Fabricantes de Medidores de Vazão: Guia para Selecionar Medidores de Líquidos Comuns

Como fabricante de medidores de vazão, temos casos na produção industrial, abastecimento municipal de água, indústrias de energia e química, etc. Aqui está um resumo do guia de compra de medidores de vazão:

Medir com precisão o fluxo de líquidos é essencial para garantir eficiência na produção, controle de custos e segurança. Os medidores de vazão tipo turbina, medidores eletromagnéticos, medidores ultrassônicos e medidores de vórtice são os quatro dispositivos de medição de vazão mais utilizados no setor de líquidos. Cada um baseia-se em um princípio operacional único, resultando em vantagens de desempenho diferenciadas e limites de aplicação.

Análise das características principais dos 1,4 medidores de líquido mais difundidos

(1) Medidor de fluxo de turbina

1,1 Cenários de Uso

Os medidores de vazão por turbina, com suas vantagens de medição de alta precisão, são amplamente utilizados em aplicações com líquidos limpos que exigem elevada exatidão na medição de vazão. Essas aplicações incluem a medição da entrega de óleos refinados, como óleo leve e diesel, na indústria petroquímica, o enchimento e medição de líquidos estéreis, como água purificada e leite, na indústria de alimentos e bebidas, e a medição precisa da entrega de medicamentos líquidos na indústria farmacêutica. Também são amplamente utilizados no monitoramento do fluxo de meios lubrificantes, como óleo lubrificante e óleo hidráulico, em sistemas industriais de refrigeração, sendo particularmente adequados para líquidos de viscosidade média a baixa e isentos de impurezas.

1.2 Vantagens

Alta Precisão nas Medições : Dentro da faixa de vazão nominal, a precisão normalmente pode atingir ±0,2%~±1,0%. É um dos tipos mais precisos de medição de vazão de líquidos atualmente e pode atender às necessidades de medição de alta precisão.

Resposta rápida : As lâminas da turbina são altamente sensíveis a variações de fluxo e podem captar rapidamente flutuações instantâneas no escoamento, tornando-as adequadas para cenários dinâmicos que exigem monitoramento em tempo real das mudanças de fluxo.

Estrutura compacta e fácil instalação : É relativamente pequeno em tamanho e leve, requer menos espaço para instalação e possui métodos de instalação flexíveis. Pode ser conectado por flange, braçadeira ou rosca, adaptando-se a diferentes configurações de tubulação.

Pequena perda de pressão : Em condições normais de vazão, a perda de pressão do fluido ao passar pelo medidor de vazão tipo turbina é relativamente pequena e não afeta excessivamente o equilíbrio de pressão em todo o sistema de tubulação.

1.3 Desvantagens

Altos requisitos quanto à limpeza do meio : As lâminas da turbina são facilmente desgastadas ou obstruídas por impurezas e partículas presentes no meio, resultando em redução da precisão de medição ou até danos ao equipamento, sendo necessário o uso de dispositivos de filtragem rigorosos.

Grande influência da viscosidade do meio : Ao medir líquidos de alta viscosidade, a viscosidade do líquido reduzirá a velocidade das pás da turbina, resultando em medições inferiores.

Suscetível ao desgaste mecânico : As pás da turbina e os rolamentos estão em contato mecânico, o que causará desgaste após uso prolongado. É necessário realizar manutenção e substituição regulares, e a vida útil é relativamente curta.

(2)Medidor de Fluxo Eletromagnético

2.1 Cenários de Uso

Os medidores de vazão eletromagnéticos operam com base no princípio da indução eletromagnética e não são afetados por parâmetros físicos como densidade, viscosidade e temperatura do meio. São adequados para medição de líquidos condutivos e são amplamente utilizados no tratamento de esgoto municipal, na medição de descarga de águas residuais industriais, no monitoramento do transporte na indústria química de líquidos corrosivos, como soluções ácidas, alcalinas e soluções salinas, e na medição de vazão na indústria metalúrgica de líquidos que contêm partículas sólidas, como polpas e lamas. Também apresentam bom desempenho na indústria alimentícia para medição de líquidos condutivos viscosos, como molhos e xaropes.

