Em processos industriais onde a medição precisa do fluxo de líquidos impacta diretamente a eficiência, segurança e controle de custos, os medidores de vazão tradicionais muitas vezes ficam aquém. Interferência de vibração, entupimento por meios viscosos e a necessidade de paradas dispendiosas para manutenção têm atormentado as operações em setores como petroquímica, tratamento de água e manufatura. Apresentamos os Medidores de Vazão Ultrassônicos Yokogawa—uma solução inovadora exemplificada pelo Ultra YEWFLO-UYF200. Construídos com base nas décadas de experiência da Yokogawa em medição de vazão (desde a pioneira dos medidores de vazão vortex na década de 1970), esses dispositivos baseados em ultrassom redefinem a confiabilidade, precisão e facilidade de uso para aplicações com líquidos. Este artigo responde à pergunta crucial: Por que os Medidores de Vazão Ultrassônicos Yokogawa são a principal escolha para as equipes industriais modernas? Exploraremos sua tecnologia inovadora, principais recursos, vantagens técnicas e impacto no mundo real em todos os setores.

A Evolução dos Medidores de Vazão Ultrassônicos Yokogawa: Solucionando os Pontos Problemáticos Tradicionais  
A Yokogawa tem sido líder em medição de vazão por mais de 50 anos, lançando seu primeiro medidor de vazão vortex industrial (o YEWFLO) em 1979. Em 2024, a empresa havia enviado mais de 140.000 unidades YEWFLO globalmente, solidificando sua reputação de design durável e de baixa manutenção. No entanto, os modelos YEWFLO convencionais—que dependem da detecção vortex baseada em estresse—enfrentaram limitações significativas para a medição de líquidos:  
- Suscetibilidade à Vibração: Vibrações na tubulação (comuns em refinarias ou usinas de energia) distorciam as leituras, levando a dados de vazão imprecisos.  
- Riscos de Entupimento: Líquidos viscosos ou resíduos (por exemplo, lama, ferrugem) aderiam aos sensores integrados, reduzindo a sensibilidade ao longo do tempo.  
- Paradas Dispendiosas: Os sensores eram construídos em geradores de vórtice, o que significava que substituí-los exigia interromper o fluxo de fluido—interrompendo as operações e aumentando o tempo de inatividade.  

Para resolver essas lacunas, a Yokogawa desenvolveu o **Ultra YEWFLO-UYF200**—o carro-chefe de sua linha de Medidores de Vazão Ultrassônicos Yokogawa. Este dispositivo troca a detecção baseada em estresse pela tecnologia ultrassônica, eliminando as falhas tradicionais, ao mesmo tempo em que aumenta a precisão e a flexibilidade.

Hoje, os Medidores de Vazão Ultrassônicos Yokogawa são fabricados em quatro instalações globais, garantindo qualidade consistente e entrega rápida para indústrias em todo o mundo.

 Como Funcionam os Medidores de Vazão Ultrassônicos Yokogawa: Ciência Apoiada pela Precisão  
Os Medidores de Vazão Ultrassônicos Yokogawa operam com base em dois princípios principais—Geração de Vórtice de Karman (para correlação da taxa de fluxo) e demodulação de fase ultrassônica (para detecção confiável de vórtice)—trabalhando em conjunto para fornecer medições precisas e sem interferência.  

1. Geração de Vórtice de Karman: A Base do Cálculo da Taxa de Fluxo  
Quando o líquido flui por um “gerador de vórtice” fixo (um obstáculo com formato especial dentro do tubo do medidor), vórtices alternados se formam a jusante. A frequência desses vórtices ((f)) é diretamente proporcional à taxa de fluxo do líquido ((Q)), descrita pela equação:  
[ f = K cdot Q ]  
Aqui, (K) (o “Fator K”) é um valor quase constante em uma ampla faixa de números de Reynolds (uma medida da turbulência do fluido)—uma vantagem fundamental dos medidores de vazão baseados em vórtice. Para o Ultra YEWFLO-UYF200, a Yokogawa otimizou a geometria do gerador para manter uma estabilidade do fator K de ±0,5% em números de Reynolds de 10.000 a 300.000 (ao medir água em tubos de 50 mm). Isso garante precisão mesmo quando as taxas de fluxo ou a viscosidade do líquido mudam—crítico para processos em lote ou sistemas de demanda variável.  

