PROCADUFPB/UFBA/UFMA/UFPAIntroduo a Instrumentao Biomdica

TRANSDUTORES DE FLUXO

MEDIO DE FLUXO NDICE1- FLUXOTipos, Nmero de Reynolds, Densidade, Viscosidade 2- TRANSDUTORES DE FLUXOPresso Diferencial - Obstruo - Tubo Pitot rea Varivel - Rotmetro Velocidade - Turbina Deslocamento Positivo - Rotor

MEDIO DE FLUXO NDICEVrtices - VortexTenso Induzida - EletromagnticoTemperatura - Fio QuenteUltra-som - Efeito DopplerVelocmetro Laser - Efeito Doppler

TRANSDUTORES DE FLUXOSo sensores para medio de vazo. Q (m3/s) = V (m/s) . A (m2)

TRANSDUTORES DE FLUXODispositivos desenvolvidos para determinar a medio de fluxo utilizando outras variveis relacionadas fisicamente com a vazo, como: Velocidade de escoamento do fluido lquido (gua, sangue) ou gasoso (ar, oxignio). Diferena de presso Variao de energia

FLUXOLAMINAR quando o fluido se move atravs de condutos uniformes (tubos retos com pouco atrito interno) a velocidades muito baixas, o movimento das partculas individuais formado por linhas paralelas s paredes do conduto.

FLUXOSLAMINAR NO UNIFORME TURBULENTO

FLUXOTURBULENTO quando o aumento do fluxo faz o movimento das partculas tornar-se mais aleatrio e irregular, caracterizado por vrtices locais e um grande aumento na resistncia ao escoamento.

FLUXOREYNOLDS - Nmero adimensional que determina o regime de escoamento do fluido. NR = D Vm / densidade do fluidoD dimetro interno do tuboVm velocidade mdia de escoamento coeficiente de viscosidade

FLUXODENSIDADE o nmero de vezes que o fluido mais pesado que igual volume de gua.

Ex: O sangue mais viscoso e mais denso que a gua.

FLUXOVISCOSIDADE a resistncia do movimento fluido ao escoamento. As foras de atrito do prprio fluido impedem as diferentes camadas de escorregar entre si.

NOS LQUIDOS inversamente proporcional temperatura e diretamente proporcional presso. NOS GASES - diretamente proporcional temperatura e presso.

FLUXOVELOCIDADE MDIA a velocidade uniforme que produziria a mesma vazo em toda a seo reta do tubo.

Experimentalmente o escoamento : LAMINAR se NR < 2 000 TURBULENTO se NR > 3 000 INSTVEL se 2 000 < NR < 3 000

MEDIDORES DE PRESSO DIFERENCIAL

Utilizam sensores de presso para encontrar uma diferena de presso que determine a velocidade do fluido. - Medidores de Obstruo - Tubos de Pitot

MEDIDORES DE OBSTRUO um obstculo colocado na passagem do fluido, causando aumento de velocidade do fluido com uma conseqente reduo da presso.

EQUAO DE BERNOULLI - A soma da energia esttica (presso), energia cintica (velocidade) e energia potencial (elevao) se conserva para um fluido passando por uma obstruo.

EQUAO DE BERNOULLIp1/ + V12/2g + z1 = constante

p = presso = viscosidadeV = velocidadeg = acelerao da gravidadez = elevao

MEDIDORES DE OBSTRUOTUBO DE VENTURI

BOCAL DE FLUXO

PLACA DE ORIFCIO

MEDIDORES DE OBSTRUOT. VENTURI - pequena perda de presso (mais eficiente), alta exatido, resistncia abraso, comprimento maior (difcil instalao), alto custo

BOCAL DE FLUXO mdia perda de presso, alta exatido, custo mdio, resistncia abraso, comprimento menor

PLACA DE ORIFCIO grande perda da ordem de 30 a 40% da presso diferencial, menor exatido, mais abrasivo, comprimento menor (melhor instalao), baixo custo

MEDIDORES DE OBSTRUODIAFRAGMA - sensor de de fluxo de ar, projetado para ar filtrado a seco em ambientes mdicos e instrumentos analticos, combina caractersticas operacionais de confiabilidade e exatido.

