Sensor de nível capacitivo

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO 
 INSTITUTO DE ENGENHARIA – VÁRZEA GRANDE. 
 
 
 
 
 
 
SENSOR DE NÍVEL 
 
 
 
 
 
 
KELVIN VINICIUS DA SILVA MAGALHÃES 
 
 
 
 
CUIABÁ, 2017. 
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO 
 INSTITUTO DE ENGENHARIA – VÁRZEA GRANDE. 
 
 
 
 
 
 
 
 
SENSOR DE NÍVEL 
 
 
Trabalho realizado para fins 
avaliativos da disciplina de 
Instrumentação Industrial, ministrada 
pela Professora Me. Aline Nonato. 
 
 
 
 
CUIABÁ, 2017. 
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Sumário 
RESUMO..................................................................................................................... 4 
INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 5 
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................ 6 
MÉTODOS E APLICAÇÕES ....................................................................................... 8 
Medidor de nível tipo régua ou gabarito (medição direta) ........................................ 8 
Aplicações Medidor de nível tipo régua ou gabarito ............................................. 8 
Sensor de nível por princípio capacitivo (medição indireta) ................................... 11 
Aplicações do sensor de nível por princípio capacitivo ...................................... 14 
CONCLUSÃO ............................................................................................................ 17 
Bibliografia................................................................................................................. 18 
 
 
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RESUMO 
Este trabalho tem como objetivo explicar o que é um sensor de nível, qual é 
sua função e onde é aplicado. Existem 2 tipos principais de medição de nível são elas: 
indireta e direta. Neste trabalho será apresentado exemplos detalhados da medição 
direta (régua) e da medição indireta (sensor capacitivo). 
 
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INTRODUÇÃO 
O nível pode ser definido segundo Balbinot e Brusamarello como a altura de 
preenchimento de um líquido ou algum tipo de material em um reservatório ou 
recipiente. 
Como podemos controlar a quantidade de uma substância? Uma solução 
simples seria a utilização da visão, ou seja, se uma substância está em um recipiente 
conseguimos ter noção se o recipiente está vazio, cheio, meio cheio ou meio vazio; 
mas quando a aplicação exige precisão, essa solução se torna inviável. Portanto foi 
necessário desenvolver ferramentas que permitissem controlar / monitorar com 
precisão o quanto de substância há no recipiente (seja ela liquida ou sólida), e desta 
forma surgiu o sensor de nível. 
 Há diversos tipos de sensores de nível, com diferentes formas de 
funcionamentos e que utilizam os mais diversos princípios físicos. Dentro da 
classificação de sensores de nível há 2 princípios de medição principais, são eles: 
Medição de forma Direta, é a “são aquelas que se utilizam técnicas que medem 
diretamente a altura da superfície em relação ao fundo do ambiente” (ALEXANDRE 
BALBINOT, 2007). Este princípio se aplica a réguas, visores de nível e boias, podendo 
ser contínuo ou discreto” (SEIDEL, 2011). Medição de forma indireta, “são grandezas 
físicas, tais como pressão, empuxo e radiação são usados para indicar o nível 
indiretamente” (SEIDEL, 2011). E nesses 2 grupos divide-se a maior parte dos 
sensores de nível disponíveis no mercado, no trabalho será detalhado o princípio de 
funcionamento do sensor capacitivo (medição de forma indireta) e do medidor de 
régua ou gabarito (medição direta). 
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REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
O que é Nível? O nível pode ser definido segundo Balbinot e Brusamarello 
como a altura de preenchimento de um líquido ou algum tipo de material em um 
reservatório ou recipiente. A medição de nível para indústria é de extrema importância 
e com o passar do tempo foram sendo desenvolvidas ferramentas que permitissem 
medir o nível de qualquer substância. 
 Existem 2 tipos de classificações principais para o processo de medição de 
nível onde estão englobados a maior parte dos sensores do mercado, são elas: 
Medição direta: “São aquelas que se utilizam técnicas que medem diretamente a 
altura da superfície em relação ao fundo do ambiente” (ALEXANDRE BALBINOT, 
2007). “Este princípio se aplica a réguas, visores de nível e boias, podendo ser 
contínuo ou discreto” (SEIDEL, 2011), ou seja, trata-se de um processo de medição 
mecânico e visual, quase não há atuação de sensores com princípios elétricos. 
Medição indireta: “Outras grandezas físicas, tais como pressão, empuxo e radiação 
são usados para indicar o nível indiretamente” (SEIDEL, 2011). Muito utilizado na 
indústria devido há possibilidade de controle quase sem a ação humana. Geralmente 
tem um custo mais alto. 
 
 Com base nessas 2 definições, podemos classificar os sensores por medida 
direta ou indireta. Os sensores de níveis são muito uteis na medição de substâncias 
sólidas e líquidas, mas há limitações. Como mostrado na tabela abaixo onde está um 
quadro onde há alguns tipos de sensores e que tipo de substâncias eles medem: 
 
 
Figura 1: Classificação de medida de Nível parte 1. 
Fonte: (SEIDEL, 2011) 
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Figura 2: Classificação de medida de Nível parte 2 
Fonte: (SEIDEL, 2011) 
O fundamento deste trabalho é apresentar 2 sensores de nível, um do tipo 
direto e outro do tipo indireto. O escolhido do tipo direto foi o de medição de nível por 
régua ou gabarito que é aplicado apenas para líquidos; já o escolhido para sensor 
indireto, foi o sensor de nível por princípio capacitivo que pode medir sólidos e líquidos. 
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MÉTODOS E APLICAÇÕES 
Medidor de nível tipo régua ou gabarito (medição direta) 
 O medidor tipo régua ou gabarito, é um tipo sensor de nível considerado 
simples, pois tem fácil manuseio, custo baixo e não é algo que seja necessária 
manutenção, não é muito preciso, apenas indica nível alto, médio e baixo. 
 Basicamente é uma régua ou haste com graduação adequada (tamanho 
compatível) para o recipiente medido. Como funciona? A régua é introduzida no 
recipiente e retirada logo depois, verifica-se o nível pela marca que a substância deixa 
na régua, antes deve se definir quais são os valores considerado altos e baixos, 
seguindo o manual da aplicação. Segundo Hermini “A graduação da régua deve ser 
feita a uma temperatura de referência, podendo estar graduada em unidades de 
comprimento, volume ou Massa”. (HERMINI). 
 
Figura 3: Medição direta por régua ou gabarito. 
Fonte: (HERMINI). 
Aplicações Medidor de nível tipo régua ou gabarito 
1* Aplicação – Medidor de óleo de automóveis: Este método de medição pode ser 
encontrado nos medidores de óleo de motor nos automóveis. Através de uma haste 
metálica com indicação de máximo e mínimo conseguimos mensurar a quantidade de 
óleo como mostrado na figura abaixo. A leitura está indicada ao lado, caso o nível 
esteja baixo é necessário realizar a troca de óleo, caso não esteja baixo não é 
necessário fazer a troca de óleo. 
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Figura 4: Medidor de nível de óleo. 
Fonte: Disponível em http://revista.socarrao.com.br/no-socarrao/dr-socarrao/sobre-
duas-rodas-saiba-como-fazer-manutencao-da-sua-moto-da-maneira-correta 
Acessado em 30 de Agosto de 2017 
2* aplicação – Medidor de Poço Artesiano: Para medição de nível da água de um poço 
artesiano, através de uma haste (madeira) graduada devidamente ao comprimento do 
poço acoplada há um cabo e um carretel, conseguimos obter o nível do poço.