REII_7.rtf

(1)

Respostas dos Exe

Respostas dos Exerc

rc

í í

_{cios – Cap}

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_{tulo 7}

1

1)) CCoonncceeiittuue e mmeeddiidda a dde e nníívveel l ccoonnttíínnuua a e e mmeeddiidda a dde e nníívveell discreta.

discreta.

Resposta: Resposta:

Medida de nível contínua, como o próprio nome diz, é a medida Medida de nível contínua, como o próprio nome diz, é a medida to

tomamada da na na ununididadade e de de ttemempopo, , em em quque e o o momoninitotorarandndo o dodo processo é feito em tempo integral.

processo é feito em tempo integral.

Medida de nível discreta é o tipo de medida utilizado quando se Medida de nível discreta é o tipo de medida utilizado quando se necessita de informações especícas apenas em determinados necessita de informações especícas apenas em determinados pontos, tais como limites m!"imos e mínimos.

pontos, tais como limites m!"imos e mínimos.

#)

#) $"$"plpliqique o ue o prprinincícípipio o da medda mediçiç%o de nív%o de nível poel por r eleletetrrododos deos de contato e cite suas limitações de uso.

contato e cite suas limitações de uso.

Resposta: Resposta:

&

& sistesistema de ma de mediç%mediç%o o de nível por de nível por contatcontatos de os de eletreletrodos 'aseia(odos 'aseia( se no princípio da variaç%o da resistncia de um condutor em se no princípio da variaç%o da resistncia de um condutor em funç%o do seu comprimento. *ó pode ser usado em tanques com funç%o do seu comprimento. *ó pode ser usado em tanques com +uidos condutores. *e o tanque for met!lico, pode ser utilizado +uidos condutores. *e o tanque for met!lico, pode ser utilizado somente um condutor que é imerso no +uido, sendo o tanque a somente um condutor que é imerso no +uido, sendo o tanque a outra fonte condutora. *e o tanque for n%o condutor, ent%o, s%o outra fonte condutora. *e o tanque for n%o condutor, ent%o, s%o utilizados dois condutores imersos.  variaç%o do comprimento utilizados dois condutores imersos.  variaç%o do comprimento do condutor se d! em funç%o do nível do +uido.

do condutor se d! em funç%o do nível do +uido. -)

-) CoConsnsididerere dois tae dois tanqunques que utes que utililizizam o prinam o princícípipio de medio de mediç%ç%oo por capacitncia e contm a mesma su'stncia armazenada. por capacitncia e contm a mesma su'stncia armazenada. /or meio das equações o'ten0a o valor da capacitncia C /or meio das equações o'ten0a o valor da capacitncia C_a_a,, considerando os seguintes valores

considerando os seguintes valores

Capacitor cil

Capacitor cil í í _ndrico_ndrico

Dimens

Dimens õ õ_{es da Sonda}_{es da Sonda}

a 2 -mm a 2 -mm ' 2 #3mm ' 2 #3mm 4 2 5m 4 2 5m C C_a_a2626 7esposta 15#,#5 Coulom' 7esposta 15#,#5 Coulom'

Capacitor de placas paralelas Capacitor de placas paralelas

 2 8m  2 8m## 425m 425m C C_a_a2626 7esposta 19,8 Coulom' 7esposta 19,8 Coulom'

(2)

: 2 9,935198919"1:(1# C#;<.m# =r ou v!cuo) 12 #,>3#3>-535"1:(11 C#;<.m# =?leo de &liva)

0 2 #m

Solução:

Capacitncia do tanque com capacitor cilíndrico

( )

(

)













−

ε

⋅

ε

⋅

π

⋅

ε

⋅

π

⋅

+

⋅

−

⋅

−

=

1 4 # a ' ln C # 1 0 1 : : a =8.1) ( )

(

)

























⋅

ε

⋅

ε

+

−

ε

⋅

π

⋅

=

a ' ln 0 0 4 # C_a : : 1 =8.#) ( )

(

)

























⋅

+

−

⋅

π

⋅

=

− − − -#3 ln # 1: " >3#3>-5 , # 1: " 93519819 , 9 # 5 1: " 93519819 , 9 # C 11 1# 1# a 11 a 1,--31"1: C

=

− =8.5)

Capacitncia do tanque com capacitor de placas paralelas

(

)

(

)

_



_









−

ε

⋅

ε

+

⋅

−

⋅

ε

−

=

1 C  4 C 0 1 a : a 1 =8.3) /ondo o Ca em evidncia

(

1

)

4 0  C 1 1 : 1 a

₋

_ε

₊

_ε

_⋅

⋅

ε

⋅

ε

=

=8.>)

(3)

m 5 <m C 1: " >3#3>-5 , # 1 <m C 1: " >3#3>-5 , # m # m 8 <m C 1: " 93519819 , 9 <m C 1: " >3#3>-5 , # C # # 11 # # 11 # # # 1# # # 11 a

⋅

+













+

−

⋅

=

− − − − =8.8) ## a 9,##:#"1: C

=

−

4) @m medidor de nível por empu"o foi instrumentado por strain-gauges. Considere os seguintes valores e determine o valor da

deformaç%o o'tida pelo strain(gauge =+uido com 25A3:<;m-_).

