La misura della portata volumetrica

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1 Products Solutions Services La misura della portata volumetrica Facoltà di Ingegneria, Università degli Studi di Bologna DIEM - Dipartimento di Ingegneria delle Costruzioni Meccaniche, Nucleari, Aeronautiche e di Metallurgia Slide 1

2 L induzione elettromagnetica Michael FARADAY: 1791-Hampton Court, Londra allievo di Davy, si interessò ai fenomeni di elettricità, magnetismo, elettromagnetismo 1830/33 fenomeno dell induzione elettromagnetica (F-Neumann-Lenz) Slide 2

3 Il principio elettromagnetico Una tensione si induce in un conduttore elettrico che si muove attraverso un campo magnetico. Il verso della tensione indotta dipende dalla direzione del movimento e dal campo magnetico. Q = Carica elettrica B F v U = Campo magnetico = Velocità del liquido = Forza = Tensione v La forza di Lorenz F L F L = Q x v x B U + - F Q B Slide 3

4 L induzione elettromagnetica U = Tensione indotta l B = Induzione magnetica l = Lunghezza spira B v - B + v = velocità del fluido U = B l v 0 U + Slide 4

5 L induzione elettromagnetica Q = V x A U = Tensione indotta V = Portata volumica U ~ V Slide 5

6 La misura di portata ad induzione elettromagnetica Elettrodo tubo vuoto Custodia Rivestimento isolante Tubo di misura Elettrodo di misura Elettrodo di riferimento Bobine Slide 6

7 Il segnale agli elettrodi Applicazioni standard Applicazioni con disturbi V n = Disturbo V m = Segnale + Disturbo V m V n V m V n Promag 10/23/50/53 Sistema standard S/N basso Promag 55S Sistema potenziato S/N ottimizzato Slide 7

8 Il campo magnetico B T int T EPD T rise T idle T int = Tempo integrazione T EPD = Tempo EPD T rise = Tempo salita T idle = Tempo morto T period = 1 ciclo misura t T periodo (ms) Slide 8

9 I limiti applicativi della misura elettromagnetica Minima conducibilità richiesta Limitata presenza di contenuto solido e/o bolle di gas Tubazione sempre piena Errori di misura in caso di incrostazioni Limiti temperatura/pressione Slide 9

10 I limiti applicativi della misura elettromagnetica Promag 10 Promag 23 Promag 50/53 Promag 55 Conducibilità minima (µs/cm) per acqua demineralizzata 5 5 per acqua demineralizzata Contenuto solidi in sospensione (%) ca. 2 ca. 2 max 5 6 fino a Slide 10

11 La misura corretta Elettrodo di tubo vuoto Soluzione convenzionale: Nessuna segnalazione Grandi errori Elettrodi di misura Promag con funzione EPD: Elettrodo di riferimento Rilevamento tubo vuoto Prevenzione degli errori Slide 11

12 La misura corretta Valori impostabili: Tempo di pulizia Tempo di ripristino Tempo di ciclo Elettrodi di misura U ECC inibisce l incrostazione conduttiva Elettrodo di riferimento Slide 12

13 Acque potabili, reflue, di processo Ingresso ed uscita degli impianti di acque reflue, produzione fanghi, neutralizzazioni chimiche Acque potabili, alimentazione della rete, stazioni di pompaggio Rivestimento interno in PoliUretano: materiale ad elevata omogeneità e resistenza all abrasione (Tmax 50 C; DN ). Da alcuni decenni, il mercato americano ed asiatico dell acqua ha standardizzato il PoliUretano; in Europa si è consolidata la tradizione della gomma dura. Il rivestimento tradizionale è costituito da gomma dura (EPDM) (Tmax 80 C; DN ). La gomma dura costituisce il più importante rivestimento del tubo di misura della maggior parte dei misuratori impiegati nel mondo delle acque e fluidi non particolarmente aggressivi. La tecnologia ha messo a punto una mescola di tipo atossico con relativa certificazione, per la misura di portata delle acque potabili. Slide 13

14 Processi industriali Acidi, basi, glicoli, vernici Il molte industrie (chimiche) ci sono liquidi aggressivi e caldi affrontabili con misuratori rivestiti in PFTE (Tmax 130 C; DN ). Data la tecnica costruttiva del tubo di PTFE e la struttura molecolare dello stesso sono presenti dei micropori. Il PFA ha la stessa resistenza chimica del PTFE molte industrie (prodotto della stessa famiglia della Du Pont) (Tmax 180 C; DN 2 200). Data la sua struttura molecolare, il PFA può essere lavorato in modo diverso rispetto al PFTE. E possibile fonderlo per realizzare una superficie di contatto omogeneo senza porosità (transfer molding). La maglia d acciaio su cui va a legare il PFA aumenta la resistenza al vuoto. Slide 14