2.2 Vantagens

Grande adaptabilidade ao meio : Desde que a condutividade do meio seja ≤20 μS/cm, é possível obter medição precisa independentemente das variações em sua viscosidade e densidade. Pode medir fluidos contendo partículas, matéria suspensa e até fluidos corrosivos como lama e polpa.

Precisão estável de medição : Dentro da faixa de medição, a precisão pode atingir ±0,5%~±1,0%, sendo pouco afetada por variações de fluxo.

Sem desgaste mecânico e longa vida útil : Não há peças móveis no tubo de medição, e a medição é realizada exclusivamente por indução eletromagnética, o que evita desgaste mecânico e reduz os custos de manutenção.

Perda de pressão mínima : A parede interna do tubo de medição é lisa, e praticamente não há perda de pressão quando o fluido passa por ele. É adequado para sistemas com requisitos rigorosos quanto à perda de pressão na tubulação.

Medição de fluxo reverso possível : Com capacidade de medição bidirecional, pode captar com precisão o fluxo direto e reverso de líquidos, sendo adequado para cenários onde é necessário monitorar refluxo de fluido.

2.3 Desvantagens

Incapaz de medir líquidos não condutivos : Líquidos com condutividade ≤20 μS/cm (como gasolina, diesel, álcool, água pura, etc.) não podem ser efetivamente medidos, sendo esta sua limitação principal de aplicação.

Afetado por interferência eletromagnética externa : Se houver campos magnéticos fortes ou fontes de interferência de alta frequência (como motores e transformadores grandes) próximos ao ambiente de instalação, a precisão da medição será afetada e medidas de blindagem precisam ser tomadas.

(3)Medidor de fluxo ultrassônico

3.1 Cenários de Uso

Os medidores de vazão ultrassônicos utilizam um método de medição sem contato, eliminando a necessidade de contato direto com o meio. Esses medidores são adequados para uma variedade de cenários complexos, como monitoramento de vazão em tubulações de grande diâmetro em sistemas municipais de água e aquecimento, medição do fluxo de líquidos inflamáveis, explosivos e corrosivos na indústria petroquímica e medição de líquidos sanitários nas indústrias de alimentos e farmacêutica. Além disso, oferecem uma vantagem significativa em projetos de modernização de vazão envolvendo tubulações antigas, pois podem ser instalados sem a necessidade de interromper a tubulação.

3.2 Vantagens

Medição sem contato, altamente adaptável : O sensor é instalado na parede externa do tubo e não precisa entrar em contato com o meio, evitando problemas de corrosão do meio e contaminação do sensor. Pode medir líquidos inflamáveis, explosivos, altamente tóxicos, altamente corrosivos e outros líquidos especiais.

Instalação fácil sem afetar a operação da tubulação : a instalação pode ser concluída sem cortar a tubulação ou interromper a produção. É especialmente adequada para reforma de monitoramento de vazão em tubulações antigas ou de grande diâmetro que não podem ser desligadas.

3.3 Desvantagens

Muito afetado pelas condições da tubulação : incrustações, corrosão e ferrugem na parede interna da tubulação causarão enfraquecimento do sinal de reflexão ultrassônico, afetando a precisão da medição; alguns materiais de tubulação podem influenciar a medição.

É significativamente afetado pelas características do meio : se o meio contiver um grande número de bolhas e partículas suspensas, causará dispersão ultrassônica e aumentará o erro de medição; a precisão de medição de líquidos de alta viscosidade também diminuirá.

A precisão de medição é relativamente baixa : a precisão dos medidores de vazão ultrassônicos convencionais é de ±1%~±1,5%, o que é inferior à dos medidores de vazão do tipo turbina e aos medidores de vazão eletromagnéticos, sendo difícil atender às necessidades de medições de alta precisão.

