Instrumentação Industrial Parte 3 Nível

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Automação E CONTROLE
PUC MINAS – Barreiro
Curso de Graduação em Engenharia Produção
Prof. Henrique Resende Martins
Objetivos
Instrumentação
2
Sumário
Temperatura
Conceitos Básicos
Variáveis
Temperatura
Pressão
Nível
Força
Posição / Velocidade
Elementos Finais de Controle
Válvulas de Controle
Inversores de Frequência
Simbologia
3
Nível é a altura do conteúdo de um reservatório 
Sólido ou Líquido. 
Através de sua medição torna-se possível: 
Avaliar o volume estocado de materiais;
Balanço de materiais de processos contínuos de acumulação temporária, reações, mistura, etc.
Segurança e controle do nível do produto quando não pode ultrapassar determinados limites. 
Nível-Conceito
4
Tipos de medição de nível são:
Direta
Indireta
Descontínua
Nível - Tipos de Medição
5
Tomada como referência a posição do plano superior da substância medida. 
Pode-se utilizar: réguas, visores de nível, boias ou flutuadores. 
Régua ou Gabarito: Consiste em uma régua graduada a qual tem um comprimento conveniente para ser introduzida dentro do reservatório a ser medido. 
Nível – Medição Direta
6
A determinação do nível se efetuará através da leitura direta do comprimento molhado na régua pelo líquido.
Nível – Medição Direta
7
Visores de Nível
Este medidor usa o princípio dos vasos comunicantes, o nível é observado por um visor de vidro especial, podendo haver uma escala graduada acompanhando o visor. 
Esta medição é feita em tanques abertos e tanques fechados. 
Nível-Medição Direta – Visores
8
Bóias ou Flutuadores
Nível – Medição Direta – Bóias
Indicar a posição da Superfície;
Controlar Vazão (Caixa d’agua);
Tanques abertos.
9
Nível – Medição Direta – Bóias
10
Medido indiretamente em função de grandezas físicas como : 
Pressão;
Empuxo;
Radiação;
Propriedades elétricas.
Nível-Medição Indireta
11
Medição de Nível por Pressão Hidrostática (pressão diferencial)
Neste tipo de medição usamos a pressão exercida pela altura da coluna líquida, para medirmos indiretamente o nível, como mostra abaixo o Teorema de Stevin: 
 P = Patm + h .  . g
Onde:
P = Pressão em mm H2O ou polegada H2O
h = nível em mm ou em polegadas
 = densidade relativa do líquido 
	 na temperatura ambiente. 
Essa técnica permite que a medição seja feita independente do formato do tanque seja ele aberto ou pressurizado. 
Nível – Medição Hidrostática
12
TIPO CAIXA DE DIAFRAGMA:
Caixas de Bronze 
Diafragma de Neoprene Flexível – Ligado ao Manômetro
Variações na pressão estática - Produzem correspondentes variações da pressão do ar
Nível – Medição Hidrostática
CARACTERISTICAS:
baixo custo;
facilidade de limpeza;
construção simples;
limitação da faixa de nível
limitação na temperatura - 65oC.
13
TANQUE ABERTO
Consiste na eliminação da pressão atmosférica.
É mostrada a pressão manométrica => Pa – Patm
Pa => Pressão Absoluta
Patm => Pressão Atmosférica
Nível – Medição Com Pressão Diferencial
14
TANQUE FECHADO - Pressurizado
Nível Proporcional a tomada de Pressão Diferencial.
Duas tomadas de pressão dentro do tanque:
No fundo;
No Topo
Nível – Medição Com Pressão Diferencial
P
15
Nível de líquidos viscosos e ou corrosivos.
Para que o ar saia pela ponta da sonda será necessário uma pressão de ar igual ou maior à coluna líquida existente no tanque;
Nível – Medição Com Borbulhador
16
Princípio de Arquimedes: 
“Todo o corpo mergulhado em um fluido sofre a ação de uma força vertical dirigida de baixo para cima igual ao peso do volume do fluído deslocado.” 
E = V .  
E = empuxo, 
V = volume deslocado
 = densidade ou peso específico do líquido
Pap = Pr – E
Pap = peso aparente,
Pr = peso real,
E = Empuxo
Nível – Medição Indireta por Empuxo
17
Nível – Medição Indireta por Empuxo
18
2 líquidos com pesos específicos diferentes 1 e 2.
O empuxo será dado pôr:
	ET = Pr - Pap 
 ET = E1 + E2 onde:
 E1 = h1.1 e E2= h2. 2
Nível-Medição por Empuxo (Não miscíveis)
19
Isentos do contato com os produtos;
Manutenção sem a interferência no processo;
Indicação e controle de materiais: Corrosivos, muito quentes, sólidos, etc.
Nível – Medição Por Radiação
20
Medição de Nível por Capacitância
A capacitância é uma grandeza elétrica que existe entre 2 superfícies condutoras isoladas entre si.
O medidor de nível capacitivo mede as capacitância do capacitor formado pelo eletrodo submergido no líquido em relação as paredes do tanque. A capacitância do conjunto depende do nível do líquido => C = K. A/d
Nível – Medição Por Capacitância
21
Nível-Medição Por Capacitância
Nível – Medição Por Capacitância
22
O ultra-som é uma onda sonora, cuja frequência de oscilação é maior que aquela sensível pelo ouvido humano, isto é, acima de 20 kHz.
A velocidade do som é a base para a medição através da técnica de eco, usada nos dispositivos ultra-sônicos. 
Problemas com espuma.
Nível – Medição Por Ultra Som
23
Nível – Ultrasom
Nível-Medição Por Ultra Som
24
Medição de nível Descontínua
Nos líquidos que conduzem eletricidade, podemos mergulhar eletrodos metálicos de comprimento diferente. 
Medição de nível descontínua por condutividade 
Medição de nível descontínua por bóia 
Diversas técnicas podem ser utilizadas para medição descontínua, desde simples bóia acoplada a contatos elétricos a sensores eletrônicos do tipo capacitivo ou ultra-sônico, onde diferenciam-se entre si pela sensibilidade, tipo de fluido, características operacionais instalação e custo. 
Nível – Descontinua
25
Nível – Descontinua
26