2. MEDIÇÃO DE NÍVEL
- PRINCIPAIS MÉTODOS DE MEDIÇÃO:
• RÉGUA OU GABARITO
• VISORES DE NÍVEL
• BÓIA OU FLUTUADOR
• POR PRESSÃO HIDROSTÁTICA (∆P)
• COM BORBULHADOR
• POR EMPUXO
• COM RAIOS GAMA
• CAPACITIVO
• POR ULTRASOM
• POR RADAR
• MEDIDORES DESCONTÍNUOS
• MEDIÇÃO DE SÓLIDOS
3. TIPO
DE
INSTRUMENTO
CHAVE DE
NÍVEL
MEDIÇÃO CONTÍNUA
INDICAÇÃO
TRANSMISSÃO/
CONTROLE
Visor de Nível R E R B R
Bóia/Flutuador E R R B R R B R R
Empuxo E B E B
Pressão Hidros. B R R R B R R B R R
Borbulhador R R B R B R B R B R
Cél. Carga R B R B B B R B
Ultrasom B R B B B R R E
Radiação B B E R E E R B E B R B R
Capacitivo B B R B R R R R B B R B
Condutividade R R R
Pás Rotativas B
Lâminas Vibrat. B B E B
Detecção Térm. B R R R B R R R
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 - Líquidos limpos
2 - Líquidos com
espuma
3 - Interface
4 - Polpas
5 - Sólidos
E - Excelente (sem restrições de uso)
B - Bom (com restrições de uso)
R - Regular (poucas aplicações)
4. Visores de nível direto
• É o método mais simples para a indicação do nível.
Consiste de uma janela de vidro ou outro material
transparente colocado diretamente na própria parede do
tanque de armazenamento, ou um tubo de vidro
montado externamente ao tanque.
• São robustos, de baixo custo, confiáveis e de fácil
manuseio e manutenção. Na montagem de peças
externas são incluídas válvulas de bloqueio ou isolação,
suspiro e dreno, para permitir a manutenção ou
substituição.
6. Visores de nível magnético
• Uma variante do sistema visor de nível é o chamado
nível magnético, sendo particularmente adequado onde
tem-se gases ou líquidos tóxicos e perigosos, proibindo
o acesso à atmosfera e, também, quando o perigo de
falha em materiais comumente empregados em visores
de nível tradicionais, devido à fadiga e à corrosão, não
puder ser tolerado.
7. Funcionamento
• No medidor de nível magnético o fluido a ser medido fica
confinado em uma câmara selada de aço inoxidável,
onde uma bóia de aço ou de titânio, firmemente solidária
a um ímã permanente, se movimenta livremente, tuando
sobre as pastilhas magnéticas do indicador montado
fora da câmara. Com uma movimentação da bóia, cada
pastilha gira de 180° mostrando uma cor contrastante.
8. Sistema com bóias
• Medir a posição de uma bóia na superfície de um líquido
por meio de um transdutor apropriado é um método
bastante comum para se medir o nível de um líquido. O
sistema usando um potenciômetro, mostrado na figura a
seguir é muito comum e bastante conhecido para esta
aplicação para monitorar o nível em tanques de
combustível em veículos.
• Os sistemas com bóias também são muito empregados
como chaves de nível.
10. Sistema com bóia e polia
• Um sistema alternativo, o qual é usado em um grande
número de aplicações consiste em transmitir o
movimento de uma bóia a uma polia, através de um
cabo e um contrapeso. Acoplado à polia tem-se um
mecanismo para aciona um ponteiro, pena, ou um
mecanismo de transmissão elétrica ou pneumática.
11. Sistema com flutuadores
• Os medidores de nível flutuadores têm seu princípio de
funcionamento baseado na lei de Archimedes, onde um
elemento com densidade maior que o líquido que se
deseja medir o nível, fica parcialmente submerso no
líquido e suspenso por uma mola, um dinamômetro ou
uma barra de torção.
• À medida que o nível do líquido aumenta, o peso
aparente da bóia ou flutuador diminui, fazendo atuar o
mecanismo de indicação ou de transmissão. Para o
uso adequado deste medidor, a densidade do líquido
deve ser conhecida e constante.
