Medidores de Nivel 8oB

*Engenharia de Produo/ UEMG- Campus Divinpolis; artigo apresentado para obteno parcial de crditos na disciplina de Automao Industrial II (8 B).

MEDIDORES DE NVEL

Carlos Henrique Ferreira*

Natlia Andrade Ferreira*

Paloma Maira Ribeiro*

Viviane Rezende Milagre*

RESUMO

Os mtodos de medies dentro de um ambiente industrial de suma

importncia, principalmente quando se pretende automatizar os processos, pois

para adquirir os valores desejveis e dentro dos padres, sem ter a necessidade

de interferncia direta da ao humana imprescindvel a adaptao dos

medidores nos locais adequados, de forma a facilitar o controle, o processo e

sada de informaes.O tipo de sensor a ser usado na aplicao depende de uma

srie de fatores, neste trabalho referencia-se a os sensores de nvel, seus

funcionamentos, aplicaes e finalidades. Os sensores de nvel medem os nveis

das substncias lquidas ou slidas que fluem. As medies se do pela deteco

dos nveis, que mensuram se a substncia est acima ou abaixo de uma rea

limitada, acionado ou no um dispositivo que faa do processo umaetapa

contnua e regulvel.

Palavras chave: Mtodos de medies. Sensores de nvel. Medidores diretos e

indiretos.

1 INTRODUO

Este documento tem a finalidade de ampliar o conhecimento da equipe em

relao aos medidores de nvel, assim como expressar o conhecimento adquirido

para os demais membros da turma. Compreendendo a importncia dos geradores

de ndices no processo, pela gesto dos processos e produtos, sendo eles

mensurados atravs dos sensores.


Como engenheiros de produo, o foco compreender como gerir os processos

automatizados, a fim de otimizar o processo em si, com reduo de despesas

com consumos abusivos de determinadas matrias - primas e produtos em

processos e produtos j industrializados, efetuando o controle de estoques, o que

consequentemente reduzem as perdas e geram dados para serem quantificados .

2 MEDIDORES DE NVEL

A medio de nvel uma medio amplamente utilizada nas aplicaes

industriais, com grande importncia, muito simples em seus conceitos, mas que

na prtica requer artifcios e tcnicas avanadas. Existe uma variedade de

sistemas de medio de nvel envolvendo lquidos, slidos, vapor, gases; sendo

que cada um possui suas vantagens e desvantagens. Com o avano tecnolgico

e exigncias com padronizao dos processos, existem hoje no mercado

equipamentos com alta exatido para contribuir para eficincia de diversos

processos.

A definio de nvel , a altura do contedo de um reservatrio ou tanque de

armazenamento, onde podemos avaliar o volume estocado de produto,

determinando e controlando a quantidade de material em processo levando ainda

em conta a segurana, onde o nvel do produto no pode ultrapassar

determinados limites. Alm disso, existe a condio de monitorao visando

controle operacional de custo e proteo ambiental.

A medio de nvel, embora muito simples em seus conceitos, requer na prtica

artifcios e tcnicas avanadas, principalmente para fins operacionais e de custos.

uma medio amplamente utilizada nas mais diversas aplicaes industriais.

Existe uma variedade de sistemas de medio de nvel envolvendo lquidos,

slidos, vapor, gases; sendo que cada um possui suas vantagens e

desvantagens. Os medidores podem variar em complexidade desde simples

visores para leituras locais at indicao remota, e controle automtico. Com o


avano tecnolgico e exigncias dos processos com exatido, variabilidade dos

processos, otimizao de matria-prima, existem hoje no mercado equipamentos

com alta exatido e desempenho.

2.1 Medio Direta

A medio direta pode ser feita medindo diretamente a distncia entre o nvel do

produto e um referencial anteriormente definido. Neste tipo de medio pode-se

utilizar a observao visual, como por exemplo, rguas, gabaritos, visores de nvel

de vidro, boia ou flutuador.No caso de rguas e gabaritos uma rgua graduada

introduzida dentro do reservatrio a ser medido. O nvel pela leitura direta do

comprimento da rgua pelo lquido,um exemplo o leo automotivo.

