Medidores de Nível. Objetivo Balanço de matérias primas ou produtos finais Controle de...

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