Instrumentação Nível

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INTRODUÇÃO:
Nível é uma das variáveis mais comuns e mais amplamente utilizada em aplicações industriais.
A medição de nível é definida como a determinação da posição de uma interface entre dois produtos, quando estes possuem densidades diferentes.
Ou ainda como a posição da superfície de um líquido em relação a um referencial.
Ou ainda como a altura hidrostática entre este referencial e a superfície que se deseja conhecer.
Existe uma grande variedade de sistemas de medição de nível, cada um com suas vantagens e limitações.
A seleção do sistema de medição deverá considerar as características específicas da aplicação, o tipo de produto cujo nível se quer medir, a precisão desejada, custos e demais restrições existentes.
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CLASSIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS MEDIDORES DE NÍVEL:
Os métodos de medição de nível podem ser classificados, pela forma como o nível é medido, em métodos de medição DIRETA e INDIRETA.
A medição DIRETA de nível é aquela que se faz tendo como referência a posição do plano superior da substância medida.
A medição INDIRETA é o tipo de medição que se faz para determinar o nível em função de uma segunda variável.
Pode ser feita pela observação visual direta (LG’s); através da comparação com uma escala graduada (trenas); ou pela determinação da posição de um detector, como um flutuador, sobre a superfície que se quer medir; ou pela reflexão de ondas ultra-sônicas ou eletromagnéticas (radar) pela superfície do produto. 
Nesta classe, incluem-se os instrumentos que medem nível através da medida da pressão da coluna hidrostática desenvolvida por um líquido ou, ainda, os que medem através da variação de peso do equipamento que contém o produto cujo nível se quer medir.
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As tabelas abaixo agrupam alguns dos variados sistemas de medição de nível bastante conhecidos e aplicados industrialmente.
MEDIÇÃO DIRETA
CLASSIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS MEDIDORES DE NÍVEL:
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MEDIÇÃO INDIRETA
CLASSIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS MEDIDORES DE NÍVEL:
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RÉGUA OU GABARITO: 
Consiste em uma régua graduada que tem o comprimento conveniente, para ser introduzida dentro do reservatório onde vai ser medido o nível.
A determinação do nível se efetuará através da leitura direta do comprimento marcado na régua, pelo líquido. 
São instrumentos simples e de baixo custo, permitindo medidas instantâneas.
A graduação da régua deve ser feita a uma temperatura de referência, podendo estar graduada em unidades de comprimento, volume ou massa.
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VISORES DE NÍVEL:
Visores de nível são instrumentos simples, porém robustos, que ao serem instalados em vasos, colunas, reatores, tanques, etc, mostram diretamente em seu interior o nível dentro destes equipamentos.
São utilizados para monitoração direta do nível em sistemas pressurizados (com até 200Kgf/cm2) ou atmosféricos, e ainda em processos produtivos com altas temperaturas internas, em torno de 350ºC ou mais. 
Normalmente este instrumento tem dois pontos de conexão ao processo (chamados de tomadas inferior e superior), e quando alinhadas ao equipamento mostrará o nível associado por valer do princípio dos vasos comunicantes.
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VISOR DE VIDRO TRANSPARENTE TUBULAR:
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VISOR DE VIDRO TRANSPARENTE TUBULAR (continuação):
Os visores de vidro tubular normalmente são fabricados com tubos de vidro reto, utilizando paredes com espessura adequada a cada aplicação. 
Estes tubos de vidro são fixados entre duas válvulas de bloqueio de desenho especial, através de união e juntas de vedação apropriadas a cada especificação de projeto.
O comprimento, o diâmetro e a espessura do tubo de vidro irão depender das condições de pressão e temperatura a que estará submetido o visor. Deve-se ressaltar que este tipo de visor não suporta altas pressões (máximo 2,0 bar), nem altas temperaturas (máximo 100ºC).
Para proteção do tubo de vidro contra eventuais choques externos, são fornecidas, montadas no visor, hastes protetoras metálicas colocadas em torno do tubo de vidro.
Não se recomenda o uso do visor de vidro tubular com líquidos tóxicos, inflamáveis ou corrosivos, visto que a fragilidade deste tipo de visor aumenta a probabilidade de perda de produto contido no equipamento.
O comprimento do tubo não deverá exceder os 750 mm. 