Bimensões do m'olo B2 3:mm

0 2 1,3m =nível do +uido2comprimento su'merso do m'olo) arra instrumentada a21::mm '2 #:mm l2 1,3m $2 #,:>9"1:11_<;m# Solução:

(

)

(

_-

)

# -# 11 -# -# # $ m 1: " 1:: m 1: " #: m < 1: " :>9 , # > m < 5A3: 5 m 1: " 3: m 3 , 1 a ' $ > 4  0 a ' $ > 4 D − −

_⋅

⋅















⋅

π

⋅

=

⋅

γ

⋅

=

⋅

=

ε

=8.9 A 1: " 183 , 1 −

=

ε

_=8.A)

(4)

5) $"plique o princípio de funcionamento de uma célula do tipo d;p C$44.

Resposta:

 célula d;p C$44 mede a press%o e"ercida por um líquido, utilizando para tal um transmissor de células de press%o diferencial . $sse transmissor ir! transmitir quer um sinal pneum!tico, quer um sinal eletrEnico a um indicador distante.  press%o 0idrost!tica e"erce uma força contra um diafragma de aço da cmara de press%o =F), sendo este equili'rado contra a press%o atmosférica da cmara de press%o inferior =4). Gualquer desequilí'rio é detectado pelo transmissor que contém um amplicador que enviar! um sinal em proporç%o direta ao nível no tanque.

3) $"plique o princípio de mediç%o de nível por cai"a de diafragma fec0ada.

Resposta:

<a cai"a de diafragma fec0ada a press%o 0idrost!tica do líquido deforma a mem'rana +e"ível de neopreme para dentro da cai"a, comprimindo o +uido em seu interior, que pode ser o próprio ar ou glicerina. ssim, a press%o indicada no manEmetro ser! proporcional H profundidade em que a cai"a se encontra.

>) $m se tratando de mediç%o de nível por radiaç%o, e"plique o que signica o termo Imeia-vida” e por que as fontes de

radiaç%o nesse sistema utilizam o césio =1-8_Cs). Resposta:

Meia(vida é o termo designado para fazer referncia a um isótopo radioativo que, ao se desintegrar, perde meia. Guando um isótopo se desintegra, perde força. & tempo que um isótopo demora a perder metade da sua força é c0amado de meia(vida.  meia(vida do co'alto >: é 3,- anos, o que é reduzido. o longo de pouco tempo a fonte teria pouca força e aca'aria por ser su'stituída ao m de mais ou menos 3 anos. Jal fato tornaria e"tremamente dispendiosa a utilizaç%o deste princípio de mediç%o.

(5)

& césio K! n%o tem este pro'lema.  meia(vida dele é -- anos. $ste tempo é suciente para que a fonte esteKa 'em forte durante v!rios processos, Kusticando assim seu alto investimento inicial.

8) & que é cmara de ionizaç%o e como funciona6

Resposta:

 cmara de ionizaç%o é um detector de nível contínuo, confeccionada a partir de um tu'o met!lico com 5 a > polegadas de dimetro e"terno contendo um g!s pressurizado a v!rias atmosferas. @ma pequena voltagem de polarizaç%o é aplicada a um grande eletrodo, que se encontra dentro da cmara de ionizaç%o "o e concntrico a esta.

o mesmo tempo que a energia dos raios gama atinge a cmara, um sinal muito pequeno =medido em pico(amperes) é detectado enquanto o g!s é ionizado. $ssa corrente que é proporcional H quantidade de radiaç%o gama rece'ida pelo detector é amplicada e transmitida como um sinal de mediç%o de nível.

9) @m tanque de armazenamento com 42 >m tem seu nível

controlado por ultra(som. *a'endo que o aparel0o é montado no topo do tanque e o nível 0 detectado de su'stncia contida nele é de 5m, calcule o tempo t que a onda sonora leva de sua saída na fonte até sua recepç%o que se encontra no mesmo aparel0o =velocidade do som 2 -5-m;s). Solução:

ρ

=

 v =8.1:) s 1: " :9-, 3 s ; m -5-m 5 m > v 0 4 t v t 4  t 4 0

=

−

⋅

→

=

−

=

−

=

−

-ρ

⋅

−

=

=8.11)

1:) $"plique o princípio de operaç%o do sistema de mediç%o de nível por vi'raç%o.

(6)

$ste princípio de mediç%o utiliza(se de dois osciladores piezelétricos "ados dentro de um tu'o, gerando vi'rações nesse tu'o H sua freqLncia de res(sonncia.

 freqLncia ressoante do tu'o varia de acordo com a sua profundidade de imers%o na su'stncia líquida ou sólida armazenada. @m circuito /44 é utilizado para acompan0ar essas vi'rações e aKustar a freqLncia aplicada ao tu'o pelos osciladores piezelétricos.  medida do nível 0 é o'tida em funç%o da freqLncia de saída do oscilador quando o tu'o est! em ressonncia.