A medição de nível sem contato é uma das tecnologias essenciais na automação industrial. Essa abordagem permite o monitoramento dos níveis de líquidos ou sólidos em tanques, contêineres ou canais abertos sem interação física com o meio. Entre os métodos sem contato mais utilizados estão os medidores de nível ultrassônicos e por radar. Se o usuário deseja aplicar a medição sem contato no controle de nível, a compreensão do funcionamento dos medidores de nível ultrassônicos e por radar auxilia na seleção adequada para cada cenário específico.
Princípio de funcionamento
Medidores de nível ultrassônicosO sistema opera emitindo pulsos de ondas sonoras de alta frequência para determinar a distância entre o sensor e a superfície do meio líquido/sólido. Essas ondas viajam pelo ar, refletem na superfície do material e retornam ao sensor. A distância pode ser determinada pelo tempo gasto pela onda em seu percurso. Portanto, o instrumento é posicionado a uma distância logo acima da superfície do meio, sem que nenhuma parte precise ser tocada diretamente ou submersa nele.
Medidores de nível por radarUtiliza ondas eletromagnéticas (micro-ondas) em vez de som para determinar o nível de um líquido ou sólido. De forma semelhante, os sinais de micro-ondas são emitidos em direção à superfície do meio, refletidos e recebidos de volta pelo instrumento. Durante o processo, não há contato físico entre o corpo do instrumento e o meio. Através do registro do tempo de propagação dos sinais de onda, a distância do instrumento até a superfície do material pode ser calculada.
As medições de nível dos dois tipos compartilham as mesmas fórmulas:
D = (C*T)/2
L = H - D
Onde,
DDistância da superfície do meio ao instrumento
CVelocidade do som (para ultrassom) Velocidade da luz (para radar)
TIntervalo de tempo entre a emissão e a recepção.
LNível médio a ser medido
HAltura da base do recipiente até o instrumento
Diferentemente dos instrumentos de contato comuns, que eliminam o contato físico com a substância, as tecnologias ultrassônicas e de radar se destacam no controle de nível de materiais corrosivos, viscosos ou perigosos que poderiam danificar ou obstruir os componentes em contato com o fluido, como flutuadores, sondas ou linhas de impulso. A instalação é simplificada, pois os dispositivos são montados externamente, e a necessidade de manutenção e o tempo de inatividade são geralmente mínimos devido ao design não invasivo. Indústrias como processamento químico, tratamento de água e produção de alimentos podem se beneficiar muito dos sensores de nível sem contato ultrassônicos e de radar, devido à sua versatilidade e confiabilidade no controle de processos com líquidos, fluidos, pastas e sólidos em diversas geometrias de tanques.
Comparação entre ultrassom e radar
O medidor de nível ultrassônico é fácil de instalar e requer configuração mínima. Comparado ao medidor de nível por radar, o ultrassônico geralmente custa menos e, portanto, é preferido em aplicações com restrições orçamentárias. No entanto, o desempenho dos instrumentos ultrassônicos é mais suscetível aos efeitos ambientais de poeira, espuma, turbulência do ar e temperaturas e umidade extremas, que podem absorver ou desviar as ondas sonoras e causar perda de sinal.
Por outro lado, o medidor de nível por radar é conhecido por sua alta precisão, longo alcance e confiabilidade comprovada em ambientes operacionais severos. Ele é menos suscetível aos fatores que afetam a tecnologia ultrassônica. No entanto, isso significa que os produtos de radar são geralmente mais caros. A constante dielétrica é outro fator importante para a medição por radar. Materiais com baixa constante dielétrica podem enfraquecer a reflexão do sinal de eco, levando a medições instáveis ou perdidas.
Em resumo, quando o usuário decide aplicar a medição de nível sem contato, o sensor ultrassônico é ideal para condições de trabalho moderadas e projetos com orçamento limitado, enquanto o radar é indicado para ambientes mais desafiadores e para a busca de medições de alta precisão. Em qualquer caso, é fundamental garantir que as características do meio e do ambiente, bem como a estrutura do sistema de processo, sejam adequadas à implementação do método de medição sem contato desejado.
Notas de instalação para instrumentos sem contato
- ✦ O local de instalação deve estar o mais longe possível da fonte de ruído.
- ✦ A junta de borracha pode ser usada para montagem em ambientes com vibração.
- ✦ A distância do sensor ao nível estimado mais alto deve ser maior que a zona cega de medição.
- ✦ A posição do sensor deve manter uma certa distância da parede do recipiente, de acordo com o ângulo de emissão.
- ✦ A área de medição deve estar livre de obstáculos que possam causar interferência no sinal, como escadas ou vigas transversais.
- ✦ Para medições em meios sólidos, a posição de montagem deve evitar a área de abertura de alimentação do material.
- ✦ É melhor evitar grandes flutuações de temperatura no local de instalação do instrumento.
- ✦ A sonda do sensor deve estar perpendicular à superfície do meio para garantir o melhor desempenho.
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Data da publicação: 11/03/2025