O novo Pulsed Excitation Method da Anton Paar descreve o fato de que o tubo em U é excitado por impulsos para oscilar. Quando uma amplitude constante é alcançada, a sequência de pulsos é interrompida. A oscilação do tubo em U é medida enquanto se desvanece livremente e não é afetada por quaisquer influências. Excitação e desvanecimento alternam periodicamente.

As vantagens são:

– O usuário obtém mais informações em comparação aos métodos convencionais.

– A correção da viscosidade é melhorada.

– O Pulsed Excitation Method oferece repetibilidade e reprodutibilidade aprimoradas.

Medição de densidade redefinida

Novos desenvolvimentos no campo da medição de densidade. A determinação da densidade de amostras líquidas, gasosas e pastosas é de grande importância em muitas indústrias. A Anton Paar tem dominado o desenvolvimento da determinação de densidade por décadas.

Antes de os medidores de densidade digital conquistarem o mercado, a densidade era determinada com hidrômetros e picnômetros – ou muito raramente usando um equilíbrio hidrostático, um meio de determinação de densidade que a maioria das empresas não podia pagar. Além do alto volume de amostra necessário, a medição da densidade era tediosa, exigia uma limpeza extensiva e havia um risco sempre presente de quebrar o material de vidro.

A célula de medição dos densímetros da Anton Paar, um tubo de vidro em forma de U, é eletronicamente excitada e a frequência das oscilações da célula é medida. As oscilações dependem da amostra líquida, gasosa ou pastosa preenchida e se correlacionam diretamente com a densidade da respectiva amostra. Assim, foi encontrado um método rápido, repetitivo e preciso que se obtém com volumes de amostra muito pequenos de apenas alguns mililitros. Hoje, esse modo de medição da densidade tornou-se indispensável no controle de qualidade em inúmeros campos de aplicação.

Desde a introdução da medição da densidade digital, a precisão alcançável pode ser aumentada para a quinta casa decimal. Funções como o FillingCheck, que é um registro metrológico de partículas interferentes e bolhas de gás na amostra, e vários outros desenvolvimentos úteis foram introduzidos para facilitar o manuseio diário dos instrumentos. A tecnologia permaneceu praticamente inalterada nos anos seguintes até que, finalmente, esse modo de medição de densidade não atendia mais aos requisitos contemporâneos. Ele atingiu seus limites. Chegou a hora de questionar essa tecnologia e repensá-la radicalmente, melhorá-la e renová-la de acordo com as exigências atuais do cliente. A verdadeira revolução da medição de densidade digital começou em 2015.

Excitação pulsada para melhores resultados

Um grupo dinâmico de desenvolvedores jovens e ambiciosos começou a repensar essa tecnologia do zero. A equipe reconheceu os pontos fracos da eletrônica de excitação que eram usados ​​para excitar o tubo em U e medir sua frequência de oscilação. A equipe acabou criando um método de medição completamente novo: o patenteado Pulsed Excitation Method (AT 514620 (B1)), que é empregado atualmente nos densímetros de laboratório DMA 501, DMA 1001 e na série DMA M.

Este marco no desenvolvimento de medidores de densidade representa uma melhoria fundamental de todo o princípio de medição. Durante décadas, a chamada oscilação forçada foi mantida durante uma medição, pois era o estado da arte na época.

Se a frequência medida e a frequência de ressonância do tubo em U fossem diferentes, a frequência de excitação era reajustada até que fosse idêntica à frequência de ressonância. Como consequência, o sistema nunca estava realmente em equilíbrio, mas sim em constante estado de alinhamento. Isto, por sua vez, representou um fator de influência que teve que ser compensado. Com o novo Pulsed Excitation Method, no entanto, o tubo em U é excitado para oscilar com uma série de impulsos até que uma amplitude constante seja alcançada. Então os impulsos são interrompidos e as propriedades de desvanecimento do tubo em U são monitoradas. Durante o período de desvanecimento, a amplitude é medida precisamente antes do próximo impulso de excitação ser iniciado. A excitação e o desaparecimento são repetidos periodicamente.

As características de oscilação do tubo em U estão sujeitas à influência da densidade, temperatura e viscosidade da amostra preenchida. Esse novo método permite que muito mais dados brutos sejam obtidos e, como consequência, leva a uma maneira ainda melhor de descrever as propriedades de oscilação. O tubo em U não é mais influenciado em sua frequência de ressonância, as oscilações de desvanecimento não são perturbadas. Essa é a única maneira correta de determinar a densidade com precisão e exatidão.

Algoritmos completamente novos foram desenvolvidos para converter os dados brutos em informações compreensíveis que podem ser interpretadas pelo operador. Esses algoritmos abrem novas possibilidades no campo da medição de densidade. Eles oferecem uma dupla melhor correção de viscosidade ao medir amostras altamente viscosas, porque a viscosidade de uma amostra adiciona um efeito extra de amortecimento às oscilações da célula de medição. Este fator de influência tem que ser corrigido. Este novo método é capaz de determinar a viscosidade dos líquidos newtonianos com uma precisão de 5%. A medição da viscosidade na faixa de 10 mPa.s a 3.000 mPa.s simultaneamente com a densidade permite um melhor reconhecimento e compensação da influência da viscosidade no resultado da densidade. É por isso que os medidores de densidade operando com o Pulsed Excitation Method fornecem resultados mais precisos. A correção da viscosidade é também, a partir de agora, aplicável para medidores de densidade com um tubo em U feito de metal, como é o caso com DMA 4200 M.

