Medidores de Nível

Objetivo

Balanço de matérias primas ou produtos finais Controle de processos contínuos, etc.

Instalação

Tanques abertos Vasos de pressão.

SELEÇÃO DE INSTRUMENTOS DE NÍVEL

E – Excelente,(sem restrição)

B- Bom (com restrição)

R- Regular (poucas aplicações)

1- Liquidos limpos

2- Líquidos com espuma

3- Interface

4 -Polpas

5 – Sólidos

Medidores de nível por medida direta

Visores transparentes

• Visualização da interface líquido / gás ou líquido / líquido• Leitura do nível com escala calibrada

• Coluna aberta - vaso comunicante (extremidade livre)Tipos

Tubos de seção circular - tubularVidros planos -

Temperatura e pressão máxima recomendável Respectivamente 100°C e 30 lb

Líquidos tóxicos , inflamáveis, corrosivos,

LimitaçõesVasos com pressão e/ou temperatura elevada

Visores de Nível e Medidores de Bóias

Opções de vidros planos Vidros transparentes lisos

Vidros reflex,

Baseiam na diferença do índice de refração entre o líquido e o vaporA região preenchida com líquido aparece escura. A luz é absorvida pelo fluido, não ocorrendo reflexão total da luz, o que não se observa onde há fase gasosa.

Comprimento máximo recomendável 0,75m – tubulares0,35 m - Planos

Acessórios

Válvulas de isolamento, válvulas de bloqueio, válvula de dreno, válvula de respiro, capela

Obs. Muitos sensores de nível alto e baixo (chave de nível) são baseados em bóias flutuantes.

Emprego de Flutuadores – Medidores de bóia

Sustentação - correlação do movimento da bóiaFlutuador /haste – indicação circular ou Flutuador /cabo - indicação linear

Roldana com cabo passante em equilíbrio com contra peso - deslocamento vertical - indicação linear Engrenagem / Fita dentada enrolada – tanque fechado - indicador circular Sistema mecânico com ponteiro indicador ou roldana tensionada com mola

Medidores de nível por empuxo

Sistema Indicado para fluido com elevada pressão de vapor ou inflamável

Ainda, cursor e/ou bóia magnéticos orientados por guia

1- Medidores de bóia - Densidade menor que o fluido

Bóia magnética

2- “ Displacer “ (deslocador) – Densidade maior que o fluidoParcialmente submerso e sustentado por mola ou elemento de torçãoVariação progressiva do empuxo

Instalação:Diretamente no tanque ou Em câmara a ele ligada lateralmente (vaso comunicante)

Elemento de sustentação e / ou conversão Mola balanceadora Tubo de troque ≈ mola torsional

Faixa operacional

Mola balanceadora até 400kgf/cm2, temperatura -150 a 300 °CTubo de troque 160 kgf/cm2, temperatura -200 a 400 °C

Faz uso do valor da pressão da coluna líquida, correlacionando a pressão manométrica tomada na base do tanque

Dispositivos baseados na pressão hidrostática

Emprega um medidor de pressão diferencial p ex. diafragma que tem uma das faces em contato com o fluido da base do tanque e a outra se comunica com uma coluna líquida de altura constante ao nível mais alto do tanque. (ref. tanque cheio ).

Dispositivos baseados na pressão diferencial

Líquidos, gases e vapores inflamáveis. Produtos quimicos com sólidos em suspensão

.Duto de pequeno diâmetro inserido ao fundo do tanque, através do qual passa uma reduzida vazão constante de gás inerte, a pressão da linha está sob constante monitoramento da pressão. Quando a coluna líquida aumenta, ocorre restrição à passagem do gás que em conseqüência manifesta aumento de pressão, correspondente a pressão da coluna líquida

Medidor de borbulhamentoIndicado para fluidos viscosos, corrosivos ou em elevada temperatura

Obs. Se o fluido tem elevada constante dielétrica emprega-se um eletrodo metálico (com ou sem blindagem)* diretamente imerso no líquido. Por outro lado se a constante for reduzida ( ou o fluido é condutor) utiliza-se o revestimento do eletrodo, fazendo-se uso da constante dielétrica destes.

