A ADEQUAÇÃO DE UM MEDIDOR DE VAZÃO MAGNÉTICO PARA
EXPERIMENTOS EM CIRCULAÇÃO NATURAL
Benedito Dias Baptista Filho – [email protected]
Walmir Maximo Torres – [email protected]
José Carlos de Almeida – [email protected]
Luiz Alberto Macedo – [email protected]
Samuel Carraccioli Santos – [email protected]
Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares: IPEN-CNEN/SP, Divisão de Termo-Hidráulica
Caixa Postal 11049 - CEP 05422-970 - São Paulo, SP, Brasil
Resumo. O trabalho descreve os problemas encontrados com um medidor magnético de
vazão sujeito a vazões muito baixas e variações de temperatura. O trabalho discute o
princípio de medição e aspectos relacionados com a instalação e operação do instrumento.
São apresentados resultados encontrados com um medidor instalado em um circuito
experimental de circulação natural e com outro medidor idêntico montado em uma
bancada de laboratório preparada especificamente para esta investigação. Os resultados
mostraram características não-lineares do instrumento, dependência do “offset” com a
temperatura e a importância de um bom sistema de aterramento. Testes adicionais com a
alimentação do instrumento por um sistema isolado da rede (baterias) serão realizados
para verificar variações do “drift”. A integridade da blindagem do sinal também ainda
será investigada.
Palavras-chave: Medidores de Vazão Magnéticos, Circulação Natural
1.
INTRODUÇÃO
Aspectos econômicos e de segurança dirigiram o setor nuclear para o desenvolvimento
de novos conceitos de reatores nucleares e de sistemas de segurança. Há alguns anos se
iniciou o desenvolvimento dos conceitos de reatores avançados, com a introdução de
aperfeiçoamentos tecnológicos, plantas com alta padronização, redução na demanda de
controle, redução na demanda de suprimento de energia elétrica de emergência, e o uso de
componentes mais robustos, ou seja, imunes a falhas. Em 1998 foi iniciada no IPENCNEN/SP, a operação de uma instalação experimental para investigação de sistemas de
resfriamento de emergência, por circulação natural, típicos de reatores nucleares avançados.
Essa instalação, descrita por Baptista et al. (1999), foi batizada de “Bancada de Circulação
Natural” (BCN), foi concebida para estudar o comportamento de trocadores de calor de
sistemas passivos de remoção de calor residual típicos de reatores navais e investigar o
comportamento de sistemas com linhas de desvio da fonte quente. A investigação desses
processos envolve o uso de sistemas de medição de vazão com pouca incerteza, estáveis e
principalmente que não interfiram no escoamento. Para a BCN foi escolhido um sistema
magnético de medida de vazão. A fase inicial de operacionalização da BCN envolveu e
realização de testes para o levantamento dos coeficientes de perda de pressão
(caracterização hidráulica), calibração do sistema de medida de potência elétrica, e
calibração do sistema de medida de vazão. O objetivo deste trabalho é a descrição dos
problemas encontrados com esse sistema de medição de vazão no processo de circulação
natural e a apresentação dos resultados da pesquisa desenvolvida para estudar esses
problemas, tentando obter um sistema mais confiável e estável.
Na seção 2 é apresentado um histórico dos problemas com os fatos que levaram à
investigação apresentada neste trabalho, incluindo a descrição do princípio de
funcionamento dos medidores magnéticos e suas características de projeto e instalação. Na
seção 3 são descritos a montagem experimental e apresentados os principais resultados. Na
seção 4 são resumidas as principais conclusões.
2.
