Tipos comuns de medidores de nível
- Medidor de nível magnético
- Medidor de nível de bola flutuante
- Medidor de nível de fita de aço
- Medidor de nível de radar
- Medidor de nível magnetostritivo
- Medidor de nível de admissão de RF
- Medidor de nível do diapasão
- Medidor de nível de placa de vidro/tubo de vidro
- Medidor de nível hidrostático
- Transmissor de nível de pressão
- Medidor de nível capacitivo
- Medidor de nível de flutuação elétrico inteligente
- Medidor de nível de flutuabilidade
- Transmissor de nível flutuante
- Medidor de nível de contato elétrico
- Medidor de nível eletrônico bicolor magnético
- Medidor de nível de medição externa
- Medidor de nível hidrostático
- Medidor de nível ultrassônico
- Medidor de nível de pressão diferencial (medidor de nível de flange duplo)
Princípios de funcionamento de medidores de nível comuns
1. Medidor de nível de placa magnética
Também conhecido como medidor de nível de flutuação magnética ou medidor de nível de coluna magnética.
Este medidor opera segundo o princípio de uma embarcação comunicante, desenvolvido com base nos princípios de flutuabilidade e acoplamento magnético.
À medida que o nível do líquido no recipiente que está sendo medido aumenta ou diminui, o aço magnético permanente dentro do flutuador transmite para o painel indicador da coluna magnética através do acoplamento magnético, fazendo com que a coluna vermelha e branca gire 180°.
Quando o nível do líquido aumenta, a coluna muda de branco para vermelho e, quando o nível do líquido cai, ela muda de vermelho para branco. A intersecção do vermelho e do branco no painel indica a altura real do nível do líquido no recipiente, exibindo assim o nível do líquido.
2. Medidor de nível flutuante
O medidor de nível flutuante opera principalmente com base na flutuabilidade e nos princípios dos campos magnéticos estáticos.
A localização do flutuador contendo um ímã (doravante denominado flutuador) dentro do meio que está sendo medido é influenciada pela flutuabilidade: mudanças no nível do líquido levam a alterações na posição do flutuador magnético.
O ímã dentro do flutuador interage com um sensor (interruptor reed magnético), fazendo com que o número de componentes (como resistores fixos) conectados no circuito varie, alterando posteriormente as grandezas elétricas dentro do sistema de circuito de instrumentação.
Essencialmente, mudanças na posição da bóia magnética desencadeiam variações nas grandezas elétricas. O estado do nível do líquido dentro do recipiente é refletido pela detecção dessas mudanças na quantidade elétrica.
3. Medidor de nível de fita
O medidor de nível de fita é projetado e fabricado com base no princípio do equilíbrio mecânico.
Quando o nível do líquido muda, o equilíbrio mecânico original é perturbado pela flutuabilidade que afeta o flutuador, alcançando um novo equilíbrio através do movimento da fita de aço.
O dispositivo de detecção de nível de líquido (flutuador), com base no estado do nível de líquido, aciona o movimento da fita de aço. Este deslocamento impulsiona a rotação do eixo de transmissão através do movimento da fita de aço, que por sua vez atua sobre o contador para exibir o nível do líquido.
4. Medidor de nível de radar
O medidor de nível de radar é um instrumento de medição baseado no princípio do tempo de voo. As ondas de radar viajam à velocidade da luz e seu tempo de viagem pode ser convertido em um sinal de nível por componentes eletrônicos.
A sonda emite pulsos de alta frequência que se propagam ao longo de uma sonda tipo cabo.
Quando esses pulsos encontram a superfície do material, eles são refletidos de volta e recebidos pelo receptor dentro do instrumento, que então converte o sinal de distância em um sinal de nível.
5. Medidor de nível magnetostritivo
Durante a operação do sensor do medidor de nível magnetostritivo, o circuito dentro do sensor induz uma corrente de pulso no fio do guia de ondas.
Essa corrente, ao se propagar ao longo do fio, gera um campo magnético de corrente pulsada ao seu redor.
A sonda do sensor do medidor de nível é equipada com uma bóia, que se move para cima e para baixo com as mudanças no nível do líquido ao longo da sonda. Dentro do flutuador há um conjunto de anéis magnéticos permanentes.
