MEDIO DE NVEL

MEDIO DE NVELAdelmo MacedoFelipe BentoHelder MonteIntroduoMedir a varivel nvel quantificar referenciais por meio de monitoramento contnuo ou discreto, com o objetivo de avaliar e controlar volumes em recipientes de armazenamento.Contnuo: fornecem uma sada proporcional ao nvel que se deseja medir;Discretos: quando se tem no mximo uma indicao de uma faixa de armazenamento;Medida direta: sempre que o mecanismo de leitura tem contado direto com a substncia a ser medida;Medida indireta: sempre que a leitura feita por meio de grandezas fsicas;ClassificaoTecnologia aplicada em medida diretaLquidosSlidosMedio por visores de nvelXXMedio por boias e flutuantesXMedio por contatos de eletrodosXMedio por sensor por contatoXMedio por unidade de gradeXClassificaoTecnologia empregada na medio indiretaLquidoSlidoMedio por capacitnciaxxMedio por empuxoxMedio por presso hidrostticaMedio por clula d/p CELLMedio por caixa de diafragmaMedio por tubo em UMedio por borbulhamentoxMedio por radioatividadexxMedio por ultra-somxxMedio por vibraoxxMedio por pesagemxMedida Direta toda tomada de medida cujo mecanismo ou elemento de medio tem contato direto com a substancia a ser medida, podendo ser monitoramento contnuo ou discreto.Tipos de medida direta:Medio por visores de nvelMedio por boiasMedio por contato de eletrodosMedio por sensor de contatoMedio por unidade de grade

Medio por visores de nvelSo elementos de formatos diferenciados para cada aplicao;Pode ser montado diretamente na parede do reservatrio ou em um tubo externo. Podendo ter ou no uma escala de medio;

Medio por BoiasSistema baseia-se na mudana de altura de um flutuador colocado na superfcie do lquido;Envia informaes contnuas (altura efetiva) ou informaes discretas (controlando os limites mximos e mnimos meios mecnicos ou eltricos);S podem ser usadas em tanques abertos;Alternativa de baixo custo.Medio por Bias

Sistema mecnico de controle de nveis mximo e mnimo

Primeira condio o circuito est aberto e na segunda esta aberto e o motor-bomba funciona

Medio por contato de eletrodosAplicado a medio de nvel de fluidos condutivos, no corrosivos e livres de partculas em suspenso;

Pode ser usado para medies contnuas ou discretas;

Para medies contnuas a sonda de medio formada por dois eletrodos cilndricos, ou apenas um quando a parede do reservatrio for metlica (~10V).

Medio por contato de eletrodosprimeiro com par de eletrodo e o segundo com um eletrodo

Medio por contato de eletrodosEm medies discretas ou pontuais, o sistema funciona como chave de nvel ou deteco de pontos de interesse.

Medio por sensor de contatoO sistema de barreira de ar aplicado basicamente para o controle de nvel mnimo e mximo;Circuito eletropneumtico;O detector pneumtico de nvel muito vantajoso quando os lquidos so muitos espumosos;Detalhe do sensor pneumtico:

Medio por unidade de grade um mecanismo de medio de momento de toro;

Mecanismo pode ser utilizado somente em medio de nvel de slidos;

Pode operar em temperaturas at 960 C e presso de 130 atm.Unidade com grade para medio por grade de nvel de slido

Medio por CapacitnciaPossui larga aplicao (lquidos e slidos);Princpio de funcionamento baseado no funcionamento de um capacitor cilndrico;

Medio por CapacitnciaMEDIO POR EMPUXOO sistema de medio por flutuadores segue o Princpio de Archimedes:

medida que: nvel do lquido, peso aparente de flutuador (fazendo atuar mecanismo de indicao);Densidade do lquido deve ser conhecida e constante;

Todo corpo mergulhado em um fluido sofre a ao de uma fora vertical dirigida de baixo para cimaMEDIO POR EMPUXOComumente se usa para medio de nivel com flutuador um deslocador que sofre empuxo do nvel de um lquido, transmitindo para um indicador esse movimento por meio de um tubo de toque; 20MEDIO POR EMPUXOSe usa p/ medio de nvel de flutuao um deslocador que sofre o empuxo do nvel do lquido