Adaptabilidade ambiental limitada : em ambientes de alta temperatura, alta umidade e forte vibração, a estabilidade do sensor diminuirá, sendo necessárias medidas protetivas adicionais.

(4) Fluxômetro de vórtice

4.1 Cenários de Uso

Os medidores de vazão por vórtice operam com base no princípio de vórtice de Karman e são adequados para medir líquidos limpos dentro de uma determinada faixa de número de Reynolds. São amplamente utilizados para monitorar o fluxo de água de resfriamento em sistemas industriais de refrigeração, medir a entrega de líquidos de baixa a média viscosidade, como solventes e reagentes, na indústria química, e medir o fluxo de líquidos como óleo leve e óleo térmico na indústria de energia. Também são amplamente utilizados para monitorar o fluxo de água gelada e quente em sistemas de ar condicionado, sendo particularmente adequados para medir líquidos de velocidade média a alta.

4.2 Vantagens

Estrutura simples e alta confiabilidade : Há apenas um gerador de vórtices no tubo de medição, sem peças móveis, baixo risco de falha mecânica, baixo custo de manutenção e longa vida útil.

Perda de pressão moderada : Em comparação com o medidor de turbina, a perda de pressão é ligeiramente maior, mas menor que a do medidor de vazão por estrangulamento, e tem pouco impacto sobre a pressão do sistema de tubulação.

Alta temperatura de medição : Pode medir meios de alta temperatura e suportar até 350° para meios de alta temperatura.

4.3 Desvantagens

Há certos requisitos quanto à limpeza do meio : se o gerador de vórtices for aderido ou obstruído por impurezas ou partículas no meio, isso afetará a estabilidade da geração de vórtices e aumentará o erro de medição. Portanto, não é adequado para líquidos que contenham grande quantidade de partículas em suspensão.

Grande influência de baixa vazão : Quando a velocidade do líquido é baixa, é difícil formar uma rua de vórtices de Kármán estável, a precisão da medição será significativamente reduzida, ou mesmo deixará de funcionar normalmente; portanto, há um requisito de vazão mínima.

Baixa capacidade anti-vibração vibrações externas podem interferir facilmente na frequência da rua de vórtices, levando a medições incorretas. Portanto, deve ser instalado em um ambiente com pouca vibração ou equipado com um dispositivo de compensação de vibração.

2.4 Tipos de comparação de parâmetros centrais do medidor de vazão e análise de adaptabilidade

(1) Comparação dos parâmetros centrais

Tipo de Parâmetro	medidor de fluxo de turbina	Medidor de Fluxo Eletromagnético	Medidor de fluxo ultrassônico	Fluxômetro de vórtice
Precisão de medição	±0.2%~±1.0%	±0.5%~±1.0%	±1%~±1.5%	±1%~±2.5%
Requisitos de condutividade dielétrica	Sem requisitos	≤20us/cm	Sem requisitos	Sem requisitos
Requisitos de limpeza do meio	Alto (necessita filtragem)	Baixo (pode conter partículas)	Alto (matéria particulada afeta a precisão)	Alta (evitar aderência de impurezas)
Perda de Pressão	Pequeno	Muito pequena	nenhum	Pequeno
Custos de manutenção	Alta (requer substituição regular da lâmina/rolamento)	Baixa	Baixa	Baixa

(2) Análise de adequação de cenários

Com base na comparação dos parâmetros acima e nas características de desempenho de cada medidor de vazão, a adaptabilidade em diferentes cenários pode ser dividida em três níveis: "altamente adaptável", "geralmente adaptável" e "inadequado". A adaptabilidade específica é a seguinte:

2.1 Cenários de medição de líquidos limpos com alta precisão (como abastecimento de combustível acabado e entrega de medicamentos líquidos)

2.1.1 Altamente adaptável: Medidor de vazão tipo turbina. Sua alta precisão de ±0,2% a ±1,0% e alta repetibilidade atendem às necessidades de medição, além de apresentar excelente estabilidade em líquidos limpos e de baixa viscosidade.

