com um valor desejado e fornece um sinal de saída a fim de manter a variável controlada em um valor específico ou entre valores determinados. A variável pode ser medida, diretamente pelo controlador ou indiretamente através do sinal de um transmissor ou transdutor. 

h) Indicador: Instrumento que dispõe de um ponteiro e de uma escala graduada na qual podemos ler o valor da variável. Existem também indicadores digitais que indicam a variável em forma numérica com dígitos ou barras gráficas. 

i) Termômetros industriais: são equipamentos usados para medição de temperatura de água, gases, ou mesmo para a medição de temperatura de ambientes indústrias e podem ser do seguintes tipos; Termômetro Bimetálico, Termômetro a Gás e Termômetros industriais para área alimentícia.

Medições de vazão e noções de metrologia

Medidores de vazão

        Medidores de vazão ou medidores de fluxo são equipamentos cuja finalidade é obter a medida de um fluxo ou de uma vazão de matéria. Medidas de fluxo podem ser feitas nos mais variados tipos de medidores;

1. Geradores de pressão diferencial: Os geradores de pressão diferencial são os medidores que contam, como elementos primários, com o tubo de Venturi, o bocal de vazão e a placa de orifício. Esses dispositivos caracterizam-se pormedir a vazão volumétrica através da medida da diferença de pressão entre dois pontos ao longo do fluxo. A base teórica em todos os casos é a mesma: a equação deBernoulli.
2. Tubos de Pilot: Tubo de Pilot ou tubo pitot é um instrumento de medição de velocidade muito utilizado para medir a velocidade de fluidos em modelos físicos em laboratórios de hidráulica, em laboratórios de aerodinâmica e também em hidrologia para a medição indireta de vazões em rios e canais, em redes de abastecimento de água, adutoras, oleodutos e ainda a velocidade dos aviões, medindo, neste caso, a velocidade do escoamento do ar.
3. Medidores de área variável: Os medidores de vazão de área variável são apropriados para a medição de gases, vapores e líquidos.

Exemplos: Água, Hidrocarbonetos, Agentes e lubrificantes de Proteção contra a corrosão, Químicos e aditivos, Solventes, Vapor sobreaquecido, Alimentos, bebidas e tabaco, Ar, Gases industriais

1. Medidores tipo turbina; Um medidor de vazão tipo turbina consiste basicamentede um rotor provido de palhetas suspenso numa corrente de fluido por um eixo de rotação paralelo àdireção do fluxo.O rotor é acionado pela passagem de fluido sobre aspalhetas em ângulo; sua velocidade angular é proporcional à velocidade do fluido, que por sua vez é proporcional à vazão do volume.Um sensor (pickup magnética ou sensor tipo rádio frequência) na parte externa do corpo do medidor, semcontato com o fluido detecta o movimento do rotor.Como as palhetas do rotor são feitas de material magnético, gerando um pulso. O sinal detectado é linear à vazão, unidades eletrônicas associadas permitem indicar avazão instantânea ou o volume totalizado.

1. Medidores de deslocamento positivo (ou medidores volumétricos): A descrição mais geral de um medidor do tipo deslocamento positivo é a de um instrumento que mede a quantidade do fluido escoando por meio da separação e contagem desse escoamento em bits discretos, o de rotor semi-submerso e o diafragma, são utilizados para a medição de baixas vazões de gás e em condições próximas à ambiente. Medidores do tipo rotor semi-submerso são normalmente utilizados como medidores padrão de referência secundários em laboratórios de medição de vazão.

1. Medidores magnéticos; também conhecido como eletromagnético ou por tensão induzida, é um medidor que utiliza um princípio de medição antigo (lei de Faraday) e muitos dos fabricantes de instrumentos continuam a desenvolver medidores de vazão baseados nesse princípio. Como mencionado anteriormente, o medidor de vazão magnético atende a um gigantesco número de aplicações como, por exemplo: medição de vazão de iogurte, xaropes de glucose com alta concentração, cerveja e derivados, polpa de celulose, polpa de minério, ácidos em geral, efluentes industriais, esgoto, lamas, pastas, etc.