HISTÓRICO DO PROBLEMA
Para a medida de vazão nos experimentos de circulação natural da BCN foram
adquiridos dois medidores de vazão magnéticos. A escolha desses instrumentos foi baseada
na sua característica de baixa perda de pressão – não interferência no escoamento. No
projeto da BCN foram previstas vazões em massa na ordem de 25 a 30 g/s (até ≈100 kg/h),
o que limitou em muito as opções de mercado. A aquisição só foi possível no mercado
norte-americano. Os dois medidores comprados têm um diâmetro nominal de ½ polegada,
com as demais características mostradas na Tabela 1. Eles foram fornecidos com calibração
de fábrica e ajustados com constantes (Factory Set-Up) obtidas em um processo de
calibração. Essas características são: a constante de proporcionalidade, K em pulsos/galão,
e o Offset, em pulsos/s. Os transmissores permitem a alteração dos valores dessas
constantes por meio de “software”, utilizando-se uma chave magnética,.
Tabela 1 – Características dos Medidores Magnéticos
Característica
Diâmetro Interno
Comprimento
Material de Isolamento
Eletrodos
Alimentação da Bobina
Faixa de Vazão
Constante de
Proporcionalidade
Offset (*)
Medidor 1
0,452 pol.
130 mm
cerâmica
Aço inoxidável
24 VDC 20 Hz
360 kg/h
5292,5 pulsos/galão
Medidor 2
0,452 pol.
130 mm
cerâmica
Aço inoxidável
24 VDC 20 Hz
360 kg/h
5227,0 pulsos/galão
1,47
3,13
(*) as informações do fabricante indicam a unidade do “offset” em pulsos/segundo e as demais
unidades no sistema americano (pol., gpm, etc.)
2.1 Princípio de funcionamento do Medidor de Vazão Magnético
Os medidores de vazão magnéticos funcionam baseados na lei de indução magnética
de Faraday (Miller, 1983). O princípio é o de um condutor que, quando se move através de
um campo magnético, induz uma força eletromotriz que é perpendicular ao campo e à
direção do movimento. No medidor de vazão magnético, o líquido que escoa na tubulação
age como o condutor, induzindo a força eletromotriz (e), medida por dois eletrodos
sensores montados em posições diametralmente opostas (Fig. 1). Essa força eletromotriz é
relacionada com a velocidade média de escoamento do fluído:
e=DBv
(1)
onde e é a força eletromotriz induzida; D a distância entre os eletrodos (o diâmetro interno
do sensor); B é a densidade de fluxo magnético; e v a velocidade média de escoamento.
Esses sensores podem ser utilizados para medição de vazão em escoamentos de fluidos
com condutividade elétrica maior ou igual a 5 µS/cm. Para líquidos limpos, recomenda-se
uma velocidade mínima de escoamento de 0,3 m/s. Os eletrodos são normalmente
fabricados de material não magnético, tais como: aço inoxidável AISI 316L, Platina com
10% de Irídio, Hastelloy C, Titânio ou Tântalo, a escolha dependendo do tipo de fluido.
É possível utilizar três formas distintas de se produzir o campo magnético: 1. utilizando
imãs permanentes ou eletroimãs com excitação DC; 2. utilizando eletroimãs com excitação
senoidal AC; ou 3. utilizando eletroimãs com excitação pulsada DC de qualquer freqüência.
densidade de fluxo
magnético ( B )
V
eletrodos
sinal de tensão ( e )
Figura 1 – Ilustração do princípio de funcionamento
A primeira forma é conveniente para medida de vazões onde o escoamento é pulsante
ou para medida em fluídos com alta condutividade elétrica, tais como, sais fundidos ou
mercúrio. Para fluídos de baixa condutividade, fluidos que conduzem íons, ocorre
polarização nos eletrodos e por isso a excitação DC não é conveniente, sendo utilizada
então a excitação AC ou DC pulsada.
Na maioria das aplicações o campo magnético é produzido por uma bobina disposta
adequadamente em volta do sensor. Nesse caso o campo magnético é proporcional à
corrente de alimentação (I):
e=kDIv
(2)
onde k é uma constante dependente do meio e da geometria e I é a corrente que alimenta a
bobina.