2.1.2 Adaptação geral: O medidor de vazão eletromagnético exige que o líquido seja condutivo e possui precisão que atende aos requisitos. É de grande porte e ineficaz para líquidos não condutivos.

2.1.3 Incompatibilidade: Os medidores de vazão ultrassônicos têm precisão insuficiente e os medidores de vazão por vórtices apresentam baixa estabilidade em baixas vazões.

2.2 Cenários de medição de líquidos corrosivos/contendo partículas (como soluções ácidas e alcalinas químicas, tratamento de esgoto)

2.2.1 Alta adaptabilidade: Os medidores de vazão eletromagnéticos são resistentes à corrosão e podem adaptar-se a meios que contêm partículas.

2.2.2 Adaptação geral: Medidor de vazão ultrassônico, medição sem contato pode evitar corrosão, mas a precisão diminui quando há muitas bolhas ou partículas.

2.2.3 Incompatível: Medidores de vazão tipo turbina são propensos à corrosão e entupimento, e os medidores de vazão por vórtices são propensos à aderência de impurezas.

2.3 Cenários de tubulações de grande diâmetro/reforma de tubulações antigas (como sistemas municipais de abastecimento de água e aquecimento)

2.3.1 Alta adaptabilidade: Medidores de vazão ultrassônicos. A instalação sem contato não requer o corte do tubo e é adequada para tubos de grande diâmetro; medidores de vazão eletromagnéticos podem ser inseridos.

2.3.2 Adaptação geral: O medidor de vazão eletromagnético possui alta precisão, mas requer o corte do tubo para instalação, tornando a modificação difícil.

2.3.3 Incompatível: Os medidores de vazão do tipo turbina são usados em tubulações com pequeno diâmetro e não são adequados para tubos com diâmetros acima de DN200. Os medidores de vazão por vórtices não são adequados para tubos com diâmetros acima de DN300.

3. A lógica central de decisão na seleção do medidor de vazão

Em aplicações práticas, a seleção de medidores de vazão deve seguir o princípio de "prioridade ao cenário e compatibilidade de parâmetros". Os passos específicos de tomada de decisão são os seguintes:

3.1 Identificar as características do meio : Primeiro, determine a condutividade do líquido (se é condutivo), a limpeza (contaminação) e a viscosidade (alta/média/baixa viscosidade). Isso é fundamental para eliminar medidores de vazão incompatíveis. Por exemplo, líquidos não condutivos devem ser excluídos diretamente dos medidores de vazão eletromagnéticos, enquanto líquidos que contêm grandes quantidades de partículas devem ser excluídos dos medidores de vazão tipo turbina.

3.2 Requisitos de precisão de medição : Para cenários de alta precisão, como liquidação comercial e enchimento preciso, são preferidos medidores de vazão tipo turbina ou medidores de vazão eletromagnéticos; para cenários de precisão média ou baixa, como monitoramento rotineiro e controle de processo, podem ser selecionados medidores de vazão tipo vórtice ou medidores de vazão ultrassônicos.

3.3 Condições da tubulação e do ambiente : De acordo com o diâmetro da tubulação, os medidores de vazão ultrassônicos são priorizados para tubulações acima de DN200, e medidores de vazão tipo turbina e ultrassônicos são priorizados quando a instalação ocorre em espaços reduzidos; vibração/temperatura ambiental: evitar escolher medidores de vazão por vórtices em casos de grandes vibrações, e optar pelos medidores por vórtices em ambientes de alta temperatura.

4. Recomendações dos fabricantes de medidores de vazão

Medidores de vazão tipo turbina, eletromagnéticos, ultrassônicos e por vórtices possuem cada um suas próprias vantagens e desvantagens nas aplicações com líquidos, e não existe um medidor de vazão 'universal'. Para obter uma medição de vazão precisa, estável e eficiente, é necessário realizar uma avaliação abrangente com base nas características do fluido, nos requisitos de medição, no ambiente da tubulação e no orçamento disponível.