15 Il mondo igienico Industria chimica Industria farmaceutica Industria alimentare Soluzioni saline, acide, basiche Rivestimento in: PFA: DN Slide 15

16 Il mondo igienico Passaggio cavi a perfetta tenuta Rivestimento con blocco meccanico Rivestimento PFA transfer molded Diametro interno secondo gli standard più diffusi Facili connessioni al processo Guarnizioni igieniche sostituibili Custodia in acciaio inox Slide 16

17 La misura di portata ad induzione elettromagnetica Moduli I/O fissi e flessibili (ma, frequenza, relè ecc. Quick Setup per un facile e rapido avviamento Programmazione Touch control Display a 4 linee retro-illuminato Slide 17

18 La misura di portata ad induzione elettromagnetica Caricamento serbatoi cloruro ferrico Slide 18

19 La misura di portata ad induzione elettromagnetica Alimentazione vasca di omogeneizzazione Slide 19

20 La misura di portata ad induzione elettromagnetica Preparazione bevande gassate o piatte 1. Miscelazione automatica 2. Dosaggio preciso anche in massa 3. Possibile controllo della densità 4. Miglioramento della qualità 5. Risparmio delle materie prime Slide 20

21 La misura di portata ad induzione elettromagnetica Misura volumetrica del lievito nel mosto durante la lievitazione Sensore elettromagnetico Igienico Promag H resistente a rapide variazioni di temperatura attacchi alimentari idoneo per CIP e SIP nessuna guarnizione numerose approvazioni igieniche Profibus PA, Fieldbus Foundation FF Slide 21

22 La misura di portata ad induzione elettromagnetica Allargare il gruppo delle variabili di processo misurabili in tecnica 2 fili (L, P, T, P, valvole). 4 fili consuma 10/15 W 2 fili consuma 50 mw Benefici per l utente: costi di installazione e di gestione più contenuti soprattutto in aree Ex Slide 22

23 La misura di portata ad induzione elettromagnetica Area pericolosa Area sicura Promag 23 P/H: II2G EEx ia IIC T3 - T6 sicurezza intrinseca" Apparecchiatura elettrica associata Uscita corrente/hart Alimentatore/Barriera di sicurezza 1(+) Ui = 30 V = 150 ma > > U0 I0 Pi = 810 mw > P0 25 nf < Ca < La Ii Ci = 2(-) Li = Uscita frequenza/impulsi/stato Barriera di sicurezza 3(+) Ui = 30 V = 250 ma Ii Pi = Ci = 4(-) Li = EEx ia IIC / IIB > > U0 I0 1W > P0 < Ca < La EEx ia IIC / IIB Possibilità di aprire il trasmettitore durante il funzionamento Slide 23

24 La misura di portata di acido cloridrico Slide 24

25 Il misuratore Dosimag: il magnetico per il riempimento Stampante Sistema di controllo Liquido PLC Dosimag Valvole Recipienti Slide 25

26 Il misuratore Dosimag: il magnetico per il riempimento Slide 26

27 Promag 800: lo strumento ideale per le acque Alimentazione a batterie (fino a 15 anni) Batteria di back-up Uscite: 2 Impulso + 1 Stato Ingresso: 1 Stato Materiale e dimensioni Display, funzionalità dall esterno 6 Totalizzatori Data Logger = salvataggio dati garantito Data transfer via GSM (Modem quadband interno) MI-001 & OIML R-49 Slide 27

28 Intelligent Smart Measuring Mode Portata istantanea Modo continuo Modo media Modo lunga Modo Smart Gestione frequenza rilevazione portata per ottimizzare la durata delle batterie! Slide 28

29 Promag 800: Software di configurazione Custodia trasmettitore compatta, Data Logger, Modem GSM/GPRS e batterie in un solo contenitore Slide 29

30 Benefici per gli utenti Misura diretta del volume (compensazione di massa possibile) Dimensioni contenute Nessuna parte in movimento = nessuna usura Nessuna perdita di carico = equivale ad un pezzo di tubazione Non sono necessari filtri Elevata accuratezza e ripetibilità di misura In accordo alla normative internazionali SIL 2; Atex, FM, CSA, JIS; PED; CE; OIML; PTB; NMi; Disponibile anche per applicazioni igieniche (3A; FDA; EHEDG) Slide 30