Quando o campo magnético da corrente de pulso encontra o campo magnético dos anéis magnéticos do flutuador, o campo magnético ao redor do flutuador se altera, causando um pulso de onda de torção na posição do flutuador no fio guia de ondas feito de material magnetostritivo.
Este pulso é transmitido de volta ao longo do fio guia de ondas a uma velocidade fixa e detectado pelo mecanismo de detecção. Medindo a diferença de tempo entre a corrente de pulso e a onda de torção, a localização precisa do flutuador e, portanto, a posição do nível do líquido, podem ser determinadas com precisão.
6. Medidor de nível de admitância de radiofrequência
O medidor de nível de admitância de radiofrequência consiste em um sensor e um instrumento de controle.
O sensor, que pode ser do tipo haste, coaxial ou sonda-cabo, é instalado na parte superior do silo. O cartão de pulso dentro do sensor converte alterações de nível em sinais de pulso enviados ao instrumento de controle.
O instrumento de controle, após processamento computacional, converte esses sinais em unidades de engenharia exibidas, realizando assim a medição contínua de nível.
7. Medidor de nível do diapasão
O princípio de funcionamento do controlador de nível do diapasão envolve um par de cristais piezoelétricos montados na base do diapasão, fazendo com que o diapasão vibre em uma determinada frequência de ressonância.
Quando o diapasão entra em contato com o meio que está sendo medido, sua frequência e amplitude mudam.
Essas modificações são detectadas e processadas por um circuito inteligente, que as converte em um sinal de comutação.
8. Medidor de nível de placa de vidro (medidor de nível de tubo de vidro)
O Medidor de Nível de Placa de Vidro é um dispositivo que estabelece conexão com o vaso através de um flange, permitindo a leitura imediata da altura do nível do líquido dentro do vaso através da placa de vidro.
9. Transmissor de nível de pressão
O medidor de nível tipo pressão emprega o princípio da medição de pressão estática.
À medida que o transmissor de nível está imerso em uma profundidade específica do líquido sob inspeção, o sensor enfrenta a pressão exercida pelo fluido. Esta pressão é então introduzida na câmara de pressão positiva do sensor através de um aço inoxidável guiador de gás.
Ao mesmo tempo, a pressão atmosférica Po acima da superfície do fluido é conectada à câmara de pressão negativa do sensor para compensar a Po na parte traseira do sensor. Isto permite que o sensor meça a pressão como: ρ.gH Medindo a pressão P, a profundidade do fluido pode ser determinada.
10. Medidor de nível de líquido capacitivo
O medidor de nível de líquido capacitivo mede a altura das superfícies líquidas detectando alterações na capacitância. Ele incorpora uma haste de metal inserida em um recipiente cheio de líquido, onde a haste funciona como um pólo do capacitor e a parede do recipiente como o outro.
O dielétrico entre os dois pólos consiste no líquido e no gás acima dele. Dadas as diferentes constantes dielétricas ε1 para o líquido e ε2 para o gás acima (onde ε1 > ε2), a constante dielétrica geral – e, portanto, a capacitância – aumenta à medida que o nível do líquido aumenta.
Por outro lado, quando o nível do líquido cai, tanto a constante dielétrica quanto a capacitância diminuem.
Assim, o Medidor de Nível de Líquido Capacitivo pode medir a altura dos níveis de líquido observando mudanças na capacitância entre seus dois pólos.
11. Medidor de nível de flutuação elétrico inteligente
O medidor de nível flutuante elétrico inteligente é um instrumento de medição de nível de líquido projetado com base no princípio de Arquimedes e no princípio do acoplamento magnético.
O instrumento pode ser usado para medir níveis de líquidos, níveis de interface e densidades, sendo responsável pela saída de sinais de alarme de limite superior e inferior.
12. Medidor de nível flutuante
Isto é projetado e fabricado usando o princípio do equilíbrio mecânico. Quando o nível do líquido muda, o equilíbrio mecânico original é perturbado pela flutuabilidade que atua sobre o flutuador, alcançando um novo equilíbrio através do movimento da fita de aço (corda).
O dispositivo de detecção de nível de líquido (flutuador) move a fita de aço (corda) de acordo com o status do nível de líquido, e o sistema de transmissão de deslocamento aciona o indicador no local através do movimento da fita de aço (corda), exibindo assim o status do nível de líquido no dispositivo de exibição.