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VISOR DE VIDRO TRANSPARENTE PLANO:
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VISOR DE VIDRO TRANSPARENTE PLANO (continuação):
Dependendo da altura do nível a ser medido, os visores podem ser compostos de várias seções, visto que cada seção pode variar sua altura de 100 a 350mm, dependendo do modelo e do fabricante.
Atualmente os visores planos representam cerca de 90% das aplicações de visores de nível em plantas industriais, pois são visores indicados para condições mais severas, visto que suportam temperatura e pressão em maior escala. 
Contudo, recomenda-se que cada visor tenha, no máximo, quatro seções, em função do aumento excessivo do peso do visor com número maior de seções.
A especificação dos materiais das diversas partes do visor de vidro plano depende da aplicação (temperatura, pressão, tipo de fluido, etc.).
Devido à sua construção, são normalmente utilizados para medições de nível de líquido colorido ou dois líquidos coloridos diferentes (medição de interface líquida).
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VISOR DE VIDRO TRANSPARENTE PLANO (continuação):
Cada seção do visor de vidro plano é constituída de dois corpos rígidos em aço carbono, bronze ou ferro fundido, denominados espelhos, com furos onde estojos (conjunto formado por cilindros usinados com roscas médias de ½ polegada ao longo de toda a sua seção e porcas que nestes se ajustam), são atravessados e fixados extremo a extremo e lado a lado, tendo entre si dois vidros planos, lisos e transparentes dispostos frente a frente.
Na parte da frente de cada vidro é posto uma manta (almofada) para melhorar o assentamento e na parte de trás uma junta de amianto para evitar vazamentos com o fluido do processo.
Este conjunto de espelhos e vidros é então montado em forma de sanduíche em um corpo rígido com uma seção central circular ou quadrangular por onde o líquido irá penetrar.
É então fixado por meio de parafusos e apertado de forma alternada, usualmente do meio da seção para fora e preferencialmente com a ajuda de um torquímetro. Fecha o conjunto um par de válvulas que alinha o instrumento ao processo, um tampão na parte superior e uma terceira válvula na parte inferior para drenagens e limpezas.
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VISOR DE VIDRO REFLECTIVO OU REFLEX:
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VISOR DE VIDRO REFLECTIVO OU REFLEX (continuação):
É construído de forma similar ao tipo transparente (material e forma geométrica), porém com algumas particularidades.
Somente um vidro é utilizado, sendo montado sobre um corpo de aço carbono, bronze ou alumínio tendo à sua frente o corpo do espelho e sendo totalmente fechado na parte traseira.
O conjunto é fixado com grampos em forma de “U” e parafusos na parte frontal.
O vidro possui em uma de suas faces uma superfície prismática com ranhuras longitudinais e em 90º (normalmente 4), sendo esta voltada para o lado interno e que terá contato com o produto.
Quando o canal interno do medidor está vazio a luz incidente é refletida pelas superfícies prismáticas fazendo com que o medidor apresente uma coloração prateada.
Quando o líquido encher o canal a parte por ele ocupada aparece então de forma escura e bem definida pelo fato da luz ser quase que totalmente refratada, havendo neste caso bem pouca reflexão.
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VISOR DE VIDRO REFLECTIVO OU REFLEX (continuação):
Pelos aspectos construtivos este tipo de visor é indicado para medições de nível de líquidos incolores, pois a parte ocupada pelo líquido sempre aparecerá com tonalidade escura e a livre prateada.
Não é indicado para medidas de líquidos viscosos pois tendem a escorrer pelo vidro falseando a leitura. Do mesmo modo, não é possível a medição de interface entre substâncias imiscíveis, pois, neste caso, todo o visor se apresentaria escurecido devido a presença de líquidos em todo o intervalo de medição.
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VISOR DE VIDRO REFLECTIVO OU REFLEX e VISOR TRANSPARENTE – COMPARATIVO:
( a ) Visor reflex 		2 - corpo 			5 - Junta almofada
( b ) Visor transparente 		3 - Junta de vedação 	6 - Espelho
1 - Parafuso tipo “U”	 	4 - Vidro 			7 - Porca
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BÓIAS OU FLUTUADORES:
O princípio de funcionamento deste tipo de medidor de nível é bastante simples, haja vista, uma bóia flutuando sobre a superfície do líquido acompanha o nível em que ele se encontra e transmite os movimentos para a parte externa do tanque caso a altura do produto se altere.
