Desenvolvimento de um medidor eletrônico de vazão utilizando célula de carga

• Autor(a) principal: Camargo, Antonio Pires de
• Data de Publicação: 2010
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11143/tde-19022010-080513/
• topic: Agricultura; Agriculture; Electronic; Eletrônica; Hidrometria; hydrometric; Inovações tecnológicas.; technological innovations.

Novos equipamentos e tecnologias disponíveis no mercado vêm desempenhando papel crucial para o desenvolvimento e modernização do setor agrícola. A eletrônica e a automação têm-se mostrado cada vez mais importante e necessária neste processo de evolução, agilizando atividades, bem como reduzindo custos, principalmente aqueles associados à mão-de-obra demandada para execução de tarefas rotineiras. No contexto de irrigação verifica-se um objetivo comum referente à adoção de técnicas que propiciem a otimização da utilização de água pelas culturas, maximizando a eficiência dos processos de distribuição e aplicação de água e minimizando as perdas. Acerca disto, o conhecimento ou estimativa da vazão em um sistema de irrigação torna-se imprescindível ao se pensar em um plano de irrigação ou manejo de água eficiente. Existem diversos instrumentos e métodos de estimativa de vazão, cada qual com suas vantagens e limitações. Portanto, considerando um ideal de inovação tecnológica, foi proposto o desenvolvimento de um instrumento de medição de vazão utilizando dispositivos eletrônicos, de fácil utilização e baixo custo. Deste modo, este trabalho teve como objetivos: a) Desenvolver um medidor eletrônico de vazão utilizando célula de carga; b) Realizar testes hidráulicos e gerar uma equação matemática que represente a vazão instantânea em um conduto forçado, no qual o medidor estará instalado; e c) Determinar parâmetros de desempenho para o medidor desenvolvido. O experimento foi realizado no Laboratório de Hidráulica do Departamento de Engenharia Rural da ESALQ/ USP em Piracicaba SP. Desenvolveu-se um medidor de vazão que se enquadra na categoria de medidores do tipo força, no qual estão disponíveis opções de acesso a rotinas de medição, calibração e configurações. Na rotina de medição a leitura de vazão é atualizada aproximadamente a cada 7 segundos, sendo possível selecionar e alterar a unidade de exibição da vazão instantânea. O equipamento consta de uma rotina de calibração, na qual foi implementado o Método dos Mínimos Quadrados para definição de coeficientes de ajuste de uma equação de regressão ao conjunto de dados coletados nesta rotina. O procedimento de calibração do medidor foi desenvolvido com o objetivo de dispensar a necessidade de mão-de-obra especializada, bem como equipamento, computadores e métodos mais complexos e de difícil acesso. A tela de configurações permite observar e ajustar a equação de regressão utilizada, bem como ativar ou desativar a transmissão de dados via serial (RS-232) para computadores. O medidor proposto é capaz de operar na faixa de 7 a 28 m³.h-1 com erro máximo de ±1,4 m³.h-1 (±2,7%), sendo o coeficiente K de perda de carga localizada aproximadamente 0,55. Para as condições de estudo, a força de arraste máxima esperada sobre o conjunto anteparo-alavanca é próxima de 1,87 N, acarretando um esforço na célula de carga de até 3 N.