2. Demodulação de Fase Ultrassônica: A Inovação que Elimina a Interferência  
Ao contrário dos medidores de vórtice convencionais, os Medidores de Vazão Ultrassônicos Yokogawa usam ondas ultrassônicas (não sensores de estresse) para detectar vórtices—eliminando problemas de vibração e entupimento. Veja como funciona:  
- Transmissão Ultrassônica: Elementos piezoelétricos (alojados em suportes de aço inoxidável) transmitem ondas ultrassônicas de 1,2 MHz através da parede do tubo do medidor. Um receptor no lado oposto detecta as ondas.  
- Deslocamentos de Fase Induzidos por Vórtice: Vórtices alternados alteram a direção da propagação da onda ultrassônica, alterando o tempo de viagem das ondas. Isso cria um deslocamento de fase sincronizado com a frequência do vórtice. A amplitude do deslocamento de fase ((phi)) é calculada usando:  
  [ phi = frac{2pi f_c D m nu}{C^2} cdot sinomega t ]  
  Onde:  
  - (f_c) = Frequência da onda ultrassônica  
  - (D) = Diâmetro interno do tubo  
  - (m) = Coeficiente de modulação (fixado pelo projeto do gerador/sensor)  
  - (nu) = Velocidade do fluido  
  - (C) = Velocidade ultrassônica em fluido estacionário  
  - (omega) = Frequência angular dos vórtices  
- Processamento de Sinal: O conversor do medidor demodula o sinal deslocado em fase, filtrando o ruído e convertendo-o em uma leitura clara da frequência do vórtice. Essa frequência é então usada para calcular a taxa de fluxo por meio da equação do fator K.  

Essa abordagem ultrassônica oferece dois benefícios revolucionários:  
- Imunidade à Vibração: As vibrações do tubo não afetam a transmissão da onda ultrassônica, garantindo leituras estáveis em ambientes com alta vibração (por exemplo, perto de bombas ou compressores).  

- Sensibilidade a Baixo Fluxo: A intensidade do sinal é proporcional à velocidade do fluido (vs. velocidade ao quadrado em medidores baseados em estresse), permitindo a medição precisa de baixas taxas de fluxo—ideal para aplicações como dosagem química ou detecção de vazamentos.

 Principais Recursos dos Medidores de Vazão Ultrassônicos Yokogawa: Construídos para Confiabilidade e Facilidade  
Os Medidores de Vazão Ultrassônicos Yokogawa (como o Ultra YEWFLO-UYF200) são projetados com as necessidades industriais em mente, apresentando designs modulares, materiais duráveis e funcionalidade inteligente que reduzem a manutenção e aumentam o tempo de atividade.  

1. Construção Robusta para Ambientes Severos  
- Gerador de Vórtice Integrado: O tubo do medidor (disponível em tipos wafer ou flange) é feito por fundição de investimento, que funde o gerador de vórtice em uma única peça. Isso minimiza o vazamento e a atenuação da onda ultrassônica, melhorando a relação sinal-ruído (S/N) para leituras mais claras.  
- Design de Sensor à Prova de Vazamentos: Os sensores são montados fora do tubo, com uma seção soldada por plugue que impede o contato com o líquido. A soldagem a laser YAG garante que os suportes dos sensores sejam à prova de chamas e resistentes à corrosão—perfeito para aplicações petroquímicas ou de águas residuais.  
- Correspondência Acústica: A seção do plugue do tubo e os suportes dos sensores são projetados para serem um múltiplo inteiro de ½ do comprimento de onda ultrassônico ((lambda)), maximizando a eficiência da transmissão da onda. Óleo de silicone resistente ao calor une os sensores ao tubo, aprimorando ainda mais o desempenho acústico.  

 2. Substituição do Sensor On-Line: Chega de Paradas  
Um recurso de destaque dos Medidores de Vazão Ultrassônicos Yokogawa é sua capacidade de substituir os sensores **sem interromper o fluxo de fluido**. Ao contrário dos medidores convencionais (onde os sensores fazem parte do gerador), os sensores da Yokogawa são externos e modulares. Os técnicos podem trocá-los em minutos—reduzindo o tempo de inatividade não planejado em até 90% e eliminando perdas de receita de processos interrompidos.  

3. Conversores Inteligentes e Miniaturizados  
- Design Compacto: Usando circuitos integrados específicos para aplicações (ASICs), a Yokogawa reduziu o conversor para corresponder ao tamanho de seus populares transmissores da série EJA—reduzindo o peso para ~60% dos conversores YEWFLO convencionais. Isso economiza espaço em painéis de controle e simplifica a instalação.  
- Ajuste Automático de Parâmetros: A CPU do conversor otimiza automaticamente as configurações do filtro, ganho e portas de detecção com base no tamanho do tubo e na velocidade ultrassônica. Isso significa que um modelo de conversor funciona para todos os tipos de líquidos e diâmetros de tubos (de pequenas linhas de 15 mm a grandes tubos de 300 mm)—simplificando o inventário e reduzindo custos.  
- Conectividade Digital: Pela primeira vez na linha de medidores de vórtice da Yokogawa, o conversor suporta comunicação on-line (por exemplo, HART, Modbus) e saídas analógicas (4–20 mA) e de pulso simultâneas. Isso permite o compartilhamento de dados em tempo real com sistemas de controle (por exemplo, DCS) e plataformas de análise baseadas em nuvem—chave para as iniciativas da Indústria 4.0.