Se a geometria, as propriedades do meio e a corrente não se alterarem, a força
eletromotriz será proporcional à velocidade média de escoamento e portanto à vazão. A
geometria é fixa, no entanto a corrente pode sofrer alterações decorrentes de variações na
resistência da bobina. A força eletromotriz pode ser influenciada por flutuações no
potencial do meio condutor (o fluido), que em geral não sofre alterações tão acentuadas que
provoquem mudanças substanciais no campo.
Em sistemas termo-hidráulicos as principais variações na corrente poderiam ser
causadas por variações na temperatura da bobina, o que afetaria a resistência da bobina da
seguinte forma:
R = R0 [ 1 + α(T – T0)]
(3)
onde, para o cobre, α = 0,00393 ºC-1 com T0 = 20 ºC.
Note que uma variação de 10 ºC implica em uma variação de aproximadamente 4% na
resistência, portanto na corrente e na medida da vazão.
Variações na vazão também podem afetar a temperatura da bobina em função da
variação do coeficiente de transferência de calor entre o corpo do instrumento e o fluido.
Devido a essa característica a eletrônica desses instrumentos deve controlar a corrente,
independente do valor da resistência.
Testes em laboratório mostraram variações substanciais na temperatura da bobina entre
condições de fluido parado e com escoamento. No caso específico dos instrumentos da
BCN, o fabricante especifica um efeito de temperatura de 0,025% do Fundo de Escala / ºC,
o que resultaria em 0,05 g/s / ºC. Os instrumentos utilizados foram testados verificando-se a
tensão de alimentação da bobina em várias condições de temperatura. Foi constatada a
alteração na tensão, não se concluindo ainda se a corrente foi estabilizada, uma vez que não
se encontrou estabilidade nas medidas de vazão conforme será discutido na seção 2.2.
Uma outra característica que será discutida ainda se deve ao fato que as medidas
também são afetadas por flutuações na tensão de alimentação, numa taxa de 0,3 % da
Vazão / 10% de flutuação na tensão.
2.2 Problemas operacionais com o medidor instalado na BCN
A Fig. 2 representa a BCN, descrita por Baptista et al. (1999). A BCN foi concebida
nos moldes de um sistema de remoção de calor residual de um reator PWR avançado,
contendo um aquecedor elétrico que é a fonte quente do sistema, um trocador de calor
constituído por dois tubulões horizontais com um feixe vertical de tubos imersos em um
tanque de água que é alimentado por gravidade a partir de um grande reservatório elevado.
O medidor de vazão magnético foi montado logo após o trocador de calor da BCN,
seguindo todos os requisitos do fabricante, Sparling (1996) e utilizando um sistema de
transmissão remota.
Vaso de Expansão
Trocador de Calor
TC-19
TC-04
TC-05
Medidor Magnético de Vazão
TC-12
TC-11
TC-18
657 mm
TC-24
TC-10
TC-20
para drenagem
TC-13
TC-06
3710
1000 mm
TC-14 TC-21
Válvula de Desvio
TC-08
TC-16
TC-15
TC-07
Linha de Desvio
TC-22
TC-09
700
Aquecedor
Bomba
TC-01
1700
Rotâmetro
TC-23
4000 mm
TC-02
da caixa d'água
Circuito de Resfriamento
TC-03
TC-17
Figura 2 – Bancada de Circulação Natural
Além de transmitir o sinal de vazão para um sistema de aquisição de dados, o
transmissor remoto exibe a vazão em um mostrador. Já na fase de testes de montagem foi
observado que o mostrador não apresentava uma indicação estável da leitura. Com o fluido
parado, a indicação de vazão oscilava em uma faixa muito superior ao especificado para o
“cut-off” de 2% (que representa o valor da escala de vazão considerado nulo pelo
instrumento). A princípio, foi suposto que o problema poderia ser decorrente de falhas no
aterramento. Foi feita a verificação da montagem do cabo que liga o sensor no transmissor
remoto do medidor de vazão e o aterramento foi refeito, sempre conforme o manual de
instruções do instrumento, inclusive com a substituição de terminais especiais, porém o
