Aula 7_Medição de Nível

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Medição de Nível

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1 - Introdução

A medição de nível é definida como a determinação da posição de uma interface entre dois meios.

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2 - Medidores de Nível

Nesta seção serão vistos os principais instrumentos utilizados na medição de nível.

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2 - Medidores de Nível

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2 - Medidores de Nível

As próximas seções são classificadas de acordo com as formas de medição de nível:

 Direta

 Indireta (inferencial)  Descontínua

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2.1 Medidores Diretos

Faz a medição em relação ao plano superior (ou inferior) da substância.

• Réguas ou gabaritos • Visores de nível

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2.1 Medidores Diretos

2.1.1 Réguas ou gabaritos

Régua graduada introduzida dentro do reservatório a ser medido, em que a leitura é feita na região molhada da régua.

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2.1 Medidores Diretos

2.1.2 Visores de nível

Os visores de nível consistem basicamente em uma escala graduada colocada num vaso comunicante ao tanque.

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2.1 Medidores Diretos

Visor de vidro tubular

Instalado externamente com válvulas de bloqueio na parede do tanque.

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2.1 Medidores Diretos

Visor de vidro tipo reflex

Instalado em vasos pressurizados em que não é possível ver a cor do líquido.

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2.1 Medidores Diretos

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2.1 Medidores Diretos

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2.1 Medidores Diretos

Instalação em alta pressão Cor alterada do visor:

• Vapor

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2.1 Medidores Diretos

Visor com palhetas metálicas

Possui uma bóia magnética que faz com que as palhetas se movam à medida que o nível sobe, mostrando a parte colorida.

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2.1 Medidores Diretos

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2.1 Medidores Diretos

2.1.3 Flutuador (ou Bóia)

Bóia presa a um cabo que tem sua extremidade ligada a um contrapeso fixo em um ponteiro que indica o nível numa escala.

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2.1 Medidores Diretos

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2.1 Medidores Diretos

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2.2 Medidores Indiretos

São utilizadas outras grandezas de medição que estão relacionadas com o nível:

• Radiação (tempo de trânsito) • Propriedades elétricas

• Pressão • Empuxo

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2.2 Medidores Indiretos

2.2.1 Medição por pressão hidrostática

Faz-se a medição da pressão exercida pela coluna de líquido para inferir o nível (teorema de Stevin).

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2.2 Medidores Indiretos

Tanque aberto

Nível é inferido a partir da pressão medida.

• : pressão [] • : nível []

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2.2 Medidores Indiretos

Tanque aberto

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2.2 Medidores Indiretos

Tanque aberto

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2.2 Medidores Indiretos

Tanque aberto

Medição abaixo do tanque (supressão de zero).

Exemplo: calcule a faixa de medição do instrumento abaixo.

Quando estiver em 0%:

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2.2 Medidores Indiretos

Tanque fechado

Quando a pressão na parte superior do tanque não é igual a pressão atmosférica.

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2.2 Medidores Indiretos

Tanque fechado

Nível é inferido a partir da pressão diferencial entre o ponto de medição e a pressão de vapor na parte superior do tanque.

• : pressão diferencial [] • : nível []

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2.2 Medidores Indiretos

Tanque fechado

Para fluidos viscosos ou corrosivos, utiliza-se selagem das câmaras de baixa e alta pressão. Faz-se a elevação de zero.

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2.2 Medidores Indiretos

Tanque fechado

Para medidor posicionado abaixo do tanque deve-se fazer ajuste do zero do medidor.

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2.2 Medidores Indiretos

Tanque fechado

Medição abaixo do tanque com selagem (elevação de zero). Exemplo: calcule a faixa de medição do instrumento abaixo.

Quando estiver em 0%:

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2.2 Medidores Indiretos

2.2.2 Medição por borbulhador

Utilizado para medição de nível de líquidos viscosos, corrosivos ou outros à distância.