13. Medição por pesagem
• Outro método utilizado para medição volumétrica ou
quando os materiais são muito corrosivos ou de difícil
aplicação dos métodos convencionais, consiste na
medição contínua do peso do reservatório junto com o
material.
• O valor do peso pode ser relacionado ao nível quando
são conhecidos a área ou seção transversal do
reservatório e a densidade do material.
• O peso é medido por balanças mecânicas convencionais
ou por strain gauges, colocados estrategicamente nos
elementos de suporte do reservatório.
14. Medição da pressão hidrostática
• A pressão hidrostática oriunda de um fluído é diretamente
proporcional à sua profundidade e, consequentemente,
do nível da sua superfície. Vários instrumentos que usam
este princípio estão disponíveis e são largamente
empregados em indústrias, principalmente em ambientes
químicos severos.
15. MEDIÇÃO DE NÍVEL, INDIRETA
POR PRESSÃO (HIDROSTÁTICA OU ∆P)
∆P = h. dr
Cálculo do Range:
P = Ph – Pl
Pl = 0 (Patm)
Nível (0%): P = 0 (4 mA)
Nível (100%): P = h . d (20 mA)
LÍQUIDO
h
HI LO
dr
16. Supressão de Zero (Tanque aberto)
LÍQUIDO
h
HI LOCálculo do Range:
P = Ph - Pl
Pl = 0 (Patm)
Nível (0%): P = y . dr (4 mA)
Nível (100%): P = (h + y) . dr (20 mA)
y
dr
18. LÍQUIDO
h
HI LO
Cálculo do Range:
Nível (0%):
P = Ph - Pl
P = 0 - (h . dselo)
P = - (y . dselo) (4 mA)
Nível (100%):
P = Ph - Pl
Pl = y . dselo
Ph = h . dlíquido
P = h . dlíquido - y . dselo (20 mA)
GÁS
y
Exemplo 1:
19. Exemplo 2:
∆P0% = - 2000 mmH2O
∆P100% = 2000 mmH2O
Portanto, o Range do TRM é de – 2000 a 2000 mmH2O
20. LÍQUIDO
2 m
HI LO
Cálculo do Range:
Nível (0%):
P = Ph - Pl
P = 0 - (h . dselo)
P = - (y . dselo) (4 mA)
Nível (100%):
P = Ph - Pl
Pl = y . dselo
Ph = h . dlíquido
P = h . dlíquido - y . dselo (20 mA)
GÁS
3 m
EXERCÍCIO
Dselo = 0,8
Dlíquido = 0,9
21. MEDIÇÃO DE PRESSÃO
• Pressão Atmosférica: Pressão exercida pela atmosfera terrestre. A nivel do mar 760 mmHg;
• Pressão Relativa Positiva ou Manométrica: Pressão medida em relação à atmosférica;
• Pressão Relativa Negativa ou Vacuo: Pressão Relativa menor que a pressão atmosférica;
• Pressão Absoluta: Soma da pressão relativa com a pressão atmosférica. É medida a partir
do vácuo absoluto;
Pabs = Prel + Patm
28. Sensor tipo Piezoelétrico
+
+
+
+
_
_
_
_
P CRISTAL
Efeito Piezoelétrico
P DIAFRAGMA
SAIDA
CRISTALTransdutor
• Cristais como o quartzo, turmalina
e titanato, acumulam cargas
elétricas em certas áreas de sua
estrutura cristalina quando sofrem
uma deformação.
30. Sensor tipo Capacitivo
Tubos Capilares
Diafragma Sensor
Vidro
Fluido de Enchimento
Diafragma de Processo
Placas do Capacitor
31. SELO REMOTO
Aplicação:
a) O fluído do processo for corrosivo ao dispositivo de medição;
b) O fluído for um gás com possibilidade de condensação por di-
minuição de temperatura, quando for aplicado ao dispositivo
de medição, ex: vapor d’água;
c) O fluído for um líquido com sólidos em suspensão;
d) O fluído for um líquido pastoso;
e) O fluído tender a cristalizar-se com variações de temperatura
ao ser aplicado ao dispositivo de medição;
f) O fluído não puder permanecer parado no dispositivo de
medição, ex: medicamentos, leite etc;