problema continuou. Também foi medida a condutividade elétrica da água, que sempre
ficou dentro dos padrões estabelecidos pelo fabricante. A ação seguinte foi a substituição
do medidor de vazão. Foi observado o mesmo problema, apenas com uma faixa menor
entre os valores mínimo e máximo de oscilação. O sistema foi então alinhado para operar
com alimentação de água constante, passando simultaneamente por um rotâmetro, em
seguida pelo aquecedor e pelo medidor magnético. Testes variando a vazão e a temperatura
mostraram que o medidor de vazão apresentava um desvio dependente da temperatura do
fluido. As diferenças observadas foram muito superiores ao esperado pela incerteza da
correção da vazão com a temperatura, como será mostrado adiante. A partir dessa
observação foi estabelecido um procedimento para uma calibração de compensação dos
efeitos de temperatura. A Fig. 3 mostra os principais elementos envolvidos nessa
calibração, que envolveu três etapas, chamadas: calibração a frio, calibração a quente e
medida do desvio em função da temperatura. Na calibração a frio é circulada água, à
temperatura ambiente, e são comparadas as leituras do rotâmetro calibrado com as do
medidor magnético. Na calibração a quente o processo é repetido porém variando-se a
temperatura. A medida do desvio sem escoamento foi iniciada a partir de uma temperatura
aproximada de 45 ºC, registrando-se o valor indicado de vazão durante o processo de
resfriamento.
Figura 3 – Detalhe dos elementos utilizados na calibração
Os principais resultados estão nas Fig. 4 e 5. A Fig. 4 mostra a diferença entre o
medidor magnético e um rotâmetro calibrado (curva corrigida), observa-se um desvio
médio de 86 kg/h, com ligeira dependência da vazão. A Fig. 5 mostra a variação do desvio
com a temperatura, tanto com base na temperatura da água quanto com base na temperatura
da superfície da tubulação. Conclui-se desses resultados que o instrumento é levemente
influenciado pela vazão, conforme mostra o erro de vazão na Fig. 5, e fortemente
influenciado pela temperatura. Esses resultados inesperados nos levaram a preparar uma
montagem para testes controlados no laboratório de termometria (seção 3).
Observa-se que, condicionado a procedimentos diários de determinação do “offset,”
antes do início e após o término de cada experimento, o instrumento pôde ser utilizado para
experimentos em circulação natural, admitindo-se erros de medida na ordem de 6 a 8%.
3
MONTAGEM EXPERIMENTAL E RESULTADOS
A montagem experimental no laboratório de termometria é mostrada na Fig. 6. Essa
montagem consiste de um circuito fechado, onde água potável é bombeada do reservatório
de um banho termostático, por meio de uma bomba submersa. Além da indicação no
mostrador, o instrumento gera dois tipos de sinal de saída, como função da faixa de vazão
em que ele foi calibrado: a) sinal de corrente de 4-20 mA e b) sinal de freqüência de pulsos
de tensão. Para determinar a vazão através da medida desses sinais de saída foram
utilizados respectivamente um multímetro digital e, um conjunto de contador de pulsos
digital e osciloscópio. A medida de vazão fornecida por um rotâmetro, aferido por meio de
um frasco calibrado e cronômetro, foi usada para os ajustes e determinação das
características do medidor. O banho termostático, que possui um sistema de aquecimento
por resistência elétrica, um sistema de homogeneização de temperatura através de
bombeamento e um sistema de refrigeração, foi usado para a realização de testes do
instrumento com temperatura do fluido constante e controlada. Dois termopares Omega, T1
e T2, do Tipo K de 0,5 mm de diâmetro com camisa de aço inoxidável, acoplados a um
indicador portátil de temperatura, foram usados para medir respectivamente a temperatura
do fluido no reservatório e na superfície externa do sensor do instrumento.