Existem várias formas de se receber o sinal da bóia externamente ao tanque. A mais elementar, porém bastante eficiente, é através de um sistema de roldanas, como mostrado na figura ao lado, que transmite o movimento da bóia a um contrapeso que fica sobre uma escala graduada. 
A que se considerar que a escala deverá estar invertida em relação ao nível do tanque. 
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BÓIAS OU FLUTUADORES (continuação):
Uma outra forma de processar o movimento da bóia é acoplá-la a uma ampola de mercúrio ou a um micro interruptor de forma que seja feita a detecção de sinal de nível alto ou baixo, podendo ser usado tanto para alarme quanto para controle.
A diferença estará à cargo, na realidade, do número de micro interruptores acoplados externamente ao tanque sob a atuação do contrapeso do conjunto de medição. 
Mesmo sendo utilizado para controle, este sinal dos contatos elétricos não corresponde a um sinal contínuo do nível do processo.
Um sinal contínuo pode ser obtido de uma medição por bóia, se esta produzir um movimento angular dentro da faixa de medição. Este movimento é transmitido a um potenciômetro, que variará sua resistência de acordo com as variações do nível. Um circuito eletrônico adequado processa este sinal e o converte em um sinal de instrumentação de 4 a 20mA.
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MEDIÇÃO DE NÍVEL POR PRESSÃO HIDROSTÁTICA:
Esta é, sem dúvida uma das formas mais usuais de se medir o nível de um determinado reservatório: fazendo-se a medição indireta através da pressão exercida pela coluna líquida no fundo do tanque. 
Este princípio de medição baseia-se na equação de STEVIN para medição de pressão, que diz:
P = P0 + ρ . g. h
Se expressarmos a densidade de um líquido através do seu valor relativo (densidade relativa), então a equação anterior pode ser modificada para:
P = P0 + ρr . h
E para tal, a unidade de pressão será feita em coluna líquida, o que torna ainda mais conveniente este tipo de medição. Prova disso é que se a pressão medida por um transmissor no fundo de um tanque que contém água for 250mmH2O, então o nível desta no tanque será exatamente 250mm. Para ambas as equações, P0 será a pressão na superfície do líquido do qual ser quer medir o nível.
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MEDIÇÃO DE NÍVEL POR PRESSÃO HIDROSTÁTICA (continuação):
Nesta situação, o valor de pressão (em coluna líquida) medida pelo transmissor acoplado ao fundo do tanque é correspondente ao valor do nível do tanque. A faixa de medição do instrumento será dada em função do valor máximo da altura da coluna líquida e da densidade do líquido contido no reservatório 
Medição em Tanques Abertos:
A conexão do transmissor é feita tendo o lado de alta pressão (câmara de alta) conectado ao fundo do tanque, deixando-se o lado de baixa pressão (câmara de baixa) aberto para a atmosfera. 
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MEDIÇÃO DE NÍVEL POR PRESSÃO HIDROSTÁTICA (continuação):
A pressão na parte de cima do tanque e portanto na superfície do líquido, neste caso, não é mais zero ou a pressão atmosférica como antes, mas sim um outro valor qualquer que pode ser inclusive bastante elevado, como é o caso de caldeiras. 
Medição em Tanques Fechados:
Para uma correta medição de nível a partir deste princípio em tanques fechados, devemos conectar a câmara de alta do transmissor ao fundo do tanque e a câmara de baixa à sua extremidade superior. 
Desta forma, haverá a compensação da pressão de topo do tanque, uma vez que a mesma pressão estará aplicada em ambas as câmaras do transmissor.
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MEDIÇÃO DE NÍVEL POR PRESSÃO HIDROSTÁTICA (continuação):
Para uma maior facilidade de manutenção e acesso ao instrumento, muitas vezes o transmissor é montado em um nível abaixo do fundo do tanque. 
Elevação de zero:
Ao fazermos a ligação de um tubo capilar do fundo do tanque até o transmissor estaremos criando uma coluna líquida permanente, que produzirá uma pressão na entrada do transmissor, mesmo quando o nível do tanque for zero. 
Para evitar que façamos medições errôneas, atuamos na calibração do transmissor de forma a elevar o zero de pressão do instrumento até o valor da coluna líquida criada pela interligação do tanque ao transmissor. 
