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Medidores de Nível

ENGENHARIA ELÉTRICA

Instrumentação Industrial



Medição de nível

Define-se nível como sendo a altura de um líquido ou de um sólido, presente

dentro de um recipiente, sendo a medida feita a partir de uma referência.

Características:

Unidades: Altura, volume, peso;

Utilizado para controlar a capacidade de tanques de processos.



Medição de nível

Utilizado, principalmente nas indústrias:

•química;

•petroquímica;

•papel;

•alimentos;

•têxtil;

•tratamento de água (ETA) e efluentes (ETE);

•usinas geradoras de energia.



Medição de nível

Classificação:

Medida de altura;

Medida do volume:

V = S.h

Determinação do peso:

W = S.P

Volume

Seção transversal do reservatório

Altura do produto

Peso

Seção transversal do reservatório

Pressão exercida pelo material



Dispositivos dos medidores de nível

Bóia



Dispositivos dos medidores de nível - Descontínuo

Chave de nível tipo bóia




Flutuador



Dispositivos dos medidores de nível - Direta

Visor de nível



Dispositivos dos medidores de nível - Indireta

Manômetros: instalado no fundo do tanque, cuja faixa de trabalho será entre

0 e a pressão exercida pelo material quando o tanque estiver cheio.

Para tanques fechados, utiliza-se manômetros de pressão diferencial.

Para tanques que apresentam desníveis, necessita-se calibrar o manômetro

com o tanque vazio porém com a coluna de desnível cheia (supressão).

Transmissor pressão diferencial:




Medição de nível por descontínua por condutividade: Nos líquidos que

conduzem eletricidade, podem-se mergulhar eletrodos metálicos, quando

houver condução entre os eletrodos, teremos a indicação de que o nível

atingiu a altura do último eletrodo alcançado pelo líquido.



Medição de nível por capacitância: O medidor de nível capacitivo mede a

capacitância entre o eletrodo submergido (sonda capacitiva) em relação as

paredes do tanque.



Medição de nível por ultrassom: O ultrassom consiste em uma onda

sonora cuja frequência de oscilação é maior que aquele sensível pelo ouvido

humano, ou seja, acima de 20 kHz.




Medição de nível por radar: O radar possui uma antena cônica que emite

pulsos eletromagnéticos de alta alta frequência ‘s superfície a ser detectada.

A distância entre a antena e a superfície a ser medida será então calculada

em função do tempo de atraso entre a emissão e a recepção do sinal.




Por Radiação




Medição de nível por descontínua por boia: Diversas técnicas podem ser

utilizadas para medição descontínua, desde uma simples boia acoplada a

contatos elétricos, até sensores eletrônicos do tipo capacitivo ou

ultrassônico.



MEDIDORES DE NIVEL

INDIRECTOS DIRECTOS

Usan una variable, tal como presión, que

cambia con el nivel del material.

Aprovechan la variación de nivel del

material (líquido o sólidos granulares)

para poder obtener la medición.

Medidores de posicionamento





Sensores de proximidade magnéticos

São sensores em que a presença de um ímã, corresponde a uma chave

fechada em seus terminais e, na ausência, comporta-se como uma chave

desligada.



Sensores de proximidade ultrassônicos

Empregam ondas acústicas com frequência superior a audível e detectam

objetos sem necessidade de contato.

faixa de frequência de 30 a 300 kHz




Vantagens dos sensores de proximidade ultrassônicos:

• Detecção sem contato direto.

• Detecção de objetos à distância (até alguns metros).

• Detecção independente da cor.

• Detecção de materiais transparentes.

• Pouca sensibilidade à poeira.

• Aplicações em ambiente externo.




Características técnicas




Observações práticas em relação ao emprego de sensores ultrassônicos

considerando:

Tamanho mínimo do objeto;

Tipos de objetos – preferencialmente, o material deve ser sólido, líquido,

pulverizado ou granulado. O sensor não é capaz de detectar materiais

absorventes de som.

Distância mínima do objeto – o sensor necessita de um tempo mínimo

para detectar a onda refletida. Assim, existirá uma zona morta próxima ao

sensor que deve ser evitada.




Observações práticas em relação ao emprego de sensores ultrassônicos

considerando:

Posição do objeto – o ângulo de reflexão passa a ser limitado a uma

variação de poucos graus em relação à posição perpendicular ao anteparo




Cuidados na instalação e operação de sensores:

Cabo de conexão – evitar que o cabo de conexão do sensor seja

submetido a esforços mecânicos.

Oscilação – como os sensores são impregnados de resina, pode-se

empregá-los em máquinas e equipamentos com movimentos, porém deve-

se fixar o cabo junto ao sensor com braçadeiras ou suporte com parafuso.

Suporte de fixação – evitar que o sensor sofra impactos com outras partes

ou peças e que seja utilizado como apoio.

Partes móveis – ao instalá-los, observar a distância sensora e sua posição

para evitar impactos com o acionador.





Porcas de fixação – evitar o aperto excessivo das porcas.

Produtos químicos – nas instalações em ambientes agressivos, especificar

o sensor mais adequado para a aplicação.

Condições ambientais – evitar submetê-los a temperaturas de operação

acima do seu limite.



Transformador linear diferencial variável (LVDT)



Transformador linear diferencial variável (LVDT)

Medição de deslocamentos típicos de 100 μm a 25 cm e sensibilidade de

100mV/cm a 40 mV/mm.

São vantagens do LVDT:

o custo relativamente baixo,

dispositivos sólidos

robustos que apresentam grande vida útil.

Aplicações: deflexão de vigas, variação de espessuras de peças, nível de

fluido (posição de cilindros hidráulicos) e em velocidade de aceleração

(suspensão automotiva).

O LVDT é usado também em posicionadores de precisão como em

máquinas, ferramentas, CNC e robôs industriais.



Transformador rotacional diferencial variável (RVDT)



Synchros e resolvers

São empregados para obter posições angulares e informações de rotações

precisas.

A maioria dos resolvers são especificados para tensões de 2 a 40 VRMS e

frequências de 400 Hz até 10 kHz.



Encoders

Encoders óticos rotativos



Encoders

Encoders do tipo incremental medem o deslocamento somente em relação

ao ponto de partida.

Encoders do tipo absolutos medem o deslocamento em relação a um ponto

de referência interno fixo.



Encoders

Encoders lineares



Exercícios

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