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Guia de Seleção de Medidores de Vazão Mássica Coriolis de Baixo Fluxo - Micro


Um medidor de vazão mássica Coriolis de baixa vazão em escala reduzida é dimensionado principalmente pela faixa de vazão mássica necessária, e não simplesmente pelo diâmetro da tubulação do processo. Um ponto de partida prático é manter a vazão normal em torno de 50% a 80% da escala completa, levando em consideração também a queda de pressão, os materiais em contato com o fluido e os requisitos para áreas classificadas como perigosas.

Os exemplos abaixo refletem os requisitos típicos para sistemas de refrigeração, bancadas de dosagem e laboratórios de calibração, utilizando as condições de processo fornecidas para cada aplicação.

TEX approved micro mass flow meter for refrigerant measurement

1. O que é considerado microfluxo ou baixo fluxo?

Não existe um limite universal para microfluxos ou vazões baixas. Na prática, os micromedidores de Coriolis abrangem vazões de alguns gramas por minuto a algumas centenas de kg/h, com diâmetros internos dos sensores de aproximadamente DN1,5 a DN15 (1/16 pol a 1/2 pol).

Os fluxos típicos de nossas consultas incluem:

AplicativoFluxo típico
bancada de dosagem de peróxido ou aditivo90 a 105 mL/min
Referência de laboratório de calibração100 a 5.000 mL/min
Linha de líquido refrigerante (bomba de calor)30 a 150 kg/h
Linha de processo piloto ou montada sobre skid5 a 500 kg/h

Se a vazão necessária estiver abaixo desse intervalo, uma tecnologia de medidor de vazão diferente pode ser mais adequada. Consulte a Seção 9 para conhecer as principais alternativas.

2. Primeiro, converta para vazão mássica.

Um medidor Coriolis mede a vazão mássica, enquanto os dados do processo podem ser fornecidos em L/min ou mL/min. Converta a vazão volumétrica utilizando a densidade do fluido na temperatura de operação antes de dimensionar o medidor.

A água demonstra por que a temperatura é importante. A 5.000 mL/min:

  • A 20 °C (0,998 g/mL): cerca de 299 kg/h
  • A 60 °C (0,983 g/mL): cerca de 295 kg/h

A diferença é de cerca de 1,5%, o que é maior do que a precisão do medidor neste exemplo. Os refrigerantes e a maioria dos solventes orgânicos podem apresentar uma variação de densidade maior do que a água.

Portanto, o diâmetro da tubulação por si só não é suficiente para dimensionar um medidor Coriolis.

3. Dimensionar pela faixa de vazão, não pelo diâmetro do tubo.

O diâmetro da tubulação é um ponto de partida comum na análise de um medidor de vazão, mas não determina o diâmetro correto do sensor Coriolis. Dois exemplos mostram o porquê.

Exemplo de consulta A: linha de refrigerante

  • Aplicação: linha de refrigerante líquido em uma bomba de calor
  • Dados do cliente: tubo de cobre de φ10 mm
  • Recomendado: sensor DN1.5 a DN3

O tamanho do sensor deve ser baseado na faixa de vazão necessária, e não apenas no diâmetro do tubo. Um sensor DN10 também pode ser adequado se a vazão de operação estiver dentro de uma parte apropriada de sua faixa de medição.

Exemplo de consulta B: bancada de calibração

  • Aplicação: calibração de volumes de água
  • Dados do cliente: até 5.000 mL/min (cerca de 300 kg/h)
  • Recomendado: em torno de DN6, dependendo da faixa de vazão e da queda de pressão do medidor.

Neste caso, o diâmetro do sensor segue a faixa de fluxo necessária, em vez do tamanho da tubulação.

Como ponto de partida prático, busque uma vazão normal em torno de 50% a 80% da escala completa. Uma utilização maior pode aumentar a queda de pressão, portanto, a condição de vazão máxima também precisa ser observada.

SH CMF FE series small flow coriolis flow controller

4. Precisão, estabilidade do zero e redução de escala

Em baixas vazões, dois termos de precisão são importantes: a porcentagem da leitura e a estabilidade do zero. O erro percentual da leitura varia com a vazão medida, enquanto a estabilidade do zero adiciona um erro fixo em kg/h. À medida que a vazão diminui, esse termo fixo passa a representar uma parcela maior da leitura.

Por exemplo, com uma estabilidade zero de 0,01 kg/h, o termo zero é de 0,1% a 10 kg/h, mas de 1% a 1 kg/h. O medidor não foi alterado, mas o mesmo erro zero agora representa dez vezes a porcentagem da vazão medida.