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MEDIÇÃO DE NÍVEL POR PRESSÃO HIDROSTÁTICA (continuação):
Quando selamos as duas câmaras do transmissor, usamos um líquido de enchimento em toda a extensão da coluna da câmara de baixa pressão. 
Supressão de zero:
Com o tanque com 0% de nível, a pressão na câmara de baixa do transmissor estará maior que a pressão na câmara de alta.
Desta forma, a diferença de pressão entre as duas câmaras será negativa.
Portanto, teremos que fazer na calibração do transmissor o que chamamos de supressão de zero, que consiste em abaixar o zero
de pressão do instrumento a um valor negativo. 
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MEDIÇÃO DE NÍVEL POR PRESSÃO HIDROSTÁTICA (continuação):
Potes de Selagem X Potes de Drenagem:
Vimos claramente a utilidade dos POTES DE SELAGEM principalmente nos casos de preenchimento das “pernas secas” (como é chamado o ramo ligado à câmara de baixa pressão) para os instrumentos diferenciais medindo nível.
Já os POTES DE DRENAGEM visam acumular condensados e por este motivo são instalados sempre a um nível abaixo da câmara de baixa para que não haja influência de coluna líquida. 
Deve-se contudo ter o cuidado de drená-los antes que o nível alcance a câmara, o que provocaria erros de medição no instrumento.
Seu uso está restrito a casos especiais onde, por algum motivo específico do processo, os potes de selagem não sejam indicados.
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MEDIÇÃO DE NÍVEL POR EMPUXO:
Princípio do Empuxo – Princípio de Arquimedes:
Uma outra tradicional e consagrada técnica de medição de nível utiliza o Princípio do Empuxo. 
Utiliza portanto, de corpos imersos ou parcialmente imersos que ao sofrerem a ação do empuxo irão modificar essa condição física e agir sobre dispositivos especiais que irão interpretar tais variações em medidas de nível.
Estes medidores utilizam do princípio descoberto por Arquimedes, famoso matemático e físico que nasceu na Sicília no ano de 287 a.c. e que tem seu nome, que diz:
“Todo corpo imerso ou parcialmente imerso em um fluido, recebe a ação de uma força vertical e ascendente que numericamente corresponde ao peso do volume do líquido deslocado pelo corpo.”
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MEDIÇÃO DE NÍVEL POR EMPUXO (continuação):
Fisicamente, o Princípio do Empuxo é dado pela seguinte relação:
Princípio do Empuxo – Princípio de Arquimedes (continuação):
E = ρ . g . Vim,, onde:
Ex.: nadar no mar é mais fácil que nos rios – a água salgada possui maior densidade – logo irá promover maior empuxo sobre o corpo imerso.
E = força de empuxo
ρ = massa específica do fluido
g = aceleração da gravidade no local
Vim = volume imerso do corpo
A força exercida pelo fluido (o empuxo) no corpo nele submerso será maior quanto maior for a densidade do líquido.
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MEDIÇÃO DE NÍVEL POR EMPUXO – DESLOCADOR (Displacer):
Um flutuador de formato geralmente cilíndrico e volume conhecido, é colocado dentro do tanque de medição. 
Quanto maior for o nível, maior será o volume imerso do flutuador e pelo princípio de Arquimedes, maior será o empuxo por ele sofrido. 
O empuxo gera um pequeno movimento no flutuador que, por sua vez, é ligado a uma haste que sofre uma pequena rotação. Esta haste é ligada a um tubo que se torciona em função daquela rotação. 
A extremidade livre da haste é ligada ao sistema de transmissão que pode ser potenciométrico (transmissor eletrônico). 
Flutuadores cilíndricos são industrialmente encontrados com comprimentos que variam desde 14” (36 cm) a 120” (305 cm), fabricados com materiais como aço inox 304 ou 316, monel, teflon sólido, etc. 
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MEDIÇÃO DE NÍVEL POR EMPUXO – DESLOCADOR (continuação):
As figuras abaixo demonstram claramente de que forma instrumentos que trabalham com deslocadores permitem que as alterações do volume imerso sensibilizem dispositivos de medição.
Nesta figura não há líquido dentro do recipiente e o deslocador tem uma massa igual a 2.550 Kg.