Interferentes: temperatura, bolhas, aderência (fluidos viscosos condutivos), contaminação com água, fluidos higroscópicos condutivos, etc.

Medidores baseados em propriedades elétricas

Capacitivo – Consta de um eletrodo isolado, paralelo a parede do tanque ou no centro do tanque ao qual é aplicada uma diferença de potencial. A variação na altura do líquido altera a área entre o eletrodo e o tanque levando a uma variação na capacitância do conjunto eletrodo / tanque

Revestimentos dos eletrodos (sondas): cerâmica, teflon,etc

Alimentação do sistema : CA - oscilador de 0,5 a 1,5 MHz

Baseia-se na emissão de um impulso ultra-sônico na interface superior do reservatório e na recepção do sinal refletido. O tempo de retorno está correlacionado à distância entre o nível do líquido e o emissor/sensor

Medição de nível através de ondas eletromagnéticas

Aplicado a produtos líquidos e sólidos, corrosivos, viscosos, cristalizáveis, explosivos, alta pressão, etc.

Medidores por ultrasomFrequência - acima de 20 kHz Emissor /receptor piezoelétrico

Medidores por ondas de radio – excelente precisão até 0,01%

TDR – Reflectometria de Domínio no Tempo – Radar guiado ou com onda guiada, usa cabo ou hastes, não antena.

Por antena (10cm a 50 cm ), ou

Faz uso do efeito de atenuação de uma radiação, quando esta atravessa um meio físico. Emprega uma fonte radioativa ( radiação gama ) disposta do lado oposto do vaso, em relação a detector de radiação por exemplo tipo Geiger-Müller

Uso de fonte radioativa

Aplicações : Fluidos corrosivos Elevada temperatura

São dispositivos baseados em elementos sensíveis a pressão, sobre os quais o tanque é assentado. Podem conter um fluido no interior de ( foles metálicos ou pistão ). Nestes, sensores, a maior ou menor pressão gerada pela massa contida no tanque emitirá um sinal proporcional, que é convertido em massa ou volume.

Emprego de célula de cargaTipo pesagem

Este sistema contém uma bóia sustentada por um cabo, mantido tracionado. Quando o nível sobe, o sensor acusa redução na tração. Com a perda da tensão mecânica um motor é imediatamente acionado suspendendo a bóia, até restabelecer nova tração ( mínima de equilíbrio ), neste ponto o motor estaciona e registra a altura da bóia. Na situação inversa, isto é , quando o nível baixa, o cabo é tracionado, daí o sensor inverte a rotação até reduzir a tração no cabo, o que ocorre quando a bóia flutua novamente sobre o líquido.

Medidores com servocontroles-Eletromecânicos

Uso de bóia com sensor de tração

Medidores para nível de sólido

Palhetas rotativas

Palheta vibratória

Sonda Diapasão - frequência 80Hz

Membrana sensível

TIPO: BÓIA MAGNÉTICAViscosidade: até 150 cPPressão máxima: 10,0 Kgf/cm2

Temperatura máxima: até 80 °CGravidade específica: 0,9 a 1,6Número de pontos: 1 a 4Sinal de saída: SPST - 10 WConexão: rosca ou flangeAplicação: água, ácidos, combustíveis, soda, vinagre, solventes, óleos vegetais, etc.

O principio de funcionamento da chave de nível tipo condutivo modelo CLS é baseado na utilização da condutividade do líquido que se esta

controlando, para fechar a malha de corrente elétrica do circuito eletrônico de alta sensibilidade que controla o relê de saída.

O circuito eletrônico concentra-se num circuito integrado híbrido que regula os níveis de saída de corrente e tensão na ordem de 0,2 mA e 2 V e

freqüência de 600 HzO sensor é formado basicamente por um porta-sensor que pode

condicionar a unidade eletrônica, ou simplesmente funcionar como uma caixa de passagem, uma conexão que fixa o sensor no tanque e os

eletrodos que entram em contato com liquido controlado.

Referências

www.conaut.com.br – Obs, vazão e nível

www.brumark.com.br

www.smar.com.br