Para precisão percentual de leitura, ±0,2% ou melhor é uma meta realista para muitos micrômetros. A especificação mais útil é a estabilidade do zero e a declaração de precisão na vazão operacional real, em vez de apenas a precisão anunciada.

A faixa de medição é importante pelo mesmo motivo. Um sensor selecionado para 30 a 150 kg/h (5:1) mantém o ponto de operação normal em uma parte mais útil da faixa do que um sensor com faixa de 1:100.

5. Queda de pressão versus altura manométrica da bomba

Sensores Coriolis de pequeno diâmetro podem gerar uma queda de pressão (Δp) considerável, e sistemas de baixa vazão geralmente têm altura manométrica limitada. Compare o Δp em vazões normais e máximas com a altura manométrica disponível da bomba antes de definir o medidor.

Se a queda de pressão for o fator limitante, um diâmetro ligeiramente maior pode ser uma solução melhor, desde que a vazão normal ainda se mantenha em uma faixa adequada do medidor.

6. Materiais e fluidos molhados

O fluido influencia o material em contato com o fluido, a seleção da vedação e, em alguns casos, o modelo do medidor. O fluido, a concentração e a temperatura de operação devem ser especificados em conjunto, pois cada um desses fatores pode alterar a quantidade de material necessária e o preço.

  • Peróxidos e produtos químicos agressivos: os materiais em contato com o líquido dependem da concentração e da temperatura; opções não metálicas ou em aço inoxidável 316L podem ser consideradas, quando compatíveis.
  • Alimentos, laticínios e produtos farmacêuticos: acabamento higiênico e conexões sanitárias são relevantes.
  • Combustíveis, solventes e querosene: o aço inoxidável 316L é comumente utilizado, dependendo do fluido específico e das condições de operação.
  • Refrigerantes: Para as aplicações indicadas, utiliza-se aço inoxidável 316L com transmissor selado e seco.

7. Pressão, vácuo e áreas perigosas

As aplicações do efeito Micro Coriolis podem abranger uma ampla faixa de pressão, especialmente em sistemas de refrigeração. Dois exemplos ilustram esse ponto.

Exemplo de consulta C: skid de refrigerante. A linha variava de 0,4 mbar abs (300 µmHg, evacuação) até cerca de 41 bar. É necessário especificar toda a faixa de pressão, pois ela afeta a construção e a classificação de pressão.

Exemplo de consulta D: unidade de bomba de calor. O cliente solicitou aprovação ATEX para refrigerantes A2L (R454C, R454B, R32) e um visor remoto, pois o medidor está localizado dentro de uma unidade compacta.

O tipo de certificado, a classe de temperatura, o comprimento do cabo e a classificação da caixa devem ser definidos antecipadamente. Esses detalhes de configuração podem afetar tanto o preço quanto o prazo de entrega em aplicações de microfluxo.

8. Armadilhas de Instalação para Micrômetros

Devido ao seu pequeno diâmetro interno e baixas taxas de fluxo, os micromedidores de vazão exigem atenção cuidadosa às condições de instalação:

  • Vibração: Microssensores com circuito de tubo único reagem mais fortemente à vibração externa do que os modelos com circuito de tubo duplo. Suportes rígidos e certa distância de bombas e compressores podem ajudar a manter o sinal estável.
  • Pulsação da bomba: Bombas de diafragma e peristálticas podem gerar pulsos. Amortecimento do transmissor ou um amortecedor de pulsação podem ser necessários quando a pulsação for significativa.
  • Bolhas e vaporização: O tubo deve permanecer cheio. Em linhas de refrigerante, instale o medidor onde o fluido estiver totalmente líquido, como após o condensador ou subresfriador, e mantenha as válvulas de controle a jusante, sempre que possível.
  • Detritos: O diâmetro do tubo é pequeno, portanto, um filtro adequado a montante pode ajudar a proteger o sensor.
  • Ajuste de zero: Ajuste o zero para vazão zero real, com a tubulação cheia e o medidor na temperatura de operação.

9. Quando o Micro Coriolis é a escolha errada

O método Coriolis oferece alta precisão de medição, pouca necessidade de tubulação reta e medição direta de vazão mássica. Essas vantagens são importantes quando as propriedades do fluido mudam ou a aplicação exige alta precisão. Caso contrário, um medidor de turbina ou de engrenagem oval pode fornecer a medição necessária a um custo menor.