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MEDIÇÃO DE NÍVEL POR EMPUXO – DESLOCADOR (continuação):
Nesta, o deslocador está com 50% de seu volume imerso (50% de nível) e nesta condição a balança só voltou a equilibrar quando foram retirados 250g de massa.
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MEDIÇÃO DE NÍVEL POR EMPUXO – DESLOCADOR (continuação):
Agora o deslocador está com 100% de seu volume imerso, o nível está em 100% e o equilíbrio só foi possível com a retirada de mais 250g de massa.
Conclui-se portanto, que o valor total de empuxo recebido pelo corpo é de 500gf, e que corresponde exatamente ao peso do volume de fluido deslocado.
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MEDIÇÃO DE NÍVEL POR EMPUXO – DESLOCADOR (continuação):
Componentes de um medidor tipo deslocador:
1 – Braço de torque.
2 – Câmara superior.
3 – Haste do deslocador.
4 – Conexão flangeada para fixação no equipamento.
5 – Conversor.
6 – Câmara inferior.
7 – Nível no interior do equipamento.
8 – Conexão flangeada para fixação no equipamento.
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MEDIÇÃO DE NÍVEL POR EMPUXO – DESLOCADOR (continuação):
Configurações de instrumentos tipo deslocador:
Conexão TB
Conexão LL
Conexão TL
Conexão LB
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MEDIÇÃO DE NÍVEL POR BORBULHADOR:
Este tipo de medição permite a determinação do nível de líquidos viscosos e/ou corrosivos, bem como o de quaisquer líquidos, sem que o transmissor entre em contato com o fluido de medição. 
O princípio no qual se baseia este tipo de medição é que será necessário uma pressão de ar igual à coluna líquida existente no vaso, para que o ar vença este obstáculo e consiga escapar pela extremidade inferior do tubo.
Para tanto, necessita-se de uma pressão ligeiramente maior que a exercida pelo líquido no fundo do reservatório 
Uma sonda ou capilar leva o ar até o fundo do tanque. 
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MEDIÇÃO DE NÍVEL POR BORBULHADOR (continuação):
O procedimento natural de inicialização deste princípio de medição é inicialmente ajustar a vazão do borbulhador – na válvula reguladora de vazão – até que haja a formação de bolhas que serão observadas na superfície do líquido. 
Com esta vazão garantimos que a pressão na linha de ar é praticamente igual à pressão da coluna líquida. 
Instalamos então, um transmissor de pressão na linha de ar, de forma que o valor que este recebe corresponda sempre ao nível do tanque. 
É importante ressaltar que a vazão de ar para dentro do tanque deve realmente ser pequena afim de minimizar as perdas de pressão ao longo do capilar. 
Algumas observações devem ser feitas acerca deste sistema visando a obtenção de resultados mais satisfatórios:
a) a extremidade do tubo que é colocado no tanque deve ser chanfrada ou serrilhada, afim de diminuir as tensões superficiais e possibilitar bolhas menores. 
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MEDIÇÃO DE NÍVEL POR BORBULHADOR (continuação):
b) para grandes variações de nível e portanto de valores da coluna de água, recomenda-se o uso de uma válvula reguladora de vazão com compensação de pressão, afim de manter a vazão sempre constante. 
c) recomenda-se uma distância mínima de 3” entre a sonda e o fundo do tanque no caso da medição de líquidos que contenha sólidos em suspensão, afim de evitar que o acúmulo destes possa levar a interferências no processo de medição.
d) este sistema não é indicado para vasos sob pressão.
e) também não é recomendado quando o ar possa contaminar ou alterar as características do produto.
f) deve-ser selecionar o ar de instrumentos, seco e isento de óleo, ou qualquer gás inerte.
g) o líquido não deve conter sólidos em suspensão e sua densidade deve se manter sempre constante.
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MEDIÇÃO DE NÍVEL POR SENSOR CAPACITIVO:
O capacitor é um componente elétrico, composto de dois condutores, denominados placas, separados por um material isolante (dielétrico). A unidade que caracteriza um capacitor é a capacitância, expressa em farad (F). 
Um capacitor de 1 farad armazena um coulomb de carga elétrica ao ser submetido a uma diferença de potencial de 1 volt. 
