Conceitos iniciais INSTRUMENTAÇÃO E CONTROLE Nível 1 Nível: É a altura do conteúdo de um reservatório. 2 Oconteúdopodeserliquidoousólido. 3 finalidade: Avaliar o estoque de tanques de armazenamento; Proporcionar segurança nos processos; Controlar processos (separação de líquidos heterogêneos, nível de condensado etc). Professor Miguel Neto Método de medição de nível de líquidos Ostrêsmétodosdemediçãodenível são: Direto: Toma como referência a posição do plano superior da substância medida. Indireto: Utiliza propriedades físicas como: pressão, empuxo, radiação, propriedades elétricas etc). Descontínuo: São empregados para fornecer indicação apenas quando o nível atinge certos pontos desejados. Medição Direta de nível 1 Por régua ou gabarito 2 Por visores de nível Tubular Vidro plano tipo reflex 3 Por bóia ou flutuador 1.1 Régua ou Gabarito Consiste em uma régua graduada, de comprimento conveniente para sua introdução dentro do reservatório a ser medido. 1.2 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 ovisor. tubular ou de vidro plano tipo reflex. Devem possuir válvula de bloqueio. 1
Bóia ou flutuador 1.3 Bóia ou Flutuador - Consiste emumabóiapresaaumcabocuja extremidade encontra-se 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. Medição indireta de nível 1 Pressão diferencial Célula d/p cell Borbulhamento 2 Por empuxo (deslocador) 3 Por radiação 4 Por capacitância 5 Por ultra som 6 Por radar Célula d/p cell Transmissor de pressão diferencial A pressão hidrostática exerce uma força sobre um diafragma da câmara de pressão H, sendo este equilibrado contra a pressão da câmara de pressão inferior. Conversores de deformação mecânica em sinal elétônico Sensor capacitivo 2.1 Célula d/p cell em tanque aberto O transmissor de pressão diferencial deve ser ligado ao tanque pelo lado H (alta pressão), e o lado L(baixa pressão) aberto para a atmosfera. Sensor piezoelétrico Sensor piezoresistivo 2
2.2 Célula d/p cell em tanque Pressurizado Os lados de alta e baixa pressão são conectados individualmente por tubos na parte baixa e alta do tanque respectivamente para obter pressão diferencial proporcional ao nível líquido. 2.4 Com Borbulhador Utiliza um fluxo de ar ou gás até verificar a formação de bolhas. O manômetro detecta o sinal de pressão da coluna líquida do tanque. Pode ser utilizado para tanque aberto ou fechado. Medição indireta de nível Empuxo ou deslocador Baseia-se na ação do empuxo sobre um flutuador, com densidade maior que o do líquido, suspenso por uma mola, um dinamômetro ou uma barra de torção. À medida que o nível sobe diminui o peso aparente do flutuador. Deslocador para fluidos com interface Deslocador para fluidos com interface Medição indireta de nível Radiação Baseia-se na emissão de raios gama por uma fonte emissora (instalada dentro do reservatório) a um conjunto de células receptoras/detectoras, localizadas do lado oposto à fonte. À medida que o nível sobe, e o raio gama atravessa o fluido, reduz-se a intensidade de radiação detectada, a qual é convertida em sinal elétrico. 3
Medição indireta de nível Capacitância Àmedidaqueoníveldotanqueforaumentandoo valorda capacitância aumenta progressivamente à proporção que o dielétrico ar é substituído pelo dielétrico líquido a medir. A capacitância é convertida por um circuito eletrônico numa corrente elétrica sendo este sinal indicado ou transmitido. Medição indireta de nível Ultra som Baseia-se na reflexão da onda sonora de altíssima frequência gerada pela fonte, quando encontra a interface com o produto cujo nível se deseja medir, ou, mais precisamente, no intervalo de tempo gasto pela onda desdeoinstante em que ela é gerada atéoinstanteemqueelaretornaaoreceptor. As ondas de ultra som são geradas pela excitação elétrica de materiais piezoelétricos(cristais de quartzo). Medição indireta de nível Radar Método similar ao ultra som. A fonte emissora emite pulsos eletromagnéticos em direção à substância armazenada. Ao colidirem com o meio de densidade diferente, esses pulsos são refletidos e captados pelo receptor, que mede a diferença entre o comprimento das microondas emitidas e refletidas. Medição descontínua de nível 1 Eletrodos 2 Bóias Medição descontínua de nível Eletrodos Usado em líquidos que conduzem eletricidade; Quando houver condução entre eletrodos teremos a indicação de que o nível atingiu a altura do último eletrodo alcançado pelo líquido. Medição descontínua de nível bóias -É utilizado como chave de nível para indicar nível alto ou baixo. -Quando o nível está baixo, a baia inferior fecha o circuito, acendendo a lâmpada L. De forma análoga, quando o nível alcançar a bóia superior, fecha-se o circuito e a Lâmpada H acende. 4
Medição de nível de sólidos 2 Mediçãodenívelcomcélulasdecarga Utiliza a células de cargas que é um sensor piezoresistivo, também conhecido como strain gauge. Estas células são capazes de transformar deformação mecânica em sinal elétrico. II Métodos de medição de nível de sólidos Escolha do tipo de medidor de nível A escolha deve levar em consideração: As características químicas e físicas do fluido; O estado da matéria (Se sólido: verificar a geração de poeira, vapores e também o perfil de carga e descarga) As interferências das variáveis temperatura e pressão; O local da instalação; Especificações de projeto. Aplicação dos métodos de medição de nível 5