Medidores de Nível - seminário

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Seminário de Instrumentação e Controle
Cecília Luena Adão Ribeiro
RA: 167634
9ºS – Diurno 
Engenharia Química
Medidores de Nível
Introdução 
Nível
Altura ocupada por um dado conteúdo (sólido ou líquido) em um reservatório
Variável de grande relevância para a indústria
Conceituação simples, aplicação rigorosa
Classificação Geral
Quanto ao modo de medição:
Indireta ou inferencial
Direta
Quanto a função na malha:
Indicadores
Transmissores
Controladores
Chaves de nível
Tipos de Instrumentos de Medição de Nível
Chaves de nível
Flutuador
Deslocador
Pressão diferencial
Ultrassônico
Radar
Capacitivo
Eletromecânico
Pás rotativas
Pesagem
Visores de nível
São materiais destinados na medição de líquidos ou na interface de líquidos imiscíveis.
 Apresentam baixo custo de aquisição e alta utilização sendo apenas restringidos nos casos de excessivas temperaturas e pressões.
Podem ser de três tipos:
Tubular
De vidro plano
Especiais
Visor de Vidro Tubular
Visor de Vidro Tubular
Aplicações e restrições
Resistência e segurança limitada
Aplicáveis a processos de pressão e temperatura de até 2bar e 100ºC
Não recomendados para líquidos tóxicos, inflamáveis ou corrosivos
Comprimento do tubo de até 750mm
Visores com sobreposição das faixas visíveis
Visor de Nível de Vidro Plano
Composto por vários módulos (seções dos visores), onde são fixadas as barras planas de vidro
Altura da seção de 100 a 350mm
Até 4 seções por visor
Vidro de borossilicato temperado
Corpo do visor feito em aço carbono fundido (quando o fluido é corrosivo, aço inoxidável AISI 304 ou 316)
Espelho (fabricado em aço modular ou inoxidável ou carbono)
Visor de Nível de Vidro Plano
Reflex ou reflexivo
Possuem ranhuras prismáticas na face interna
Funcionamento com base na lei ótica de reflexão total da luz
Não aplicáveis a fluidos corrosivos ao vidro e vapores de água saturada ( P>30bar)
Não aplicáveis a fluidos viscosos e na interface de líquidos imiscíveis
Necessitam de um vidro só
Transparente
Necessitam de dois vidros
Aplicáveis para fluidos coloridos ou viscosos
Recomendados na supervisão de interface entre dois líquidos
Mais caros comparado aos visores reflexivos
Visor de Nível de Vidro Plano
Reflex ou reflexivo
Transparente
Visor de Nível de Vidro Plano Magnético
Constítuido por um tudo metálico conectado ao equipamento através de duas conexões de processo
Boia cilíndrica com imã permanente
Medição sem contato com o líquido
Palhetas montadas com interval de 10mm em material de plástico ou cerâmico
Medidor de Nível – Flutuador
A medição é baseada no deslocamento de elementos que se movimentam junto com a superfície do meio líquido por flutuação
Corpos ocos, esféricos ou cilíndricos (plástico ou ligas inoxidáveis)
Empuxo inversamente proporcional a densidade do elemento
Podem ser de dois tipos:
Flutuador do tipo haste
Flutuador do tipo cabo
Medidor de Nível – Flutuador
Haste: o flutuador acompanha a variação do nível em dado tanque ou vaso, transmitindo um movimento giratório por meio de engrenagens para um mostrador externo. O comprimento da haste é o principal limitante da faixa de medição que o instrumento pode operar.
Cabo: a variação do nível do líquido é indicada através do movimento de um flutuador ligado por meio de uma fita, cabo ou corrente a um peso, tendo um alcance de medição de aproximadamente 30m.
Medidor de Nível – Deslocador
São medidores indiretos que utilizam o empuxo como princípio de medição
Possuem a forma de um cilindro oco ( de aço inox 304/316, monel, hastelloy, teflon, etc)
Corpo deslocador mais denso que o líquido
Utiliza-se mecanismo de sustentação (mola linear ou torcial)
Componentes:
1. Braço de torque
2. Câmara superior
3. Haste do deslocador
4. Conexão flangeada
5. Conversor
6. Câmara inferior
7. Nível no interior do equipamento
8. Conexão flangeada
Medidor de Nível – Pressão diferencial
medição é feita a medida da pressão da coluna líquida produzida pelo líquido para determinar o seu nível
composto por uma eletrônica conectada a um sensor
Aplicações de medidores de pressão diferencial 
Tanque aberto para a atmosfera com o transmissor de pressão diferencial instalado no mesmo nível da sua tomada de alta pressão
A instalação do transmissor em um plano situado em um nível inferior à tomada de alta pressão
Aplicações de medidores de pressão diferencial 
Vaso pressurizado (fechado) faz-se necessário compensar a pressão interna do vaso (que exerce influência sobre a coluna de líquido), conectando a tomada de baixa pressão no topo do vaso, e caso o transmissor esteja instalado abaixo do nível da tomada de alta pressão, faz-se necessário compensar a coluna de líquido desta tomada.