O valor da capacitância (C) é função da área das placas (A), da distância entre elas (D) e da constante dielétrica (K) do isolante existente entre as placas do capacitor, ou seja:
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MEDIÇÃO DE NÍVEL POR SENSOR CAPACITIVO(continuação):
log
10
.
.
614
,
0
X
K
C
=
Para capacitores cilíndricos, que é o tipo mais usualmente utilizado na medição de nível, o valor da capacitância é dada por:
C – Capacitância em Picofarad.
K – Constante Dielétrica
X – Comprimento do capacitor (mm)
D,d – Diâmetros
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MEDIÇÃO DE NÍVEL POR SENSOR CAPACITIVO(continuação):
Princípio de Funcionamento:
Dispositivos do tipo capacitivo consistem, basicamente, de uma sonda cilíndrica, inserida verticalmente no vaso em que se deseja medir o nível. 
Ce = C1 + C2 + C3
S = sonda
I = isolador
V = vaso
Circuito elétrico equivalente
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MEDIÇÃO DE NÍVEL POR SENSOR CAPACITIVO(continuação):
Princípio de Funcionamento (continuação):
No circuito mostrado na figura anterior, (C1) representa a capacitância parasita apresentada pelo isolador da sonda; esta capacitância é constante.
As capacitâncias (C2) e (C3) representam os efeitos das constantes dielétricas das fases vapor e líquida, respectivamente.
As constantes (Ka) e (Kp) representam os valores das constantes dielétricas das fases vapor e líquida, respectivamente.
(L) é a altura do vaso e (l) é a altura do produto cujo nível está sendo medido.
(D) é o diâmetro do vaso e (d) é o diâmetro da sonda.
Quando as constantes dielétricas dos materiais que constituem a fase vapor (Ka) e líquida (Kp) são constantes, a capacitância do sistema é função apenas de (l), ou seja, da altura do produto cujo nível está sendo medido.
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MEDIÇÃO DE NÍVEL POR SENSOR CAPACITIVO(continuação):
Princípio de Funcionamento (continuação):
A sonda (S) pode ser isolada ou não e serve como uma das placas do capacitor, enquanto as paredes do vaso (V) formam a outra placa e o fluido comporta-se como o dielétrico. 
Quando varia o nível no interior do vaso, alteram-se as proporções entre o líquido (l) e o vapor (L – l).
Como a constante dielétrica (K) da maioria dos líquidos é maior que a dos vapores, as variações de nível no interior do vaso traduzem-se em variações (quase) lineares do valor da capacitância.
Conseqüentemente, os dispositivos do tipo capacitivo também podem ser utilizados para detectar a interface entre dois líquidos com constantes dielétricas diferentes.
As condições de pressão e temperatura do vaso irão determinar o tipo de isolador a ser utilizado na sonda. Já as condições do líquido (corrosivo ou não) irão determinar o tipo de revestimento a ser utilizado na sonda (geralmente teflon ou cerâmica).
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MEDIÇÃO DE NÍVEL ULTRASÔNICO OU ECOSSÔNICO:
Este tipo de medição baseia-se no princípio da reflexão de uma onda sonora em uma superfície criando o efeito ao qual chamamos de ECO. 
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MEDIÇÃO DE NÍVEL ULTRASÔNICO OU ECOSSÔNICO:
Constitui-se de uma unidade emissora de um sinal ultrassônico e de uma outra unidade receptora deste sinal.
A montagem das unidades emissora e receptora é feita no topo do tanque de medição.
A unidade emissora envia um trem de pulsos de ondas sônicas, que serão refletidas na superfície do líquido. Parte desta onda refletida será captada pela unidade receptora. 
O intervalo de tempo entre o envio do trem de pulsos e sua recepção é diretamente proporcional à distância percorrida pela onda, e portanto relaciona-se diretamente com o nível do tanque.
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MEDIÇÃO DE NÍVEL ULTRA-SÔNICO OU ECOSSÔNICO (continuação):
Matematicamente isto pode ser visto da seguinte forma. Sendo:
2 . (H – h) = v . t  (H – h) = (v . t /2)  h = H – (v . t / 2)
H = altura do tanque.
h = nível do tanque.
v = velocidade do som.
t = tempo medido.
H – h = parte vazia do tanque.
Percebemos, portanto, que o circuito eletrônico do medidor realizando a medição do tempo entre a emissão e a recepção do sinal ultra-sônico, realiza conseqüentemente a medição da altura h, que é a própria medição do nível do produto no tanque.