300
90
80
M edid or M ag nético
F unção d a Tem p era tu ra do m e tal
Q (k g/h)
D es vio (kg /h )
200
R otâ m etro
C alibrado
70
F unção da
T em p. da Á gua
60
100
E rro (M agnético - R otâm etro)
50
40
80
120
160
200
240
28
32
Q re al (k g/h)
36
40
T e m peratura (C elsiu s)
Figura 5 – Desvio sem vazão
Figura 4 – Desvio a frio
motor
bomba
tubulação flexível
PVC
R
T2
T1
3
3. Bomba centrífuga submersa
( 0,75 m3/h ; 1,3 mH2O )
4. Rotâmetro Omel
1
4
1. Medidor magnético Sparling
modelo FM625-OD6-101-0
2. Banho termostático Quimis
2
cabos de alimentação
e sinal
6
5. Termopares T1 e T2
com indicador portátil
Salvterm 700K
6. Multímetro HP 3457A
7. Osciloscópio Tectronix 432
8. Contador de pulsos HP 53131A
mostrador
7
8
Figura 6 – Montagem no Laboratório
44
Durante a aferição observou-se que a bomba submersa usada na bancada experimental
é capaz de manter a vazão constante no circuito, com um valor máximo igual a 195,37 kg/h
(0,86 gpm). Vários testes foram realizados com o medidor, variando-se as constantes de
calibração do instrumento e a temperatura do fluido. A seguir serão apresentados alguns
dos resultados obtidos nos testes.
A Fig. 7 mostra os valores de vazão medidos pelo instrumento, num período de 5 dias,
para uma vazão constante no circuito e igual a 195 kg/h. Durante esse período foram
mantidas as constantes de calibração fornecidas pela fábrica, ou sejam, K = 5292,5
pulsos/galão e “Offset” = 1,47. Pode-se notar dessa figura que, os valores medidos não se
mantiveram constantes no período. Foi nesse período que se verificou a necessidade de
modificações no sistema de aterramento, quando todo o conjunto passou a ser aterrado no
neutro da subestação elétrica. Testes efetuados sem nenhum aterramento resultaram em
valores totalmente instáveis e sem coerência.
Em 02/03, o teste foi realizado variando-se a temperatura do fluido, mantendo-se ainda
as constantes de fábrica e a vazão. O fluido, inicialmente a 25,3 oC, passou por um processo
de resfriamento até 15 oC e posteriormente por um processo de aquecimento até 45 oC. Os
resultados podem ser vistos com mais detalhes na Fig. 8, onde pode-se observar a
dependência da medida com a temperatura do fluido e também que não ocorre um retorno à
condição inicial, ou seja, para uma mesma temperatura do fluido as medidas de vazão são
diferentes durante as fases de resfriamento e aquecimento do fluido.
Foi feita uma verificação de possíveis flutuações na tensão de alimentação e, se essas
flutuações poderiam estar afetando as medidas. Em 15/03 foi monitorada a tensão de
alimentação acompanhando-se a operação do medidor. A variação nos valores de tensão
máximo (117,9 V) e mínimo (114,9 V) foi de apenas 2,6%, não se correlacionando com as
variações de medida do instrumento nem justificando variações maiores do que 0,1 % na
medida de vazão.
Em outro teste (16/03) foram mantidos constantes a vazão (195,37 kg/h) com o valor
da constante de proporcionalidade K=5292,5, e foi variado o valor do “Offset.” Os
resultados podem ser vistos na Fig. 9. Este mesmo teste foi repetido (17/03), e os resultados
podem ser vistos na Fig. 9, onde é possível observar a mudança do “Offset” de -48,7 para 52,73 (“drift”), porém mantendo-se praticamente constante de proporcionalidade.
Também em 17/03 foi realizado um teste mantendo-se constantes a vazão no circuito,
igual a 189,6 kg/h, e K=5292,5, e variando-se a temperatura do fluido de 15 até 30oC. Para
cada temperatura o “Offset” foi ajustado, de forma que Qinstr. ~ Qrot. = 189,6 kg/h. Os
resultados são apresentados na Fig. 10. Mais uma vez, é possível notar a dependência com a
temperatura.