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2.2 Medidores Indiretos

2.2.2 Medição por borbulhador

Um tubo é inserido no líquido. O suprimento de ar é ajustado de forma a produzir pequenas bolhas. Sua pressão deve ser igual ou maior que a pressão da coluna de líquido (aprox. 20%

maior).

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2.2 Medidores Indiretos

2.2.3 Medição por empuxo

Baseado no princípio de Arquimedes:

“Todo corpo mergulhado em um fluido sofre a ação de uma força vertical dirigida de baixo para cima igual ao peso do volume deslocado”

• : empuxo

• : volume deslocado • : peso específico

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2.2 Medidores Indiretos

Peso aparente: peso menos o empuxo.

• : peso aparente

• : peso real do flutuador • : força de empuxo

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2.2 Medidores Indiretos

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2.2 Medidores Indiretos

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2.2 Medidores Indiretos

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2.2 Medidores Indiretos

Medição de interface entre dois líquidos.

• : força de empuxo total

• : volume deslocado no líquido 1 • : peso específico do líquido 1 • : volume deslocado no líquido 2 • : peso específico do líquido 2

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2.2 Medidores Indiretos

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2.2 Medidores Indiretos

2.2.4 Medição por raios gama

Utilizado nos casos em que o instrumento deve ficar

completamente isentos de contato com o produto medido.

 Facilidade de manutenção  Materiais corrosivos

 Temperaturas elevadas  Pressões elevadas  Viscosidade alta

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2.2 Medidores Indiretos

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2.2 Medidores Indiretos

2.2.4 Medição por raios gama

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2.2 Medidores Indiretos

2.2.5 Medição por capacitância

A capacitância na sonda é medida e sofre alterações de acordo com o nível de líquido.

Líquidos condutores Líquidos não condutores

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2.2 Medidores Indiretos

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2.2 Medidores Indiretos

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2.2 Medidores Indiretos

2.2.6 Medição por ultrassom

Um transmissor de ultrassom é direcionado para o líquido que reflete as ondas na sua superfície. Como a velocidade do som é conhecida, calcula-se a distância percorrida e obtém-se o nível. Água a 10°C:

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2.2 Medidores Indiretos

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2.2 Medidores Indiretos

2.2.7 Medição por radar

Um sinal de radar é direcionado para o líquido que reflete as ondas na sua superfície. Neste caso utiliza-se a velocidade da luz para cálculo do nível.

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2.2 Medidores Indiretos

O sinal é gerado por um sistema FMCW (frequency modulated

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2.2 Medidores Indiretos

Transmissão por onda guiada

Uma haste ou cabo é utilizado para guiar a onda eletromagnética. Utilizado tanto em produtos líquidos como sólidos com elevada precisão.

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2.2 Medidores Indiretos

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2.2 Medidores Indiretos

Transmissão por onda guiada

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2.3 Medidores Descontínuos

São utilizados para fornecer informação indicações apenas quando o nível atinge determinados valores.

• Eletrodos • Bóias

• Capacitivos • Diapasão

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2.3 Medidores Descontínuos

2.3.1 Eletrodos

Em líquidos que conduzem corrente elétrica, mergulha-se eletrodos metálicos de diferentes comprimentos. Quando houver condução elétrica entre os eletrodos, há indicação de nível.

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2.3 Medidores Descontínuos

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2.3 Medidores Descontínuos

2.3.2 Bóias

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2.3 Medidores Descontínuos

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2.3 Medidores Descontínuos

2.3.3 Capacitivo

Usado na medição sem contato com o produto, por sondas de proximidade.

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2.3 Medidores Descontínuos

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2.3 Medidores Descontínuos

2.3.4 Diapasão

Consiste em uma haste oscilante que altera a frequência de oscilação de acordo com o meio.

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2.3 Medidores Descontínuos

2.3.4 Diapasão

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2.4 Medição de Sólidos

2.4.1 Por pesagem

É comum fazer a medição de sólidos por pesagem, utilizando células de carga (strain-gages).

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2.4 Medição de Sólidos

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2.4 Medição de Sólidos

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