Transmite o movimento p/ o indicador por meio de tubo de torque

Conhecido o dimetro do flutuador, e o peso especfico do fluido, basta ler a fora de empuxo, aplicar na equao e obter o h (nvel do fluido)

Respectivamente:deslocador displacer e displacer instrumentado com strains gaugeMEDIO POR EMPUXOO mecanismo pode ser orientado com strain gauges colocado sobre o eixo de toro fixo ou uma simples haste de flexo;

Essa concepo permite alta preciso na medida;

Pois o sinal eltrico enviado pelo strain gauge devido microdeformao causada pela fora de empuxo, pode ser convertido eletronicamente j em distancia linear equivalente (nvel h) .MEDIO POR PRESSO HIDROSTTICAMEDIO POR CLULA d/p CELL

Presso hidrosttica exercida por um fluido lquido em equilbrio esttico, que se distribui de forma uniforme em todas as direes de contato com o recipiente que o contm;

Sendo de valor diretamente proporcional profundidade da tomada de medida.

MEDIO POR PRESSO HIDROSTTICAO instrumento detector uma clula do tipo d/p CELL que mede a presso exercida por um lquido, utilizando um transmissor de clulas de presso diferencial;

Esse ir transmitir um sinal pneumtico, ou um sinal eletrnico a um indicador distante;

A Presso Hidrosttica exerce uma fora contra um diafragma de ao da cmara de presso (H), sendo este equilibrado contra a presso atmosfrica da cmara de presso inferior (L)PH= PRESSAO HIDROSTATICA25MEDIO POR PRESSO HIDROSTTICAQualquer desequilbrio detectado pelo transmissor que contm um amplificador que enviar um sinal em proporo direta ao nvel no tanque;

Quando o recipiente ou tanque totalmente selado, o nvel do fluido pode ser obtido por intermdio da presso diferencial entre as partes superior e inferior do tanque.

Medio de presso hidrosttica-o instrumento uma clula d/p CELLMEDIO POR PRESSO HIDROSTTICAMEDIO POR CAIXA DE DIAFRAGMA:

uma variante da medio por presso hidrosttica;

Custo bastante reduzido;

Pois o sistema composto por uma simples caixa de diafragma imersa at o fundo do tanque, tendo em sua extremidade um capilar que se estende at a parte externa do tanque, sendo conectado a um manmetro de presso;

Utilizao restrita a tanques no pressurizados e o diagrama pode ser do tipo fechado ou aberto, podendo ainda estar localizado fora do tanque; MEDIO POR PRESSO HIDROSTTICANa caixa de diafragma fechada a presso hidrosttica do lquido deforma a membrana flexvel de neopreme para dentro da caixa comprimindo o fluido em seu interior que pode ser o prprio ar ou glicerina;

A presso indicada no manmetro ser proporcional profundidade em que a caixa se encontra;

Na caixa de diafragma aberta o processo o mesmo;

A diferena que o lquido do tanque entra no diafragma comprimindo o ar em seu interior que ir movimentar o manmetro, acusando a presso da coluna de lquido dentro da caixa

Caixa de diafragma fechado e aberto respectivamenteMEDIO POR PRESSO HIDROSTTICAMEDIO POR TUBO U:

Mais uma das variantes, talvez a mais barata;

O sistema consiste em: Simples tubo contendo mercrioInstalado no fundo de um reservatrio no pressurizado ou abertoMesmo tipo de lquido= mesmo peso especficoPode ser instalada uma escala apropriada (leitura do nvel do lquido diretamente no tubo)

Medida de nvel com manmetro em UMEDIO POR PRESSO HIDROSTTICAMEDIO POR NVEL DE BORBULHAMENTO:

Outra variante da medio por presso hidrosttica; importante que o peso especfico do lquido permanea sempre constante; alimentado com suprimento de ar ou gs (c/ presso 20% maior que a mxima presso hidrosttica exercida pelo lquido);O suprimento continuamente introduzido na parte superior de um tubo mergulhado e sai em borbulhas na extremidade inferior;A vazo ajustada por uma vlvula de agulha (at formao de bolhas em pequena quantidade); instalado um manmetro no outro brao da tubulao;