É importante notar que, somente em alguns pontos tomados em 01/03, os resultados da
vazão indicada pelo instrumento foram iguais aos valores indicados pelo rotâmetro quando
se usou “Offset” = +1,47 e K=5292,5, valores fornecidos pelo fabricante.
Em 05/04 foi realizado um teste onde foram variadas a vazão e a constante K (5292,5
ou 5101,1), porém mantendo-se o “Offset” = 0. Os resultados podem ser vistos na Fig. 11.
Ao final desse teste, o valor do “Offset” foi ajustado para que Q instr. ~ Q rot.= 183 kg/h,
obtendo-se o valor de –57. A Fig. 12 mostra a diferença entre os valores medidos pelo
instrumento e pelo rotâmetro. É possível notar uma diminuição da ordem de 25% entre o
início, onde a temperatura do fluido era 19,8 oC e o final do teste, com 23,2 oC.
600
50 0
50
E xp erim en to e ntre 28 /02 e 0 3 /0 3
K = 5 29 2 ,5 e O ffs et = 1,4 7
Q rotâ m e tro = 19 5 ,37 kg /h
0 1 /0 3
e xp erim en to d e 0 2 /03 /20 0 0
Q ro tâm etro = 1 9 5.3 7 k g /h
K = 5 2 9 2,5 e O ffse t = 1 ,47
Q in stru m en to
T em p e ratura d a H 2 O
40 0
0 2 /03
40
T em p e ratura d a ca rca ça
0 3/0 3
Q in str. (k g /h)
Q in str. (k g /h)
2 9/0 2
2 8/0 2
9 :20 hr
30 0
30
14 :0 8 h r
1 95 ,3 7 kg /h
20 0
20
200
1 9 5,37 kg /h
1 2 2 kg /h
Q =0
10 0
re sfria m e nto do b an h o
Q =0
1 1:5 5 h r Q = 0
Q =0
0
0
20
10
aq u ecim en to d o ba n h o
Q =0
0
40
60
80
100
0
0
10
20
30
m e d id a
40
50
m e d id a
Figura 7 – Medidas entre 28/02 e 03/03/2000
Figura 8 – Testes com variação de temperatura
400
200
1 6/0 3
E x pe rim e n to s e m 16 /03 e 1 7/0 3
Q ins tr. = 2 ,5 9 57 9 O f + 3 2 1 ,7 6 9 (1 6 /0 3 )
Q ins tr. = 2 ,6 1 11 4 O f + 3 3 3 ,0 5 2 (1 7 /0 3 )
Q (kg /h ) e O f (p u lso s/s)
K = 5 2 92 ,5 e O f v ariá ve l
T H 2 0 = 15 (C )
20
195
25
1 7/0 3
300
30
Q in str. (k g /h)
Q in str. (k g /h)
Q in str = Q rot. = 1 8 9,6 (kg /h)
Q in str. = Q rot. = 1 95 ,3 7 k g/h
200
190
185
100
E x pe rim e nto 17 /03
K = 52 9 2,5 e O ffse t va riáv el
Q ro t. = 1 89 ,6 (k g/h )
1 5 < T H 2O < 3 0 (C )
180
O f = - 4 8,7
O f = - 52 ,7
0
175
-120
-80
-40
0
-64
-6 0
-56
O ffse t (p ulso s/s)
-5 2
Figura 9 – “Drift” do instrumento
-4 4
Figura 10 – Dependência com a Temp.