1. Medidores ultrassônicos; Nesses medidores, cristais piezoelétricos produzem ultrassom na faixa de dezenas a centenas de kHz, enviam-no na direção oblíqua ao fluxo e também recebem o ultrassom emitido por outro cristal ou refletido pelo fluido, convertendo-o em sinal elétrico.

1. Medidores térmicos: Nesses medidores, o fluido é aquecido eletricamente, e o fluxo provoca uma alteração no perfil de temperaturas que depende da vazão mássica de fluido. Geralmente usam uma ponte de Wheatstone, e um amplificador diferencial.

1. Medidores de vórtices: Esses medidores contam com um obstáculo que perturba o fluxo (bluffer), de forma a provocar o aparecimento de vórtices nas suas laterais. A intensidade desses vórtices exibe um caráter oscilatório. A frequência de oscilação relaciona-se com a velocidade do fluido, o obstáculo pode ter formas diversas, desde uma simples barra até um flange com múltiplas aberturas.Os medidores de vórtices podem medir líquidos e gases, em amplas faixas de temperatura, com boa exatidão (de 1% a 0,5% do fundo de escala) e moderada rangeabilidade (20:1). Não são muito bons, no entanto, para trabalho com líquidos muito viscosos e tubulações muito largas (superiores a 6"). Além disso, provocam perda de carga e vibrações na tubulação.

1. Medidores por efeito Coriolis; Esses medidores exploram o efeito da força de Coriolis, que é uma força inercial que atua sobre um corpo em movimento em um referencial não-inercial rotativo. O valor dessa força, considerando um referencial rotativo.

1. Medidores ópticos: Os medidores ópticos usam feixes de luz para medir a velocidade de um fluxo. O fluido pode ser um líquido ou um gás, mas precisa ser transparente. Injetam-se fumaça de incenso, fumaça de tabaco ou partículas muito pequenas (da ordem do micrômetro) de zircônio ou óxido de titânio no fluido, de forma a permitir a identificação de partículas imersas no fluxo. Podem-se usar fotodetectores ou câmaras de vídeo inteligentes para medição automática da velocidade.
   

Noções de metrologia

A metrologia é a ciência que cuida do estabelecimento e reprodução das unidades de medidas sob a forma de padrões e do desenvolvimento de métodos e meios de medidas.
        Um dos principais problemas na metrologia é verificar a precisão dos instrumentos e meios de medidas e testá-los para um funcionamento confiável.
A medição é um meio de conhecimento da natureza. Sem dúvida, a rentabilidade da produção e a qualidade dos produtos industriais dependem da certeza da medição obtida no processo tecnológico.
        Medição é a comparação entre uma grandeza sujeita a medição e certo valor adotado como unidade de referência. O resultado da medição é um número concreto, consistindo de uma unidade de medida e de um número que mostra quantas vezes esta unidade é contida na grandeza medida.
A unidade de medida deve ser reprodutível de uma forma real de modo a ter um alto nível de precisão e perfeição como um padrão absoluto.
        Medição indireta: é aquela cujo resultado é obtido através de medições diretas de outras grandezas, ligadas por uma dependência conhecida com a grandeza procurada. São utilizadas quando é difícil medir diretamente a grandeza procurada, ou quando a medição indireta produz resultados mais precisos. 
        Medição direta: é aquela cujo resultado é obtido diretamente dos dados experimentais. O valor da grandezaaquela cujo resultado é obtido diretamente dos dados experimentais. O valor da grandeza procurado é obtido comparando diretamente com padrões ou através de instrumentos de medida graduados segundo as unidades respectivas. Como exemplo, podemos citar a medida do comprimento com uma régua, temperatura através de um termômetro, pressão através de um manômetro.
Princípio de medição é o conjunto de fenômenos físicos sobre os quais é baseada a medição. 
        Método de medição é o conjunto de procedimentos relacionados com a aplicação dos princípios e os métodos técnicos de medição.

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