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
1- Liquidos limpos
4 -Polpas
E – Excelente,(sem restrição)
2- Líquidos com espuma
5 – Sólidos
B- Bom (com restrição)
3- Interface
R- Regular (poucas aplicações)
Medidores de nível por medida direta
Visores de Nível e Medidores de Bóias
Visores transparentes
• Visualização da interface líquido / gás ou líquido / líquido
• Leitura do nível com escala calibrada
Tipos
• Coluna aberta - vaso comunicante (extremidade livre)
Tubos de seção circular - tubular
Vidros planos Limitações
Vasos com pressão e/ou temperatura elevada
Temperatura e pressão máxima recomendável
 Respectivamente 100°C e 30 lb
Líquidos tóxicos , inflamáveis, corrosivos,
Opções de vidros planos
 Vidros transparentes lisos
Comprimento máximo recomendável
0,75m – tubulares
0,35 m - Planos
 Vidros reflex,
Baseiam na diferença do índice de refração entre o líquido e o vapor
A 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.
Acessórios
Válvulas de isolamento, válvulas de bloqueio, válvula de dreno,
válvula de respiro, capela
Medidores de nível por empuxo
Emprego de Flutuadores – Medidores de bóia
 1- Medidores de bóia - Densidade menor que o fluido
Sustentação - correlação do movimento da bóia
Flutuador /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
Ainda, cursor e/ou bóia magnéticos orientados por guia
Sistema Indicado para fluido com elevada pressão de vapor ou
inflamável
Obs. Muitos sensores de nível alto e baixo (chave de nível) são baseados em
bóias flutuantes.
Bóia magnética
 2- “ Displacer “ (deslocador) – Densidade maior que o fluido
Parcialmente submerso e sustentado por mola ou elemento de
torção
Variação 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 °C
Tubo de troque 160 kgf/cm2, temperatura -200 a 400 °C
Dispositivos baseados na pressão hidrostática
Faz uso do valor da pressão da coluna líquida, correlacionando a pressão
manométrica tomada na base do tanque
Dispositivos baseados na pressão diferencial
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 ).
Líquidos, gases e vapores inflamáveis.
Produtos quimicos com sólidos em suspensão
Medidor de borbulhamento
Indicado para fluidos viscosos, corrosivos ou em elevada temperatura
.
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
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
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.
Revestimentos dos eletrodos (sondas): cerâmica, teflon,etc
Alimentação do sistema : CA - oscilador de 0,5 a 1,5 MHz
Medição de nível através de ondas eletromagnéticas
Aplicado a produtos líquidos e sólidos, corrosivos, viscosos,
cristalizáveis, explosivos, alta pressão, etc.
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
Medidores por ultrasom
Frequência - acima de 20 kHz
Emissor /receptor piezoelétrico
Medidores por ondas de radio – excelente precisão até 0,01%
 Por antena (10cm a 50 cm ), ou
 TDR – Reflectometria de Domínio no Tempo – Radar guiado ou com
onda guiada, usa cabo ou hastes, não antena.
Uso de fonte radioativa
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
Aplicações : Fluidos corrosivos
Elevada temperatura
Emprego de célula de carga
Tipo pesagem
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.
Medidores com servocontroles-Eletromecânicos
Uso de bóia com sensor de tração
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 para nível de sólido
Palhetas rotativas
Palheta vibratória
Sonda Diapasão - frequência 80Hz
Membrana sensível
TIPO: BÓIA MAGNÉTICA
Viscosidade: até 150 cP
Pressão máxima: 10,0 Kgf/cm 2
Temperatura máxima: até 80 °C
Gravidade específica: 0,9 a 1,6
Número de pontos: 1 a 4
Sinal de saída: SPST - 10 W
Conexão: rosca ou flange
Aplicação: 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 Hz
O 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