Os medidores de vazão Vortex são amplamente utilizados em vários setores para medir a vazão de líquidos, gases e vapor. O sensor é um componente crucial de um medidor de vazão de vórtice, pois é responsável por detectar os vórtices gerados pelo fluxo e convertê-los em sinais elétricos para posterior processamento. Neste blog, como fornecedor de medidor de vazão vórtice, discutirei os materiais comumente usados para o sensor de um medidor de vazão vórtice e suas propriedades.
Cristais Piezoelétricos
Cristais piezoelétricos são um dos materiais mais comumente usados para sensores de medidores de vazão de vórtice. Esses cristais têm a propriedade única de gerar carga elétrica quando submetidos a esforços mecânicos. Em um medidor de vazão de vórtice, os vórtices liberados de um corpo escarpado criam um campo de pressão flutuante, que faz com que o cristal piezoelétrico se deforme e gere um sinal elétrico proporcional à frequência do vórtice.
O cristal piezoelétrico mais utilizado em medidores de vazão de vórtice é o quartzo. O quartzo é um material piezoelétrico natural com excelente estabilidade, alta sensibilidade e ampla faixa de temperatura operacional. É resistente à corrosão química e possui longa vida útil, tornando-o adequado para diversas aplicações industriais. Outra vantagem do quartzo é a sua alta resistência mecânica, que lhe permite suportar altas velocidades e pressões de fluxo sem danos significativos.
O titanato de zirconato de chumbo (PZT) é outro material piezoelétrico popular usado em sensores de medidores de vazão de vórtice. PZT é um material cerâmico sintético que pode ser projetado para ter propriedades piezoelétricas específicas. Possui um coeficiente piezoelétrico mais alto que o quartzo, o que significa que pode gerar um sinal elétrico mais forte para um determinado estresse mecânico. Isso torna os sensores PZT mais sensíveis e adequados para medir baixas vazões. No entanto, o PZT é mais suscetível a variações de temperatura e choques mecânicos do que o quartzo, e sua estabilidade a longo prazo pode ser ligeiramente inferior.
Medidores de tensão
Os medidores de tensão também são usados como sensores em alguns medidores de vazão de vórtice. Um extensômetro é um dispositivo que mede a deformação (deformação) de um material alterando sua resistência elétrica. Em um medidor de vazão de vórtice, os vórtices fazem com que o corpo rombudo ou um elemento sensor conectado a ele se deforme, e o extensômetro mede essa deformação.
O material mais comum para extensômetros é uma fina folha de metal, normalmente feita de Constantan (uma liga de cobre e níquel). Constantan tem uma resistividade relativamente alta e estável, e sua resistência muda linearmente com a deformação em uma ampla faixa de deformações. Isso o torna adequado para medições precisas de deformação. A folha metálica é geralmente ligada a um substrato flexível, que é então fixado ao elemento sensor do medidor de vazão de vórtice.
Sensores de extensômetro são relativamente simples e econômicos em comparação com sensores piezoelétricos. Eles também são menos sensíveis às variações de temperatura e podem operar em uma faixa mais ampla de temperatura. No entanto, a sua sensibilidade é geralmente inferior à dos sensores piezoelétricos e podem ser mais afetados por vibrações mecânicas e ruídos.
Sensores capacitivos
Sensores capacitivos são outra opção para sensores de medidor de vazão vórtice. Um sensor capacitivo mede mudanças na capacitância devido ao movimento ou deformação de um elemento sensor. Em um medidor de vazão de vórtice, os vórtices causam uma alteração na distância entre duas placas condutoras ou na constante dielétrica entre elas, o que resulta em uma alteração na capacitância.
Os materiais utilizados para as placas condutoras em sensores capacitivos são geralmente metais como aço inoxidável ou alumínio. Esses metais são escolhidos por sua boa condutividade elétrica e resistência à corrosão. O material dielétrico entre as placas pode ser ar, um filme polimérico ou um material cerâmico. Filmes de polímero, como a poliimida, são frequentemente usados porque possuem uma constante dielétrica baixa e podem fornecer um bom isolamento entre as placas.