A equação acima nos mostra também que o único parâmetro básico a ser configurado no medidor para a adequação a uma determinada faixa de trabalho é a altura H do tanque.
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MEDIÇÃO DE NÍVEL ULTRA-SÔNICO OU ECOSSÔNICO (continuação):
A velocidade do som no ar é dependente da temperatura do meio e por este motivo instrumentos deste tipo medem a temperatura no sistema de medição (espaço vazio entre o medidor e a superfície do fluido), e a utilizam para compensar as medições de nível quando ocorrem mudanças de temperatura.
Devido ao uso de modernos processadores, pode-se configurar estes instrumentos, informando-os sobre a geometria do vaso o que permitirá medir facilmente ainda volumes para quaisquer cotas de nível.
Pode-se ainda neutralizar o efeito de outros dispositivos presentes dentro de um sistema, como a haste de um agitador, por exemplo. Estes casos, conhecidos como alvos falsos, são facilmente desconsiderados após uma configuração adequada.
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MEDIÇÃO DE NÍVEL POR PESAGEM:
A medição de nível por pesagem consiste basicamente na instalação de células de cargas nas bases de sustentação do silo cujo nível se deseja medir. 
Célula de carga é um sensor constituído por fitas extensiométricas (STRAIN-GAUGES) fixadas adequadamente em um bloco de aço especial com dimensões calculadas para apresentar uma deformação elástica e linear quando submetido a uma força.
Esta deformação é detectada pelas fitas extensiométricas através da variação de sua resistência elétrica. 
As células de carga podem ser instaladas sob os pontos de apoio da estrutura do silo, de tal forma que o seu peso é nelas aplicado. Para estas aplicações é necessário que as células de carga sejam imunes a esforços laterais. Para isto, seus encostos para a carga são constituídos de apoios especiais do tipo côncavo ou esférico. 
O número de células de carga varia em função da forma de silo, sendo que a solução que apresenta melhor precisão é
apoiar o silo em três células dispostas defasadas de 120º em relação à projeção do seu centro de simetria.
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MEDIÇÃO DE NÍVEL POR PESAGEM (continuação):
Sempre que possível o silo deve ser projetado com seção transversal circular de forma a garantir uma distribuição estável e equalizada do peso total entre as três células de carga. 
Em algumas instalações existem silos apoiados em uma ou duas células de carga, sendo os outros apoios fixos; esta solução não é recomendada devido à imprecisão provocada pela distribuição desigual do peso entre os apoios.
Para silos pequenos podem ser usadas células de carga que são deformadas por tração, sendo neste caso o silo suspenso por uma única célula, eliminando-se o problema de distribuição de carga.
Os sistemas de medição de nível através de pesagem exigem que o silo seja fisicamente isolado da estrutura do prédio, evitando, desta forma, que forças estranhas sejam aplicadas às células de carga, introduzindo erros na medição.
Algumas alterações do projeto estrutural do prédio poderão ser necessárias, uma vez que o peso do silo não está mais distribuído em uma estrutura de sustentação, mas, sim, concentrado em pontos onde serão instaladas as células de carga. 
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MEDIÇÃO DE NÍVEL POR PESAGEM (continuação):
Os sistemas de enchimento e esvaziamento do silo deverão ser cuidadosamente projetados tendo em vista minimizar sua interferência no sistema de medição. Deve ser evitada a instalação de vibradores, motores e outras fontes de vibração em contato direto com o silo. Em silos mais altos ou instalados em local sujeito a vibrações excessivas, recomenda-se a colocação de barras estabilizadoras nas laterais do silo para absorver os eventuais esforços horizontais que tendem a desequilibrar o silo, prejudicando o desempenho do sistema.
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MEDIÇÃO DE NÍVEL POR PESAGEM (continuação):
As figuras a seguir ilustram alguns tipos de células de carga baseadas em STRAIN GAUGES: 
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CHAVES DE NÍVEL:
As chaves de nível são dispositivos utilizados para atuar em determinados pontos fixos de nível.
As chaves de nível fornecem como saída somente um dentre dois estados: energizado ou desenergizado para chaves elétricas ou pressurizado ou despressurizado para chaves hidráulicas ou pneumáticas.