400
300
iníc io
T = 1 9 ,8 C
360
E xp e rim e nto 05 /04 /20 0 0
K = 5 10 1 ,1
O f= 0
320
fin a l
T = 2 3 ,2 C
K = 5 29 2,5
O f= 0
200
K = 51 0 1,1
O f= 0
K = 5 29 2 ,5
O f= 0
Q in str. - Q ro t. (kg /h )
280
Q in str. (k g /h)
-48
O ffse t (p ulso s/s)
240
200
O f= -5 0
O f= -5 5
O f= -5 7
160
K = 5 29 2 ,5
9 :4 5 h ora s
K =1 0 30 0
O f=-3 5
100
O f= -5 0
120
-5 5
O f=-88 ,2
0
-5 7
80
Q ro tâ m etro = Q instru m e nto
17 :5 0 ho ra s
K =5 1 01 ,1
O f=-57
Q instr. = 1 ,0 84 23 Q ro t. + 15 3 ,6 (K = 51 0 1 ,1 e O f= 0)
40
Q instr. = 1 ,0 08 99 Q ro t. + 15 0 ,8 (K = 52 9 2 ,5 e O f = 0 )
K = 52 9 2,5 , O f variáve l e Q ro t = 1 8 3,11 kg /h
O f= -8 8,2
0
-100
0
40
80
1 20
16 0
200
240
2 80
32 0
360
Q rotâ m e tro (kg /h )
Figura 11 – Testes com “offset” = 0
400
0
10
20
30
m e d id a
Figura 12 – Variação do “drift”
40
te m pe ra tu ra (C )
1 0 :00 h r
400
4
CONCLUSÕES
Os resultados discutidos mostram a existência e variação de um “drift” no instrumento.
Ocorreram variações acentuadas no “offset”, porém não se observaram variações na
constante de proporcionalidade. Foi verificada forte dependência do “offset” com a
temperatura. Essa dependência pode ser causada por variações na resistência da bobina e
portanto na corrente e intensidade de campo, não compensada pela eletrônica. É possível
ainda a existência de problemas adicionais de aterramento ou de blindagem do sinal. A
constante de proporcionalidade varia ligeiramente com a vazão, indicando alguma nãolinearidade do instrumento, confirmada na folha de calibração fornecida pelo fabricante,
que indica uma variação de aproximadamente 4% para uma variação de vazão entre 105 e
1150 kg/h. Essa variação pode também ser decorrente da variação da temperatura, causada
pela variação no coeficiente de transferência de calor entre o fluido e o sensor.
A necessidade de valores elevados de “offset”, entre -40 e –60, nos levaram a acreditar
na possibilidade de erro de “software”, na conversão de unidades de pulsos/s para
pulsos/minuto (instrumento no padrão americano). Concluiu-se que o instrumento pode ser
adequado para utilização em sistemas termo-hidráulicos necessitando porém de maiores
estudos para se estabelecer ajustes adequados do “offset”, por meio de uma correlação com
a temperatura. A pesquisa vai prosseguir com utilização de alimentação por um sistema
isolado da rede (baterias) e com a investigação de falhas na blindagem.
REFERÊNCIAS
Baptista F., B.D.; Gonçalves, I.M.P.; Almeida, .J.C.; Macedo, L.A.; Santos, S.C., (1999)
“Circuito Experimental para Pesquisa de Sistemas de Resfriamento de Emergência de
Reatores Nucleares”, Anais do VII CONGRESSO GERAL DE ENERGIA NUCLEAR
(VII CGEN).
Miller, R.W. (1983) “Flow Measurement Engineering Handbook”, Mc Graw-Hill Book
Company, New York.
Sparling Instruments CO. (1996) “Tigermag – Installation, Operation and Maintenance
Manual”
THE ADAPTATION OF A MAGNETIC FLOW METER FOR NATURAL
CIRCULATION EXPERIMENTS
Abstract. The paper describes problems with a magnetic flow meter used in a natural
circulation process, subjected to extremely low mass flows rates and temperature changes.
The paper discuss the flow measurement principle, and also installation and operation
issues. Experimental results with a sensor installed in a Natural Circulation Loop and with
another sensor installed in a laboratory setup are presented. The results showed non-linear
characteristics of the instrument, offset temperature dependence, and the need of an
efficient grounding system. Additional tests with an electrical isolated system (batteries)
will be performed to check if the drift variation is due grounding effect. Also the signal
shielding integrity will be checked.
Keywords: Magnetic Flow Meters, Natural Circulation