Automação Indústrial - Sensor de Nível

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Sensor de Nível
Discentes: Everton Antonio, Willian Flavio 
Sensores de nível
Sensores de nível medem o nível de substâncias que fluem, sejam estas substâncias líquidas, pós ou sólidos granulares. Sua medição se dá em detecção de nível, onde há um sinal que aponta se a substância está acima ou abaixo de um limiar, ou medição contínua, onde, dentro de uma faixa de operação, o nível exato é mensurado
Medidores de Nível Tipo Bóia Mecânico ou Magnético
Nesse tipo de sensor, a bóia move de acordo com a superfície da água, indicando assim, o nível. A medição pode ser tanto contínua, gerando um sinal analógico ao variar a resistência da haste que segura o flutuador, por exemplo, quanto discreta, simplesmente detectando um limiar, como em uma caixa d’água.
As aplicações do sensor de nível mecânico do tipo bóia estão nos mais variados setores do mercado: medição de nível da gasolina do veículo, caixa d’água, monitoramento de vazamentos/enchimento, determinação do limiar entre interfaces água/óleo, entre outros. Como principal vantagem, esse tipo de sensor opera em uma grande gama de
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líquidos, inclusive corrosivos, além do mais, são simples e apresentam baixo custo. Como
desvantagem, esse sensor não pode operar em fluidos que possuem metais (no caso do magnético) ou que são altamente viscosos.
Medidores de nível ultrassônicos
Medidores de nível ultrassônicos se utilizam de ondas acústicas de alta frequência, de 20 a 200 KHz, para realizarem a medição do nível do vaso. Esta tecnologia pode ser usada tanto para detecção de nível quanto para medição contínua. 
Estes medidores tem como principais vantagens: é um medidor sem contato, portanto pode ser usado para medir substâncias viscosas (óleos), que geralmente se acumulam em medidores de contato, corrosivas e dejetos; por conter um microprocessador, pode ser um medidor inteligente, com comunicação serial, configuração remota, ajuste de calibração, etc; além disso, é de fácil instalação e manutenção
Para detecção de nível, dois cristais piezoelétricos são posicionados a uma distância fixa. Um deles é o transmissor, que gera as ondas ultrassônicas, o outro é o receptor. Ondas mecânicas se propagam muito melhor em líquidos do que no ar, portanto, quando há líquido o suficiente entre os cristais, o receptor recebe um sinal forte o suficiente para o acionamento de um relé, gerando o sinal de detecção de nível. 
Medição contínua
Com esta técnica, há contato entre o medidor e o líquido, por isso, as substâncias em que ela pode ser utilizada são restritas.
Os sensores ultrassônicos tem a vantagem de serem instrumentos de pouca manuten-ção, e sem partes móveis. No geral, são medidores bastante populares pela sua versatilidade e seu baixo custo. 
Contudo, os sensores de medição contínua são vulneráveis a ambientes com grande quantidade de vapor e/ou espuma, pois estes atenuam a onda, o que pode fazer com que as reflexões não sejam detectadas. No geral, em ambientes com vapor, outro tipo de medidor deverá ser usado, já que a medição com o ultrassônico perderá bastante confiabilidade
Por este motivo, o sensor não deve ser usado com líquidos voláteis, pois a variação da temperatura pode fazer com que seja gerada uma camada de vapor que pode afetar a medição do nível. Outra questão é que a montagem, apesar de simples, deve ter o sensor em um angulo precisamente perpendicular à superfície do material
Pneumática
Bons para detecção de nível de materiais com alta viscosidade e para lugares onde o uso de eletricidade é restrita, como ambientes com atmosfera explosiva. É uma técnica barata e robusta. Produtos comerciais: Série 1500(SOR), NLS (APG).
Capacitivo
São capazes de operar com grande variedade de líquidos e sólidos com boa precisão e com faixa de operação de pressão e temperatura bastante altos. No entanto, o tubo da sonda deve ter comprimento parecido com o da altura do vazo, o que pode ser extremamente desvantajoso, e muitas vezes invíável, para vazos bastante altos.
Microondas
Este medidor é capaz de operar em ambientes com vapor, poeira, além de pressão e temperatura extremas (metal fundido e gases liquefeitos). Seu bom desempenho, no entanto, vem atrelado a um alto preço e montagem complexa. Ultimamente, os preços tem caído consideravelmente, e ele já pode ser usado no lugar de ultrassônicos de longa distância. 
Considerações finais
Os sensores de níveis possuem uma grande gama de aplicações, porém suas grandes contribuições estão no setor industrial, como controle de vazão, controle de bombas de combustível, por exemplo.
Referências
1 VEGACONTROLS. VegaFlex 80 Series. [S.l.], 2013. Disponível em: <http://www.vegacontrols.co.uk/product_details.asp?productID=335&fixedRangeID=02>.
Acesso em: 04 dez. 2013. Citado na página 11.
2 NIVELCO. Guided Microwave level transmitter sensor. [S.l.], 2013. Disponível em:
<http://www.semrad.com.au/pdf/level_transmitters/Guided_Microwave_Level_
transmitter_sensor_product_brochure.pdf>. Acesso em: 04 dez. 2013. Citado na página11.
3 DCC. Bubbler Level Monitor. [S.l.], 2013. Disponível em: <http://www.digitalcc.com/WebsiteFiles/LevelMeasurement/12259/12259broREV03-10.pdf>. Acesso em: 04 dez.2013. Citado na página 11.
4 SIEMENS. LEVEL MEASUREMENT INSTRUMENTS. [S.l.], 2013. Disponívelem:<http://www.lesman.com/downloads/13s01_Level.pdf>. Acesso em: 04 dez. 2013.Citado na página 11.