Os sensores capacitivos apresentam diversas vantagens. Eles são altamente sensíveis e podem detectar pequenas alterações no campo de fluxo. Eles também têm um tempo de resposta rápido e podem medir sinais de vórtice de alta frequência com precisão. Porém, os sensores capacitivos são mais sensíveis às mudanças de umidade e temperatura, o que pode afetar o valor da capacitância e introduzir erros de medição.
Considerações na seleção de materiais
Ao selecionar o material para o sensor de um medidor de vazão vórtice, vários fatores precisam ser considerados.
Compatibilidade Química
O material do sensor deve ser compatível com o fluido que está sendo medido. Por exemplo, se o fluido for corrosivo, como soluções ácidas ou alcalinas, o material do sensor deverá ser resistente à corrosão. O aço inoxidável é uma escolha comum para sensores em ambientes corrosivos devido à sua excelente resistência à corrosão.
Faixa de temperatura
A temperatura operacional da aplicação é um fator importante. Alguns materiais, como o quartzo, podem operar em altas temperaturas sem degradação significativa de suas propriedades. Em aplicações de alta temperatura, comoMedidor de vazão de vapor, materiais que possam suportar as altas temperaturas são essenciais. Por outro lado, em aplicações de baixa temperatura, o material não deve tornar-se quebradiço ou perder suas propriedades sensoriais.
Velocidade e pressão do fluxo
O material do sensor deve ser capaz de suportar a velocidade do fluxo e a pressão do fluido. Fluxos de alta velocidade podem causar estresse mecânico no sensor e o material deve ter resistência suficiente para evitar danos. Para aplicações de alta pressão, são preferidos materiais com alta resistência mecânica, como quartzo ou alguns tipos de cerâmica.
Requisitos de precisão e sensibilidade
A precisão e sensibilidade necessárias da medição de vazão também influenciam a seleção do material. Para aplicações que exigem alta precisão e sensibilidade, os sensores piezoelétricos podem ser a melhor escolha. No entanto, se o custo for uma preocupação importante e um nível mais baixo de precisão for aceitável, extensômetros ou sensores capacitivos podem ser mais adequados.
Nossos produtos de medidor de vazão Vortex
Como fornecedor de medidores de vazão de vórtice, oferecemos uma ampla variedade de medidores de vazão de vórtice com diferentes materiais de sensores para atender às diversas necessidades de nossos clientes. NossoMedidor de vazão de compensação de temperatura e pressãofoi projetado para fornecer medição precisa de vazão sob condições variáveis de temperatura e pressão. Ele usa sensores piezoelétricos de alta qualidade para medições confiáveis e precisas.
NossoMedidor de vazão Lugb Vortex para gás, líquido e vaporé adequado para medir o fluxo de diferentes tipos de fluidos, incluindo gases, líquidos e vapor. Pode ser equipado com sensores piezoelétricos ou extensômetros, dependendo dos requisitos específicos da aplicação.
Contate-nos para compra e negociação
Se você estiver interessado em nossos medidores de vazão vórtice ou tiver alguma dúvida sobre os materiais dos sensores e suas aplicações, não hesite em nos contatar. Contamos com uma equipe de engenheiros experientes que podem fornecer consultoria e soluções profissionais. Quer você precise de um medidor de vazão vórtice padrão ou personalizado, temos o compromisso de atender às suas necessidades e fornecer produtos e serviços de alta qualidade.
Referências
- Branco, FM (2011). Mecânica dos Fluidos. McGraw-Hill.
- Doebelin, EO (2004). Sistemas de Medição: Aplicação e Projeto. McGraw-Hill.
- ISO 10790:2007. Industrial - Válvulas de controle de processo - Capacidade de vazão - Equações de dimensionamento para vazão de fluido sob condições instaladas.