Resultados corretos exigem um preenchimento de amostra correto

A função FillingCheck, um meio de reconhecer inomogeneidades e bolhas de gás na célula de medição, também foi visivelmente melhorada e agora é capaz de reagir de forma ainda mais confiável graças ao Pulsed Excitation Method. Também o funcionamento correto e o estado imaculado da célula de medição de vidro podem ser monitorados continuamente devido a este novo método. Assim, além de sua construção e projeto robustos e confiáveis, os medidores de densidade Anton Paar apresentam uma repetibilidade única melhor que 1 * 10-6 g/cm³.

O medidor de densidade DMA 4200 M com sua célula de medição feita de metal é especialmente adequado para a indústria de petróleo. O DMA 4200 M foi desenvolvido para lidar com amostras como asfalto e ceras que devem ser liquefeitas por temperaturas elevadas antes de estarem em um estado agregado adequado para medição de densidade. O Pulsed Excitation Method possibilita, pela primeira vez, também utilizar a função FillingCheck para células de medição metálicas, que possuem condições operacionais em uma faixa de temperatura de até 200°C e pressões de até 500 bar.

O DMA 4200 M é ajustado na fábrica antes da entrega. Este ajuste chamado Temperfect é armazenado no instrumento junto com os coeficientes de temperatura. Desta forma, assim que a temperatura de medição desejada entre 0°C e 150°C tiver sido definida, o instrumento estará pronto para uso na temperatura selecionada.

É a oscilação que importa

Hoje, todos os novos medidores de densidade de bancada Anton Paar são equipados com o chamado oscilador Y. O design elimina as restrições de viscosidade em toda a faixa de medição, permite a detecção confiável de partículas e bolhas de gás e alcança uma precisão de até 0,000007 g/cm³.

Alguns outros medidores de densidade que estão disponíveis no mercado contêm tubos em U que oscilam na direção X. Com o passar do tempo, pode-se reconhecer que esses osciladores-X estão sujeitos a limitações técnicas. Estas limitações manifestam-se em precisão limitada no caso de amostras viscosas e em alta probabilidade de erro no caso de amostras não homogêneas ou se houver partículas e bolhas de gás na amostra. Por essa razão, os X-osciladores feitos de vidro só podem alcançar precisões de 0,001 g/cm³.

A fim de desenvolver um instrumento de medição que fosse preciso até a quarta casa decimal e acessível ao mesmo tempo, a equipe de engenharia da Anton Paar desenvolveu o oscilador Y para o medidor de densidade DMA 1001. Graças a este oscilador e sua opção por um ajuste de um ponto, o oscilador de referência tornou-se obsoleto. O período de oscilação medido da célula de medição preenchida com água é comparado com o resultado obtido do ajuste anterior e, com base nos dados obtidos, um possível desvio é compensado automaticamente. Isso significa que o instrumento é ajustado duas vezes mais rápido e leva apenas metade do tempo exigido por outros medidores de densidade para atingir o status operacional completo. Os densímetros DMA 501 e DMA 1001 até apontam condições ambientais insuficientes, como umidade e temperatura, para os operadores e fornecem recomendações sobre como atingir a expectativa de vida ideal do instrumento.

Finalmente, o medidor de densidade portátil DMA 35 deve ser mencionado. Este medidor de densidade também está disponível nas versões DMA 35 Ex e DMA 35 Ex Petrol, ambos intrinsecamente seguros e, portanto, adequados para uso em áreas perigosas – uma característica única no mercado. Além de sua robustez e alta precisão, o DMA 35 oferece o recurso patenteado de uma célula de medição de vidro trocável (AT 516421(B1)). Assim, uma célula de vidro quebrado não representa mais um enorme problema; a troca da célula de medição pode ser realizada pelo usuário diretamente no local. Além disso, o controle por gestos permite que as medições sejam iniciadas ou interrompidas por movimentos definidos do instrumento. Isso é especialmente útil, pois uma mão permanece livre e representa um aspecto de segurança adicional se as medições tiverem que ser realizadas em locais de difícil acesso.

A Tabela abaixo indica em que medida a configuração técnica dos medidores de densidade individuais da Anton Paar atende às necessidades de um grande número de aplicativos de clientes. A certificação ISO 17025 certifica que os medidores de densidade da Anton Paar não são produzidos apenas de acordo com os mais altos padrões de qualidade, eles também podem ser calibrados de maneira rastreável com materiais de referência certificados.

Dr. B. Klug-Santner, S. Hold, Anton Paar GmbH, 8054 Graz, Áustria

A Anton Paar publicou um grande número de documentos de aplicação sobre medição de densidade em seu site (Serviços e Suporte > Documentos).

Para mais informações, consulte aqui.

Tags:

Anton Paar, Pulsed Excitation Method

Compartilhe: