Como escolher o transmissor de nível?

• Introdução

O transmissor de medição de nível de líquido é um instrumento que fornece medição contínua do nível de líquidos. Ele pode ser usado para determinar o nível de líquidos ou sólidos a granel em um determinado momento. Pode medir o nível de líquidos como água, fluidos viscosos e combustíveis, ou de materiais secos como sólidos a granel e pós.

O transmissor de medição de nível de líquido pode ser usado em diversas condições de trabalho, como em contêineres, tanques e até mesmo em rios, piscinas e poços. Esses transmissores são comumente utilizados nas indústrias de movimentação de materiais, alimentos e bebidas, energia, química e tratamento de água. Agora, vamos dar uma olhada em alguns medidores de nível de líquido comumente usados.

• Sensor de nível submersível

Baseado no princípio de que a pressão hidrostática é proporcional à altura do líquido, o sensor de nível submersível utiliza o efeito piezoresistivo de um sensor de silício ou cerâmica para converter a pressão hidrostática em um sinal elétrico. Após a compensação de temperatura e a correção linear, o sinal é convertido em uma saída de corrente padrão de 4-20 mA. A parte do sensor do transmissor de pressão hidrostática submersível pode ser imersa diretamente no líquido, e a parte do transmissor pode ser fixada com flange ou suporte, o que facilita bastante a instalação e o uso.

O sensor de nível submersível é feito de um elemento sensível de silício difuso de isolamento avançado, que pode ser colocado diretamente no recipiente ou na água para medir com precisão a altura da extremidade do sensor até a superfície da água e fornecer o nível da água através de uma corrente de 4 a 20 mA ou sinal RS485.

• Sensor de nível magnético

A estrutura da aba magnética baseia-se no princípio do tubo de desvio. O nível do líquido no tubo principal é consistente com o do equipamento no recipiente. De acordo com a lei de Arquimedes, a força de empuxo gerada pelo flutuador magnético no líquido e a força de empuxo gravitacional no nível do líquido fazem com que, quando o nível do líquido no recipiente sobe e desce, o flutuador rotativo no tubo principal do medidor de nível de líquido também suba e desça. O aço magnético permanente no flutuador aciona a coluna vermelha e branca no indicador, fazendo-a girar 180° através da plataforma de acoplamento magnético.

Quando o nível do líquido sobe, o flutuador muda de branco para vermelho. Quando o nível do líquido desce, o flutuador muda de vermelho para branco. A linha divisória entre o branco e o vermelho representa a altura real do nível do líquido no recipiente, permitindo assim a indicação do nível do líquido.

• Sensor de nível de líquido magnetostritivo

A estrutura do sensor de nível de líquido magnetoestritivo consiste em um tubo de aço inoxidável (haste de medição), um fio magnetoestritivo (fio guia de ondas), um flutuador móvel (com um ímã permanente em seu interior), etc. Quando o sensor está em funcionamento, o circuito do sensor induz uma corrente pulsada no fio guia de ondas, e o campo magnético da corrente pulsada é gerado ao redor do fio guia de ondas à medida que a corrente se propaga ao longo dele.

Um flutuador é posicionado externamente à haste de medição do sensor, e seu movimento ao longo da haste acompanha a variação do nível do líquido. Dentro do flutuador, há um conjunto de anéis magnéticos permanentes. Quando o campo magnético da corrente pulsada encontra o campo magnético dos anéis magnéticos gerado pelo flutuador, o campo magnético ao redor do flutuador se altera, fazendo com que o fio guia de ondas, feito de material magnetoestritivo, gere um pulso de onda torsional na posição do flutuador. O pulso é transmitido de volta ao longo do fio guia de ondas a uma velocidade constante e detectado pelo mecanismo de detecção. Medindo-se a diferença de tempo entre a transmissão do pulso de corrente e a onda torsional, é possível determinar com precisão a posição do flutuador, ou seja, a posição da superfície do líquido.

• Sensor de nível de material por admissão de radiofrequência

A admitância por radiofrequência é uma nova tecnologia de controle de nível desenvolvida a partir do controle de nível capacitivo, sendo mais confiável, precisa e aplicável. Trata-se de uma evolução da tecnologia de controle de nível capacitivo.
A chamada admitância de radiofrequência significa o inverso da impedância em eletricidade, que é composta por componentes resistivos, capacitivos e indutivos. Radiofrequência é o espectro de ondas de rádio de um medidor de nível de líquido de alta frequência, portanto, a admitância de radiofrequência pode ser entendida como a medição da admitância por meio de ondas de rádio de alta frequência.

Quando o instrumento está em funcionamento, o sensor forma um valor de admitância com a parede e o meio medido. Quando o nível do material se altera, o valor de admitância também se altera. O circuito converte o valor de admitância medido em um sinal de saída que indica o nível do material, realizando assim a medição.

• Medidor de nível ultrassônico

O medidor de nível ultrassônico é um instrumento de medição de nível digital controlado por microprocessador. Na medição, o sensor emite um pulso de onda ultrassônica e o recebe após refletir na superfície do objeto, convertendo-o em um sinal elétrico. A distância entre o sensor e o objeto em teste é calculada pelo intervalo de tempo entre a emissão e a recepção da onda sonora.

As vantagens incluem a ausência de partes mecânicas móveis, alta confiabilidade, instalação simples e conveniente, medição sem contato e não ser afetada pela viscosidade e densidade do líquido.

A desvantagem é que a precisão é relativamente baixa e o teste é propenso a apresentar zonas cegas. Não é permitido medir vasos de pressão e meios voláteis.

• Medidor de nível por radar

O modo de funcionamento do medidor de nível de líquidos por radar é de transmissão, reflexão e recepção. A antena do medidor emite ondas eletromagnéticas que são refletidas pela superfície do objeto medido e, em seguida, recebidas pela antena. O tempo decorrido entre a transmissão e a recepção das ondas eletromagnéticas é proporcional à distância até o nível do líquido. O medidor registra o tempo de pulso das ondas e, como a velocidade de transmissão das ondas eletromagnéticas é constante, é possível calcular a distância entre o nível do líquido e a antena do radar, determinando assim o nível do líquido.

Na prática, existem dois modos de medição de nível de líquidos por radar: onda contínua modulada em frequência e onda pulsada. O medidor de nível de líquidos com tecnologia de onda contínua modulada em frequência apresenta alto consumo de energia, sistema de quatro fios e circuito eletrônico complexo. Já o medidor de nível de líquidos com tecnologia de onda pulsada por radar possui baixo consumo de energia, pode ser alimentado por um sistema de dois fios de 24 VCC, facilitando a obtenção de segurança intrínseca, alta precisão e uma gama de aplicações mais ampla.

• medidor de nível por radar de onda guiada

O princípio de funcionamento do transmissor de nível por radar de onda guiada é o mesmo do medidor de nível por radar, mas ele envia pulsos de micro-ondas através do cabo ou haste do sensor. O sinal atinge a superfície do líquido, retorna ao sensor e, em seguida, chega à carcaça do transmissor. Os componentes eletrônicos integrados na carcaça do transmissor determinam o nível do líquido com base no tempo que o sinal leva para percorrer o sensor e retornar. Esses tipos de transmissores de nível são utilizados em aplicações industriais em todas as áreas da tecnologia de processos.