Um medidor Coriolis normalmente custa várias vezes mais do que um medidor de turbina ou de engrenagem oval.

TecnologiaFluidosMelhor ajuste
Micro CoriolisLíquido e gásFluxo de massa, propriedades variáveis ​​do fluido, alta precisão
Engrenagem micro ovalLíquido, incluindo viscosoLíquido viscosodosagem, construções com custo-benefício
Turbina de baixo fluxoLíquido limpo e não corrosivoÁgua, óleo leve, calibração volumétrica
Massa térmicaSomente gasolinaGás de baixo fluxo onde o efeito Coriolis não é econômico

Para uma visão geral mais ampla da tecnologia, consulte nosso guia de medidores de vazão de baixo fluxo .

10. O que confirmar antes de escolher o tamanho

As informações a seguir são suficientes para estabelecer os principais requisitos de dimensionamento e configuração:

  • Fluido, densidade, viscosidade e temperatura afetam o material molhado e os requisitos de calibração.
  • O fluxo normal e o fluxo máximo, preferencialmente em unidades de massa, determinam o diâmetro do sensor e a faixa de medição útil.
  • O tamanho da linha e a conexão do processo definem a conexão mecânica, como 1/4 pol. NPT, BSP ou uma conexão de compressão para tubo de 10 mm de diâmetro externo.
  • A faixa de pressão, incluindo o vácuo, afeta a construção necessária e a classificação de pressão.
  • A queda de pressão admissível é importante quando a altura manométrica disponível da bomba é limitada, especialmente na vazão máxima.
  • A precisão deve ser considerada no fluxo operacional real, e não apenas na especificação principal.
  • Para instalações em áreas classificadas como perigosas ou para refrigerantes A2L, especifique a certificação exigida, a classe de temperatura e as condições de instalação.
  • As funções de saída, exibição e totalizador são itens de configuração. Especifique requisitos como 4-20 mA, Modbus RS485, exibição remota ou leitura por minuto na fase de consulta.

Perguntas frequentes sobre medidores de micro-Coriolis

Qual é o menor tamanho de um medidor de vazão Coriolis?
Os modelos micro estão disponíveis a partir de aproximadamente DN1,5, com faixas completas na classe de gramas a quilogramas por hora. O diâmetro interno, por si só, não define o limite inferior. A estabilidade em zero também é importante, portanto, compare-a com a vazão operacional normal.
Qual a precisão de um medidor micro Coriolis em baixas vazões?
A precisão indicada no título se aplica acima de uma determinada vazão. Em vazões menores, o erro fixo de estabilidade do zero passa a representar uma parcela maior da leitura. Um diâmetro adequado do sensor mantém a vazão normal em uma faixa útil.
Medidor de massa Coriolis versus medidor de massa térmica para gás de baixo fluxo?
A massa térmica é adequada para fluxos de gás muito baixos e gases simples. O método de Coriolis é útil quando se necessita de vazão mássica e densidade diretas, ou quando a composição do gás se altera, desde que a pressão seja suficientemente alta para fornecer uma densidade de gás utilizável.
Um medidor Coriolis em microescala consegue medir líquido refrigerante?
Sim, desde que o fluido refrigerante permaneça totalmente líquido no medidor. Instale o medidor após o condensador ou subresfriador e mantenha o Δp suficientemente baixo para evitar vaporização instantânea. Informe a faixa de pressão, incluindo o vácuo, e qualquer aprovação A2L necessária.
Quando um medidor de engrenagem oval ou de turbina é suficiente?
Quando a medição de volume é suficiente, uma precisão em torno de 0,5% a 1% é aceitável e o fluido é estável. Medidores de engrenagem oval são adequados para líquidos viscosos, enquanto medidores de turbina são adequados para líquidos limpos e de baixa viscosidade.

Precisa de ajuda para dimensionar seu medidor?

Envie-nos esses itens e poderemos recomendar um modelo e confirmar a queda de pressão:

  • Fluido, concentração e temperatura
  • Fluxo normal e máximo
  • Dimensionamento da linha e conexão do processo
  • Faixa de pressão, incluindo vácuo
  • queda de pressão admissível
  • Requisito para áreas classificadas como perigosas

Para informações sobre diâmetros e faixas de vazão disponíveis, consulte nossa linha de micromedidores Coriolis.

Envie um e-mail para sales@silverinstruments.com ou uma mensagem pelo WhatsApp para +86 189 3675 9191 .

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