INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO RIO GRANDE DO SUL CAMPUS RIO GRANDE INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL

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1 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO RIO GRANDE DO SUL CAMPUS RIO GRANDE INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL

2 Aula 11 2

3 MEDIDORES DE NÍVEL 3

4 INTRODUÇÃO Nível é a altura do conteúdo de um reservatório que pode ser sólido ou líquido. Trata-se de uma das principais variáveis utilizadas em controle de processos contínuos, pois através de sua medição torna-se possível: Avaliar o volume estocado de materiais em tanques de armazenamento. Fazer o balanço (quantidade) de materiais de processos contínuos onde existam volumes líquidos ou sólidos de acumulação temporária, reações, mistura, etc. Obter segurança e controle de alguns processos onde o nível do produto não pode ultrapassar determinados limites. 4

5 INTRODUÇÃO A medição de nível em unidades industriais tem dois objetivos básicos: Avaliação de estoques em tanques de armazenamento Controle de processos contínuos Existem sistemas completos de medição que são instalados em grandes tanques de armazenamento. Ex. célula de carga para controle de processos de cargas. Existem diversos tipos de sensores e medidores de nível. 5

6 INTRODUÇÃO Entende-se por processos contínuos aqueles em que existe uma entrada contínua de matéria-prima, um processamento e uma saída também contínuos do produto final. Em geral, nesses tipos de processo não há acumulação de produtos, sendo que a saída é resultado da contínua combinação entre as matérias-primas da entrada. 6

7 CLASSIFICAÇÃO E TIPO DE MEDIDORES DE NÍVEL A medida do nível de um reservatório contendo líquido ou sólido é efetuada a fim de manter esta variável em um valor fixo ou entre dois valores determinados, ou ainda para determinar a quantidade (volume ou massa) do fluido em questão. Existem três métodos de medição que são usados nos processos em geral. Método de Medição Direta Método da Medição Indireta Método da Medição Descontínua 7

8 É a medição que tomamos como referência a posição do plano superior da substância medida. Neste tipo de medição podemos utilizar: Régua ou Gabarito Visores de Nível Bóia ou Flutuador 8

9 Régua ou Gabarito Consiste em uma régua graduada a qual tem um comprimento conveniente para ser introduzida dentro do reservatório a ser medido. A determinação do nível se efetuará através da leitura direta do comprimento molhado na régua pelo líquido. Ex: nível do óleo do carro. 9

10 Régua ou Gabarito São instrumentos simples e de baixo custo permitindo medidas instantâneas. A graduação da régua deve ser feita a uma temperatura de referência, podendo estar graduada em unidades de comprimento, volume ou Massa. 10

11 Visores de Nível Este medidor usa o princípio dos vasos comunicantes. O nível é observado por um visor de vidro especial, podendo haver uma escala graduada acompanhando o visor. Esta medição é feita em tanques abertos e tanques fechados. 11

12 Visores de Nível São usados como indicadores locais em vasos de processos ou no próprio tanque, mesmo quando existe um transmissor enviando um sinal para sala de controle. São compostos por uma estrutura de aço conectada a dois pontos do vaso de processo, tendo na frente um vidro transparente que permite a visão do produto no seu interior. 12

13 Visores de Nível MEDIÇÃO DIRETA

14 Visores de Nível Devido às suas características construtivas, os visores de nível são de fácil manutenção e construídos de maneira a oferecer segurança na operação. 14

15 Visores de Nível 15

16 Visores de Nível É possível a instalação de visores combinados em série, de modo a aumentar a faixa de medição. A classe de pressão do visor de nível evidentemente deve estar de acordo com a do vaso de processo. 16

17 Bóia ou Flutuador Há três tipos de medidores flutuadores: A - Medidor de Nível com flutuador interno B - Medidor de nível com flutuador externo C - Medidor de nível tipo flutuador livre 17

18 Bóia ou Flutuador A - Medidor de Nível com flutuador interno Neste medidor de nível, um dispositivo esférico é colocado a flutuar no tanque e seu movimento vertical é convertido pela alavanca em movimento rotativo para um indicador externo. A rotação da alavanca produz uma indicação direta. O flutuador tipo esférico é normalmente usado quando grande resistência à pressão é desejada. O flutuador é desenhado de modo que a linha de centro da esfera coincida com o nível da superfície do líquido, proporcionando uma máxima sensibilidade na mudança de nível. O medidor de níveis com flutuador interno é usualmente utilizado em tanques abertos. Deve-se ter o cuidado para assegurar que não ocorra vazamentos quando estes são usados com pressão ou em tanque de vácuo. 18

19 Bóia ou Flutuador A - Medidor de Nível com flutuador interno 19

20 Bóia ou Flutuador A - Medidor de Nível com flutuador interno Ex: esquema de um tanque de gasolina de um automóvel

21 Bóia ou Flutuador B - Medidor de nível com flutuador externo Neste medidor o flutuador é colocado em uma câmara montada do lado de fora do tanque. Conforme varia o nível do flutuador, ele movimenta-se verticalmente. Este por sua vez transmite esta variação ao elemento indicador através de um sistema de alavancas. Sua vantagem sobre o sistema com flutuador interno está no fato deste ser menos afetado por oscilações na superfície do líquido contido no tanque ou por sua vaporização. Com este medidor pode-se obter o nível em tanques sob pressão ou vácuo, medir nível de interface entre dois líquidos de densidade diferentes e medir nível de líquido corrosivos. É indicado especialmente para os casos em que a instalação de um flutuador tipo bóia dentro do tanque de medição não for recomendado. 21

22 Bóia ou Flutuador B - Medidor de nível com flutuador externo 22

23 Bóia ou Flutuador C - Medidor de nível tipo flutuador livre Medidor de nível tipo flutuador livre indica a variação do nível do líquido através do movimento ascendente e descendente do flutuador ligado por meio de uma fita metálica ou corrente a um peso. O deslocamento do flutuador de utilização deste medidor é de aproximadamente de 0 a 30m. 23

24 Bóia ou Flutuador C - Medidor de nível tipo flutuador livre Consiste numa bóia presa a um cabo que tem sua extremidade ligada a um contrapeso. No contrapeso está fixo um ponteiro que indicará diretamente o nível em uma escala. Esta medição é normalmente encontrada em tanques abertos. 24

25 Bóia ou Flutuador C - Medidor de nível tipo flutuador livre 25

26 Bóia ou Flutuador MEDIÇÃO DIRETA