As chaves de nível são compostas, basicamente de duas partes, o detector de nível e o circuito de saída.
O detector, que está montado no equipamento cujo nível está sendo monitorado, se encarrega de informar ao circuito de saída a presença ou ausência do nível em determinado posição e esse circuito se encarrega de mudar o estado de saída da chave, em função daquela informação.
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CHAVES DE NÍVEL (continuação):
Vários são os fabricantes e os tipos de chaves de nível. As mais usuais são:
 Chaves de nível vibratória;
 Chaves de nível tipo pás rotativas;
 Chaves de nível tipo eletrodos;
 Chaves de nível do tipo ultrasônico, etc.
 Chaves de nível tipo bóia;
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CHAVES DE NÍVEL (continuação):
Chave de Nível Vibratória:
É um instrumento destinado à detecção e controle de nível de silos contendo materiais sólidos como granulados e pós. Seu funcionamento baseia-se na vibração da haste metálica por um cristal piezoelétrico colocado em seu interior, sendo a saída ON/OFF acionada quando o produto toca a haste. 
Encontra-se disponível em dois modelos: haste rígida e diapasão (garfo). O modelo com haste rígida é utilizado somente com materiais sólidos (granulados, pós, etc.) enquanto o modelo com haste diapasão, além de detectar produtos sólidos, pode também ser utilizado com líquidos, podendo inclusive atuar com a função de chave de fluxo em tubulações (detecção de presença ou ausência de fluxo). 
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CHAVES DE NÍVEL (continuação):
Chave de Nível Tipo Bóia:
Esta chave de nível foi desenvolvida para aplicações que necessitam detectar e controlar o nível de tanques ou reservatórios onde são armazenados materiais líquidos como água, produtos químicos (agressivos ou não), óleos, entre outros.
Instalada na lateral do tanque, a chave tem seu funcionamento baseado em uma bóia cujo movimento é transmitido a uma haste e esta, a um magneto localizado no interior do invólucro através de acoplamento magnético, provocando assim a atuação de um contato elétrico.
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CHAVES DE NÍVEL (continuação):
Chave de Nível Tipo Pás Rotativas:
É um instrumento eletromecânico utilizado na detecção e controle de nível de silos contendo materiais sólidos como granulados, minérios, brita, entre outros. As pás da chave permanecem em constante rotação em baixa velocidade movidas por um pequeno motor localizado no interior do invólucro. Este motor é automaticamente desligado quando o produto atinge uma das pás impedindo a rotação normal e deste modo, prolongando a vida útil do componente.
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CHAVES DE NÍVEL (continuação):
Chave de Nível Tipo Eletrodos:
Instrumento desenvolvido para a detecção e controle de nível de tanques ou reservatórios onde são armazenados materiais líquidos como água ou outros produtos condutivos.
Hastes metálicas encontram-se em contato com o processo e o funcionamento é baseado na condutividade elétrica: quando o líquido entra em contato com a haste, o circuito elétrico é fechado e a saída ON/OFF da chave acionada.
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CHAVES DE NÍVEL (continuação):
Chave de Nível Tipo Eletrodos:
Esta chave de nível é utilizada na detecção e controle de nível de tanques ou reservatórios contendo materiais líquidos como água, produtos químicos (agressivos ou não), inflamáveis, óleos, entre outros. Seu funcionamento é baseado na emissão de pulsos de ultra-som entre dois pontos do chanfro da haste. Estes pulsos são transmitidos somente quanto o líquido preenche o chanfro. Neste momento um circuito eletrônico detecta a presença do líquido e aciona a saída (contato elétrico).
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CHAVES DE NÍVEL (continuação):
Chave de Nível Tipo Capacitivo:
Este dispositivo possui como principal vantagem o fato de ser uma chave de nível extremamente versátil uma vez que pode ser aplicada na detecção e controle de nível de tanques, silos ou reservatórios contendo praticamente qualquer tipo de produto como líquidos ou sólidos. 
Não apresenta nenhuma parte móvel uma vez que seu princípio de funcionamento é baseado na variação de capacitância que ocorre quando a haste detecta produtos com constantes dielétricas diferentes da do ar. Um circuito eletrônico é responsável por efetuar esse monitoramento. No momento em que o produto entra em contato com a haste, o contato elétrico da saída é acionado.
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EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO E REVISÃO
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FIM