13. Transmissor de nível flutuante
A bóia fica submersa no fluido dentro da câmara da bóia, rigidamente conectada ao sistema de tubo de torção. A força suportada pelo sistema de tubo de torção é o valor líquido do peso do flutuador menos a flutuabilidade que ele recebe. Sob esta força combinada, o tubo de torque gira até certo ponto.
Variações na posição, densidade ou nível do líquido dentro da câmara da bóia causam alterações na flutuabilidade experimentada pela bóia submersa, alterando assim o ângulo de rotação do tubo de torção.
Essa alteração é transmitida ao sensor rigidamente conectado ao tubo de torque, causando uma variação na tensão de saída, que é então amplificada por componentes eletrônicos e convertida em uma saída de corrente de 4-20mA.
O transmissor de nível flutuante usa um microcontrolador e circuitos eletrônicos associados para medir variáveis de processo, fornecer saída de corrente, acionar monitores LCD e fornecer recursos de comunicação HART.
14. Medidor de nível de contato elétrico
O medidor de nível de contato elétrico foi projetado com base nas diferentes resistividades da água e do vapor.
A impedância do eletrodo ao corpo do tubo de medição é menor na água e maior no vapor.
À medida que o nível da água muda, o número de eletrodos na água varia, resultando em uma mudança no valor da resistência.
Esta informação é transmitida ao instrumento secundário, permitindo assim funções como exibição do nível de água, alarmes e intertravamentos de proteção.
15. Medidor de nível de líquido eletrônico bicolor magnético
O medidor de nível de líquido eletrônico bicolor magnético é fabricado em aço inoxidável de alta qualidade e componentes eletrônicos importados.
A seção de exibição utiliza diodos emissores de luz LED bicolores de alto brilho para formar uma tela colunar.
Através das mudanças de vermelho e verde da coluna de luz LED, ele pode atingir alarmes de limite superior e inferior e controle de níveis de líquido.
16. Medidor de nível externo
O medidor de nível externo é um instrumento que utiliza os princípios de alcance do sonar e tecnologia de “análise de microvibração” para medir o nível do líquido fora do contêiner.
São instalados dois sensores ultrassônicos compactos do medidor de nível externo, um no fundo do tanque e outro na parede lateral para compensação da variação de densidade.
O sinal do sensor externo do medidor de nível é transformado por um microprocessador e enviado para um display local ou sistema de controle do usuário, permitindo o cálculo da altura e do volume do líquido dentro do tanque.
17. Medidor de nível hidrostático
O transmissor de nível hidrostático, encapsulando um núcleo difuso preenchido com óleo de silício dentro de um invólucro de aço inoxidável, possui uma tampa protetora na extremidade frontal para proteger o diafragma do sensor, ao mesmo tempo que garante que o fluido faça contato suave com o diafragma.
A fiação à prova d'água é vedada ao invólucro externo e um tubo de ventilação dentro do cabo mantém a conexão com o ambiente externo, tudo dentro de uma estrutura interna projetada para anticondensação.
18. Medidor de nível de líquido ultrassônico
O medidor ultrassônico de nível/posição de líquido compreende um sensor ultrassônico completo e circuito de controle.
As ondas ultrassônicas emitidas pelo sensor são refletidas na superfície do líquido, e o tempo necessário para o retorno dessas ondas é medido e usado para cálculos.
Os ajustes são feitos para a influência da temperatura no processo de transmissão das ondas ultrassônicas através de um sensor de temperatura, que é então convertido na distância entre a superfície do líquido e o sensor ultrassônico.
Essas informações são exibidas em um LCD e emitem um sinal analógico de 4mA-20mADC, permitindo a leitura remota do instrumento no local.
19. Medidor de nível de líquido com pressão diferencial (medidor de nível de flange duplo)
Um transmissor de nível de líquido com pressão diferencial opera medindo a diferença de pressão entre dois pontos e depois convertendo esses dados em um sinal elétrico que é retransmitido para componentes elétricos na sala de controle.
Este tipo de medidor é usado principalmente para medir níveis de líquidos em vasos de pressão selados. A magnitude da pressão diferencial corresponde à altura do nível do líquido.
O nível é determinado medindo a pressão diferencial entre as fases gasosa e líquida usando um manômetro diferencial.