Nível zero acima da tomada de alta pressão do instrumento. Neste caso também é necessário fazer uma supressão de zero correspondente a esta coluna de líquido
Vaso de pressão fechado com o transmissor de pressão diferencial selado instalado abaixo do nível da sua tomada, ocorre a necessidade de compensação na tomada de alta pressão, bem como a compensação da tomada de baixa pressão em função do líquido de selagem.
Aplicações de medidores de pressão diferencial 
Medidor de Nível – Ultrassônico
Medição por meio de som em alta frequência (>20KHz)
Funcionamento dependente da reflexão da onda na superfície do produto
Temperatura influência na velocidade de propagação
Baixo desempenho em sólidos
Sua utilização dispensa conhecimentos de diversas propriedades do processo 
Medidor de Nível – Radar
O tempo entre a emissão e a recepção é proporcional ao nível do tanque
Podem utilizar antenas do tipo parabólica ou do tipo cônica, medindo níveis de até 40m
A variação de temperatura e pressão não influenciam na medição
Pó depositado sobre a antena influencia a medição
Medidores de Pás Rotativas
Características 
Rápida identificação de falhas
Nas aplicações onde o material raramente muda a função, a pausa no motor (configuração opcional)  é suspensa após períodos prolongados sem detecção de mudanças no nível do material, levando a economia de energia
Indicações do nível e das falhas feitas por luzes LEDs
Medidores Capacitivos
Utilizado na medição contínua do nível de sólidos, líquidos condutivos e não condutivos, assim como de elementos formados ou compostos por partículas sólidas.
Aplicação em meios viscosos ou corrosivos, polpas, controle de nível de fluídos granulados, líquidos e pó, entre outros
Medidores Capacitivos
Características
Sistema eletrônico que permite a calibração imediata;
O transmissor de nível capacitivo mede a variação de capacitância e a corrente resistiva adicional;
Possui programação simples e de fácil utilização;
Tem boa relação custo-benefício;
Instalação e manutenção simples de serem feitas;
Estabilidade e resolução a  longo prazo.
Exemplo de uso
Exemplo de uso
Indicador de Nível Magnético Aurora
Fabricados pela Magnetrol
 Sistema operacional de um indicador de nível magnético flutuante convencional (MLI) combinado com transmissor de radar de onda guiada Eclipse
Conclusão
Conforme citação inicial do presente trabalho, os visores de nível são largamente utilizados nas plataformas industriais, porém, foi possível perceber que simplicidade não é análoga à facilidade observando-se a variação entre os medidores de nível bem como suas especificidades, que por sinal, precisam ser devidamente conhecidas para a seleção adequada do medidor de nível para o processo em análise, visto que as propriedades do fluido, assim como a pressão e temperatura do processo são dos fatores mais abordados no processo de escolha.
Bibliografia
Bindicator. Chave de Nível Rotativa. Disponível em: <https://bindicator.com.br/chave-nivel-pa-rotativa.html>. Acessado em: 30.04.2019
Bindicator. Transmissor de Nível Capacititvo. <https://bindicator.com.br/transmissor-nivel-capacitivo.html>. Acessado em: 30.04.2019
DELMÉE, Gerard Jeanet al. Instrumentação Industrial. 3 ed. Rio de Janeiro: Interciência, 2011
MAGNETROL. Indicador de Nível Magnético Aurora. Disponível em: <https://www.magnetrol.com/pt/products/indicador-de-nivel-magnetico-aurora>. Acessado em: 29.04.2019
MARQUES, R. P. Instrumentação Industrial. Nível, Parte I. Disponível em: <https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4131634/mod_resource/content/1/05a%20-%20Ni%CC%81vel%20-%20V2017a.pdf>. Acessado em: 26.04.2019.
PASETTI, Giovani. Medição de Nível. Acessado em: <http://professor.luzerna.ifc.edu.br/giovani-pasetti/wp-content/uploads/sites/35/2018/09/Instrumenta%C3%A7%C3%A3o-Parte-4-N%C3%ADvel.pdf>. Acessado em: 26.04.2019