Sensor De Nivel

Sensor de nível

É um instrumento eletrônico capaz de fazer leituras de niveis do conteúdo, que pode ser sólido ou liquido, de um reservatório. Trata-se de uma das principais variáveis utilizadas em controle de processos contínuos.

Tipos e Aplicações

Avaliar o volume estocado de materiais em tanques de armazenamento. Realizar o balanço de materiais de processos contínuos onde existam volumes ,líquido ou sólidos de acumulação temporária, reações, misturas, etc..Manter a segurança e controle de alguns processos onde o nível do produto não pode ultrapassar determinados limites.

Método de medição de nível líquido

Existem três tipos de medição de nível:

Direto

Indireto

Descontínuo

Medição de nível direta

É a medição para qual tomamos como referência a posição do plano superior da substância medida.

Medição de nível indireta

É o tipo em que o nível é medido indiretamente em função de grandezas físicas como: pressão, empuxo, radiação e propriedades elétricas.

Medição de nível descontínua

É empregada para fornecer indicação apenas quando o nível atingir certos pontos desejados, como por exemplo, em sistemas de alarme e segurança de nível alto ou baixo.

Tipos de medidores de nível

Régua ou gabarito

É a régua graduada, de comprimento correspondente ao do reservatório a ser medido. A leitura se efetuará através do comprimento molhado na régua pelo líquido.

Visores de nível

O nível é observado por um visor de vidro especial, podendo haver uma escala graduada acompanhando o visor. São simples, baratos, precisos e de indicação indireta, usados em tanques abertos ou fechados.

Bóia ou flutuadora

Consiste numa boia presa a um cabo que tem sua extremidade ligada a um contrapeso. Usado em tanques abertos.

Medição de nível por pressão

A grandeza física usada para realizar a medição é a pressão.

Medição de nível por borbulhador.

Nesse sistema, podemos detectar o nível de líquidos viscosos, corrosivos, bem como de quaisquer líquidos à distância. Necessita-se de um suprimento de ar ou gás e uma pressão superior à máxima pressão hidrostática exercida pelo líquido.

Medição de nível por empuxo

A força exercida pelo líquido, no corpo nele submerso ou flutuante, chamamos de empuxo. Baseando-se no princípio de Arquimedes, usa-se um deslocador que sofre o empuxo do nível de um líquido, transmitindo para um indicador este movimento.

Medição de nível por capacitância

A capacitância é uma grandeza elétrica que existe entre 2 superfícies condutoras isoladas entre si. O medidor de nível capacitivo mede as capacidades do capacitor formado pelo eletrodo submergido no líquido em relação às paredes do tanque. A capacidade do conjunto depende do nível do líquido.

Medição por condutividade

Semelhante a ultra-som em líquidos que conduzem eletricidade, mergulha-se eletrodos metálicos em alturas diferentes. Quando há condução entre os eletrodos sabemos que o nível atingiu a altura do último eletrodo.

Medição de nível por ultra-som

O ultra-som consiste em uma onda sonora cuja frequência de oscilação é maior que aquela sensível pelo ouvido humano, ou seja, acima de 20khz.A geração ocorre quando uma força externa excita as moléculas de um meio elástico. Esta excitação é transferida de molécula à molécula, com uma velocidade que depende da elasticidade e inércia das mesmas. A propagação do ultra-som depende, portanto, do meio (sólido líquido e gasoso).Assim, a velocidade do som é a base para a medição através da técnica de eco, usada nos dispositivos ultrassônicos. As ondas de ultra-som são geradas e capitadas pela excitação elétrica de materiais piezoeléctricos. Estes são materiais que produzem uma frequência quando aplicada uma tensão elétrica sobre ele. Assim, eles podem ser usados como gerador de ondas sonoras, compondo, portanto, os transmissores. Inversamente, quando se aplica uma força em um material piezoeléctrico, ou seja, quando ele recebe um sinal de frequência, resulta o aparecimento de uma tensão elétrica no seu terminal. Nesta modalidade, o material piezoeléctrico é usado como receptor da onda sonora.

O princípio de funcionamento dos sensores ultra-sônicos está baseado na emissão de uma onda sonora de alta frequência, e na medição do tempo levado para a recepção do eco produzido ,quando esta onda se choca com um objeto capaz de refletir o som .Eles emitem pulsos ultra-sônicos ciclicamente. Quando um objeto reflete estes pulsos, o eco resultante é recebido e convertido em um sinal elétrico. A detecção do eco incidente, depende de sua intensidade e esta da distância entre o objeto e o sensor. Este funciona medindo o tempo de propagação do eco. Isto é, o intervalo de tempo medido entre o impulso sonoro emitido e o eco do mesmo. A construção do sensor faz com que o feixe ultrassônico seja emitido em forma de um cone.Esse tipo de medidor pode ser usado tanto na detecção contínua de nível como na descontínua.Com um princípio semelhante existe ainda o medidor do tipo radar que também mede a distância de um determinado objeto através da reflexão de ondas, porém este último trabalha com ondas eletromagnéticas ao invés de ondas mecânicas como as do ultra-som.

Limitações, para medição ultra-sônica

Limitações

Em tanques ou reservatórios que armazenam líquidos, ácidos ou corrosivos, resultantes de misturas químicas ou inflamáveis que formam camadas de espuma ou eliminam gases em grande volume, causando uma concentração alta desses elementos; o medidor ou transmissor de nível ultrassônico não atua com eficácia, pois não consegue fazer a leitura corretamente da distância em que o líquido se encontra. Isso acontece porque, ao emitir as ondas sonoras, o sensor mede a distância entre a superfície imediatamente abaixo da face de emissão de ondas do mesmo. Como as ondas consideram como barreira, quase todos os tipos de materiais, desde os mais leves até os mais densos, consegue perceber a presença de gases, poeira e espumas. A leitura indicada então será o nível da espuma e não do líquido, por isso, diz-se que a leitura é irreal ou falsa.