Visores de nvel de vidro o nvel observado por um visor de vidro especial, pode

haver uma escala graduada acompanhando o visor. Outro tipo de visor que

muito utilizado o visor de vidro tubular instalado externamente com vlvulas de

bloqueio na parede dos tanques.Visores de nvel tipo reflex so instalados em

vasos pressurizados. Onde no se pode ver a cor do lquido. Em ar ou gs a luz

ambiente refletida e em lquido na parte interna a luz no refletida.

Tambm se utiliza visores de nvel com palhetas metlicasque possui uma boia

magntica que faz com que as palhetas se movam medida que o nvel sobe,

mostrando a parte colorida das palhetas.

Um tipo bem conhecido de medio de nvel direta a Boia ou Flutuador; A boia

presa a um cabo que tem sua extremidade ligada a um contrapeso, onde est fixo

um ponteiro que indicar o nvel em uma escala. Encontrada em tanques

fechados no pressurizados.


2.2 Medio Indireta

um tipo de medio que se faz para determinar um nvel em funo de uma

segunda varivel. Existem vrios processos e mtodos que esto relacionados,

tais como empuxo, capacitncia, ultrassnico, por pesagem, radioatividade.

2.2.1 Medio de nvel por capacitncia

A capacitncia uma grandeza eltrica que existe em duas superfcies

condutoras isoladas entre si. O medidor de nvel capacitivo mede as capacidades

do capacitor formado pelo eletrodo submergido no lquido em relao s paredes

do tanque, a capacidade do conjunto depende do nvel do lquido. medida que o

nvel do tanque for aumentando o valor da capacitncia aumenta

progressivamente medida que o dieltrico ar submetido pelo dieltrico lquido

a medir.

Figura 1 Medidor de nvel capacitivo.

2.2.2 Medio de nvel por empuxo

Segundo o Princpio de Arquimedes, todo corpo mergulhado em um fluido sofre

aao de uma fora vertical dirigida debaixo para cima igual ao peso do volume

do fluido deslocado. Esta fora chamada de empuxo, baseado nisso, usa-se um

deslocador que sofre empuxo do nvel de um lquido, transmitindo para um


indicador este movimento. O medidor deve ter um dispositivo de ajuste para

densidade do lquido cujo nvel est sendo medindo, pois o empuxo varia com a

densidade.

Figura 2 Medidor de nvel por empuxo.

2.2.3 Medio de nvel por ultrassom

Utilizado na medio contnua e precisa do nvel de produtos lquidos ou slidos

armazenados em tanques, reservatrios ou silos. Baseia-se na emisso de pulsos

ultrassnicos de alta frequncia por um sensor instalado no tanque/silo que so

refletidos pelo material que est sendo monitorado.

O sensor utiliza cristais piezoelctricos de alto desempenho para gerar curtos

impulsos de ultrassom, na forma de ondas sonoras. Estes pulsos so

direcionados para um alvo especfico, de onde refletida de volta ao transdutor

que atua como transmissor/receptor.


Figura 3 - Medidor de nvel ultrassnico.

2.3.4 Medio de nvel por pesagem

A medio de nvel por pesagem consiste basicamente na instalao de clulas

de cargas nas bases de sustentao do silo cujo nvel se deseja medir. As clulas

de carga podem ser instaladas sob os pontos de apoio da estrutura do silo, de tal

forma que o seu peso nelas aplicado.

Figura 4 - Medidor por pesagem.


2.2.5 Medidor de nvel radioativo

Medio do nvel de radiao utiliza uma fonte que contm algum tipo de material

radioativo como csio ou de cobalto localizado sobre um lado do recipiente

enquanto doutro lado contm o detector eletrnico.

A radiao gama tem transmissibilidade muito menor atravs do material que o ar,

assim atenuao indica a sua presena entre a fonte e o detector.

O conjunto constitudo por uma fonte radioativa que emite radiao e um

detector que detecta a radiao atenuada e converte-o em uma percentagem de

nvel.