Medio de nvel por borbulhamentoMEDIO DE NVEL POR RADIAO caro, no muito difundido, utilizado em situao que for completamente impossvel a aplicao de algum outro sistema de menor risco;

O espectro radioativo utilizado de raios gama (grande poder de penetrao);

O princpio de funcionamento do sensor radioativo reside na absoro de um feixe radioativo pelo produto do qual se quer medir uma determinada caracterstica (o nvel);

A fonte colocada no exterior do reservatrio (emisses atravessam o reservatrio, so recebidas por clulas de deteco);

Reservatrios equipados com controladores de nvel por radiaoMEDIO DE NVEL POR RADIAO A utilizao destinada para medio de nvel em:

Tanques agitados;Autoclaves;Reatores de altas e baixas presses;Vaporizadores com vcuo;Tanques com produtos quentes;Canos;Tanques de abastecimento;Reatores de leito fluidizadoMEDIO DE NVEL POR RADIAO VANTAGENSDESVANTAGENSMedio independente da temperatura, presso, propriedades fsicas e qumicasS pode ser usado em ltimo recurso, quando for impossvel aplicar outro mtodo de medio Medio de nvel contnuaAparelho extremamente caroUso de fonte de radiao em forma laminar

Adotveis para todas as fontes de recipientesElevada segurana operacional e exatidoFcil de calibrar e instalarMedies em condies adversasServe para slidos e lquidosMEDIO DE NVEL POR ULTRA-SOM uma onda sonora de altssima frequncia que no pode ser percebida pelo ouvido humano;

Sua velocidade uma funo do mdulo volumtrico de elasticidade e da densidade do meio no qual se propaga;

Sua aplicao se dar pela medio do tempo em que ela emitida e recebida (emitida por uma fonte de ultra-som, se propaga, at refletir devido coliso com o meio de densidade diferente do qual est se propagando; Esquema medio de nvel por ultrassom

Medio de nvel por microondasForma anloga a medio por ultra-somFeito por meio de emissor-receptor de pulsos eletromagnticosA fonte emissora de forma cnica emite as microondas que aps colidirem com um meio de diferente densidade so refletidos e o sinal recebido pelo receptor

L-ALTURA DA FONTE EMISSORAh-ALTURA DO LQUIDO OU SLIDO41Equaes da medio de nvel por microondasMedio por nvel de vibraoUtiliza-se de dois osciladores piezeltricos fixados dentro de um tubo, gerando vibraes no tudo sua frequncia de ressonncia;A frequncia ressoante do tubo varia de acordo com a profundidade de imerso na substncia;Um PLL utilizado para acompanhar as vibraes e ajustar a frequncia aplicada ao tubo pelos osciladores piezeltricos;O valor do nvel (h) medido em funo da frequncia de sada do oscilador quando o tubo esta em ressonncia;

NODO LOCAL DA ONDA ONDE O DESLOCAMENTO ZEROOSCILADORES PIEZELTRICOS CONVERTEM A AO MECNICA , COMO NO CASO A PRESSO SONORA ORIGINADA PELA VIBRO, EM SINAIS ELTRICOS PROPORCIONAIS , BEM COMO SINAIS ELETRICOS EM VIBRAES PROPORCIONAIS. POR ISSO SO UTILIZADOS COMO FONTE DE EMISSO E RECEPO DO SISTEMA.43Equaes medio por nvel de vibraoMedio por pesagemVerificao do nvel da substancia pelo seu pesoO tanque de armazenamento instalado em cima de uma clula de carga convencionalmente instaladaCom tanque montado sobre a plataforma de pesagem ajustado aos valores que se pretende como nvel mnimo e mximo.

Referncia bibliogrficaFIALHO, Arivelto Bustamante.Instrumentao industrial:conceitos, aplicaes e anlises.4. ed., rev. e atual. So Paulo: rica, 2006.

SIGHIERI, Luciano; NISHINARI, Akiyoshi.Controle automtico de processos industriais:instrumentao.2. ed. So Paulo: Edgard Blcher, 1973.FIMOBRIGADO!