Sensor Honeywell

MEDIDORES DE OBSTRUOAplicaes mdicas tpicas incluem respiradores, ventiladores, concentradores de oxignio, conservadores, monitores de apnia, nebulizadores, equipamento de CPAP (presso de ar positiva e contnua), autoclaves. Compatvel com grande variedade de gases anestsicos.

Fluxmetro SpiroMaster

MEDIDORES DE PRESSO DIFERENCIAL TUBO DE PITOT

MEDIDORES DE PRESSO DIFERENCIAL TUBO DE PITOT Precisa ser bem centralizado no conduto

MEDIDORES DE PRESSO DIFERENCIAL TUBO DE VENTURI

MEDIDORES DE PRESSO DIFERENCIAL TUBO DE VENTURI

TUBO DE VENTURI

TUBO DE VENTURI

MEDIDORES DE PRESSO DIFERENCIAL TUBO DE VENTURI

MEDIDOR DE REA VARIVELROTMETRO constitudo por um tubo transparente com escala onde um flutuador (bia) se move livremente.

O flutuador mais pesado do que o fluido que o desloca.

MEDIDOR DE REA VARIVELROTMETRO

O equilbrio atingido quando a diferena de presso e o empuxo compensam a fora gravitacional.

A posio do flutuador indica a taxa de fluxo.

MEDIDOR DE REA VARIVELROTMETRO

MEDIDOR DE REA VARIVELROTMETRO

MEDIDOR DE REA VARIVELROTMETRO

VANTAGENSEscala uniforme de fluxoAtravs da troca do flutuador possvel mudar a capacidade de fluxoBoa aceitao de fluidos corrosivosVerificao visual da condio do fluxo

MEDIDOR DE REA VARIVELROTMETRO

DESVANTAGENSS pode ser instalado na posio verticalEm caso de fluido opaco, o flutuador no se torna visvelNo podem ser usados em lquidos que carregam grandes percentuais de slidos em suspensoCusto alto para fluidos com altas temperaturas

MEDIDOR DE REA VARIVEL

Respirador Eletrnico Newport Breeze E-150

MEDIDOR DE TURBINA

O nmero de voltas das lminas da turbina por unidade de tempo proporcional ao fluxo.

MEDIDOR DE TURBINAUm m permanente encaixado no corpo do rotor, cada vez que uma lmina da turbina passa pelo plo do sensor, a reduo da relutncia altera a permeabilidade do circuito magntico produzindo um pulso de tenso no terminal de sada. A freqncia deste pulso proporcional velocidade de escoamento do fluido.

MEDIDOR DE TURBINA Erro de cerca de 0,5% Tamanhos disponveis de 1/8 a 8 polegadas (cerca de 3 mm a 20 cm). Boa resposta a transientes de fluxo, constantes de tempo da ordem de 2 a 12 ms

MEDIDOR DE TURBINA Exatido reduzida taxas baixas de fluxo.

MEDIDOR DE DESLOCAMENTO POSITIVO A passagem do fluido causa giros do rotor registrados em um contador de giros.

MEDIDOR DE DESLOCAMENTO POSITIVO

MEDIDOR DE DESLOCAMENTO POSITIVO

MEDIDOR DE VRTICESContm obstruo no-aerodinmica perpendicular direo do fluxo gerando vrtices ou reas bem localizadas de baixa presso e instabilidade.

MEDIDOR DE VRTICESA freqncia com que os vrtices so criados proporcional velocidade do fluxo.

MEDIDOR DE VRTICES

MEDIDOR DE VRTICES

MEDIDOR ELETROMAGNTICOBaseado na Lei de Induo de Faradaye = B l v

e tenso induzida (V)B densidade de fluxo magntico (Gauss)l comprimento do condutor (cm)v velocidade do condutor (cm/s)

MEDIDOR ELETROMAGNTICOCom passagem de um fluido ligeiramente condutivo atravs de um campo eletromagntico (B), gerada uma fora eletromotriz (e) medida por eletrodos posicionados nas paredes do tubo.