Figura 5 - Medidor de nvel radioativo.

2.3 Aplicao Industrial

2.3.1 Indstria Petrolfera

Um dos sensores de medio de nvel utilizado na rea de extrao de petrleo

o medidor de nvel de interface, que durante a fase de extrao se tem um

separador de leo e gua e ento utiliza-se o medidor para dimension-los.

Sendo assim possvel separar e observar o nvel de interface da mistura, com

confiabilidade. Neste tipo de aplicao utilizado o transmissor de densidade

SMAR, com a funo de medio de nvel de interface com alta exatido. Essa


Medio direta, e utiliza de transmissores de presso para detectar e

dimensionar os fluidos.

2.3.2 Indstria Alimentcia

Na indstria Alimentcia, comum o uso de Manmetros principalmente em

compressores e junto s vlvulas de caldeiras. Podendo ser utilizado para medir

lquidos e gases provenientes de tanques e reservatrios, um instrumento de

medio que auxilia na manuteno dos equipamentos, e tambm no padro de

produo dos produtos. Tambm muito conhecido como barmetros na industria,

tem manuteno de baixo custo, e tambm valor de aquisio baixo.

2.3.3 Indstria Siderrgica

A medio dos nveis de carga de Alto-Fornos crucial para a produo e

controle nas Siderrgicas. Nos Alto-fornos da CSN Companhia Siderrgica

Nacional - por exemplo, existem duas sondas para a medio de nvel tipo eletro-

mecnicas e duas sondas tipo radar de microondas, sendo possvel medir tanto

lquidos e slidos provenientes do processo, como volume de Gusa, Escria, Ao

Lquido entre outros. A sonda de radar, a substituio mais tecnolgica das

sondas eletro-mecnicas, porm seu custo elevado e sua implantao tem sido

feita parcialmente.

2.3.4 Indstria de Papel e Celulose

Nas Indstrias de Papel e Celulose, o sensor mais comum o Medidor de Vazo

Ultrassnico, que um equipamento no intrusivo que mede a vazo pelo

princpio de Ultrassom por tempo de trnsito. Qualquer fludo lquido limpo ou com

at 10% de slidos ou bolhas, assim como qualquer gs pode ter a vazo medida


por esta tecnologia de medio. A implementao tem um valor alto, sendo assim,

apenas industrias de mdio grande porte tem a tecnologia disponvel.

3 CONCLUSO

Os medidores de nveis levam em sua utilizao uma ampla aplicao, no entanto

sua maior contribuio est presente no setor industrial, controlando diversos

medidas. H diversos tipos de sensores, cada qual com uma finalidade

especfica, cabe ao responsvel da rea compreender qual o melhor a se utilizar,

proporcionando um maior desempenho no processo produtivo, com credibilidade,

rapidez e qualidade.

Atravs da automao industrial surgiu a facilidade de ter produtos de qualidade

em poucos instantes, basta que haja treinamento adequado e que os

equipamentos tenham condies alinhadas de trabalho; se o conjunto destas

atividades for realizado adequadamente facilitar a organizao industrial,

acompanhada pelo desenvolvimento no mercado.

4 REFERNCIAS

CASSIOLATO, Csar Medio de nvel & nvel de interface, Revista Controle &

Instrumentao, Edio n 110, 2005

QUINTANILHA, I. M.; FILHO, R. M. E. Sensores de Nvel. Automao Industrial, Rio de Janeiro, UFRJ, p. 1-29, 2013.

Sensor de nvel ultra-snico. Disponvel em:

http://www.mecatronicaatual.com.br/educacao/1786-sensor-de-nvel-ultra-snico.

Acessado em 24 de agosto de 2015.


Sensores de nvel. Disponvel em: www.smar.com.br. Acessado dia 28 de

agosto de 2015.

SILVA, Marcus Vinicius M., SOMMAGIO, Davi, Medio de Nveis em

Evaporadores com Radares de Onda Guiada, Revista Mecatrnica Atual, Edio

45, 2010.

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