Detecção on-line de vazamentos em vasos de pressão utilizando sistemas sonicos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pavan, Andre Mauricio
Data de Publicação: 2005
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1603697
Resumo: Orientadores: Sandra Lucia Cruz, João Alexandre Ferreira da Rocha Pereira
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spelling Detecção on-line de vazamentos em vasos de pressão utilizando sistemas sonicosOn-line leak detection in pressure vessels using sonic systemsDetectores de vazamentoTransdutores ultrassônicosVasos de pressãoPressure vesselsLeak detectorsUltrasonic transducersOrientadores: Sandra Lucia Cruz, João Alexandre Ferreira da Rocha PereiraDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: Vasos de pressão são equipamentos muito importantes numa indústria, sendo responsáveis por armazenar gases, líquidos e outros fluidos a altas pressões. Um pequeno vazamento nesses vasos pode ser muito perigoso, gerando poluição, explosão e perda financeira para a indústria. Por isso, é imprescindível uma rápida e eficaz detecção da ocorrência de qualquer vazamento. Este trabalho descreve o desenvolvimento e teste de uma técnica de detecção de vazamentos de gás em vasos de pressão, baseada na análise da pressão no interior do vaso e doruído sonoro gerado pelo vazamento. Na montagem experimental utilizou-se um vaso de pressão com capacidade 34,5 litros, operando com ar. A pressão no interior do vaso variou de 1 a 7 kgf/cm2. Vazamentos de diversas magnitudes foram simulados através de um orifício, instalado lateralmente no vaso, cujo diâmetro variou de 0,1 a 4,0 mm. Vazamentos foram detectados quando o vaso de pressão operava em batelada e também quando havia alimentação contínua de ar para o vaso. Para a detecção de vazamentos foi utilizado um microfone e um programa, em linguagem C, que faz a aquisição on-line, através de uma placa ADA, dos sinais provenientes de um transdutor de pressão conectado ao vaso e do microfone instalado no interior do vaso. O circuito elétrico que compatibiliza o sinal proveniente do microfone com aquele compreendido pela placa ADA foi desenvolvido no laboratório e apresenta duas etapas. Na primeira o sinal alternado é amplificado e na segunda o sinal passa por filtros passa banda de 1kHz, 5kHz e 9kHz gerando três sinais contínuos em diferentes faixas de freqüência. Os resultados obtidos mostraram que é possível detectar vazamentos através da detecção e análise dos ruídos sonoros gerados por vazamentos em vasos de pressão, mesmo quando a variação na pressão interna do vaso não é significativa. A resposta em freqüência do sinal do vazamento variou com a magnitude do vazamento e com as diferentes condições de pressão no interior do vaso. O sistema desenvolvido mostrou que pode ser uma ferramenta confiável para a supervisão de vasos de pressãoAbstract: Pressure vessels are very important equipment in the industry, being responsible for storing gases, liquids and other fluids at high pressures. A small leakage on them can be very dangerous, generating pollution, explosion and also financials losses to the industry. For those reasons, it is essential to have a fast and efficient leakage detection system. This work describes a leak detection technique of gas based on the analysis of the pressure in the vessel and the noise generated by the leak. An experimental apparatus was set up using a 34.5 liters pressure vessel, fitted with a system to simulate sudden leakage through small orifices. Compressed air was used in the leakage experiments and the pressure in the vessel varied between 1 and 7 kgf/cm2. Leaks of various magnitudes were simulated through orifices with sizes varying between 0.1 and 4 mm in diameter. Leaks were detected when the vessel operated with a batch of air and also when the vessel was continuously fed with air. The leak detection system used a microphone and a software, written in C language, for data acquisition through an ADA converter of the signals generated by a pressure transducer installed in the vessel and by the microphone which was placed inside the vessel. An electric circuit was developed to process the noise captured by microphone and had two different stages:- on the first, the signal was only amplified and, on the second stage, the signal was filtered through three band pass filters, centered in 1kHz, 5kHz and 9kHz each one, generating three continuous signals in different frequencies. The experimental results show that it is possible to detect leaks based on the detection and analysis of sound noises generated by leak occurrence in pressure vessels even when yht pressure in the vessel does not change significantly. The analysis of the signal amplitude for different frequencies shows that the leakage noise signal changes with the leakage size and pressure in the vessel. The developed system shows to be a very reliable tool for safety supervision of pressure vesselsMestradoSistema de Processos Químicos e InformaticaMestre em Engenharia Química[s.n.]Cruz, Sandra Lúcia da, 1957-Pereira, João Alexandre Ferreira da Rocha, 1945-Tokarnia, Alice Maria Bastos HubingerSilva, Flávio Vasconcelos daUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia QuímicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASPavan, Andre Mauricio20052005-02-16T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf112f. : il.(Broch.)https://hdl.handle.net/20.500.12733/1603697PAVAN, Andre Mauricio. Detecção on-line de vazamentos em vasos de pressão utilizando sistemas sonicos. 2005. 112f. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1603697. 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