MEDIDOR ELETROMAGNTICO

MEDIDOR ELETROMAGNTICO

MEDIDOR ELETROMAGNTICOO conduto deve ser de vidro ou de algum material no condutor. Os eletrodos na superfcie interna do conduto fazem contato direto com o fluido. A tenso de sada muito baixa, e um campo magntico alternado usado para amplificar e eliminar problemas de polarizao. Um circuito especial necessrio para separar a sada relativa ao fluxo de outros sinais.

MEDIDOR ELETROMAGNTICO

MEDIDOR ELETROMAGNTICO

MEDIDOR TRMICO

MEDIDOR TRMICOANEMMETRO DE FIO QUENTEFio fino e curto esticado entre dois suportes

MEDIDOR TRMICOANEMMETRO DE FIO QUENTEMtodo da corrente constante - uma corrente eltrica constante passa atravs do fio sensor. A variao do fluxo implica na troca da temperatura no fio, modificando sua resistncia.Mtodo da temperatura constante - um servo sistema mantm a resistncia do fio constante e conseqentemente sua temperatura. Uma mudana no fluxo resulta na mudana na corrente eltrica.

MEDIDOR TRMICO

MEDIDOR TRMICOVARIAO DO FLUXO DO FLUIDOQuando o fluxo varia durante o tempo, a resposta do elemento fica atrasada devido capacidade do fio de armazenar calor.

No Mtodo da Corrente Constante a compensao deste atraso feita por uma rede passiva de indutores e resistores ou de capacitores e resistores, ou atravs do uso de um transformador.

MEDIDOR TRMICOVARIAO DO FLUXO DO FLUIDONo Mtodo de Temperatura Constante a compensao feita pelo prprio sistema bsico.

MEDIDOR TRMICOVARIAO DO FLUXO DO FLUIDOO elemento sensor est incorporado numa ponte de Wheatstone, cujo desbalanceamento empregado como medida de corrente para manter a temperatura do fio. O prprio sistema prov proteo contra a queima do fio. Aplicao na rea mdica: medidas de fluxo de sangue, ar.

MEDIDOR TRMICOAnemmetro de fio quente na PUC-MG com filamento de tungstnio de 4 mcrons de dimetro.

MEDIDOR ULTRASNICO Sistema baseado no tempo de propagao de ondas acsticas

MEDIDOR ULTRASNICOSistema Doppler de onda contnua

MEDIDOR ULTRASNICOSistema Doppler pulstil

MEDIDOR LASEREfeito Doppler causado em um feixe Laser ao ser refletido por partculas em movimento

MEDIDOR LASER

Os dois feixes do laser, em sua interferncia no ponto de medida, geram as franjas de Fresnell que distam entre si de "e". Medindo o tempo "T" que uma partcula de fluido percorre essa distncia e, encontra-se a velocidade "v" do fluxo.v = e / T = e . fOnde f a freqncia da onda luminosa a ser captada e medida pelo receptor.

MEDIDOR LASER

TABELA COMPARATIVA

TABELA COMPARATIVA

BIBLIOGRAFIAMechanical Measurements T.G.Beckwith, N.L.Buck. Addison-Wesley Publishing Cowww.if.ufrj.br/teaching/fis2/hidrodinamicawww.lubrivila.com.br/duvitext.htmwww.ufsm.br/gef/VisLiq.htmwww4.prossiga.br/lopes/prodcien/fisicanaescola

BIBLIOGRAFIAwww.emc.ufsc.br/labtermo/Vperda1.jpgwww.senaiformadores.com.br/Cursos/01www.foxboro.comwww.koboldusa.comwww.ce.utexas.edu/prof/KINNAS/319LABhttp://www.honeywell.com/.