Sensores de nível contínuo
Para a máxima eficiência de recursos, é essencial um controlo preciso e contínuo do nível, volume ou massa. Temos a tecnologia certa para todos, seja ela potenciométrica, hidrostática, pressão diferencial...
'%3E%3Cpath d='M0 0H360V240H0V0Z' fill='%23A1A8C2' fill-opacity='0.18'/%3E%3Cpath d='M260 59C260 78.33 244.33 94 225 94C205.67 94 190 78.33 190 59C190 39.67 205.67 24 225 24C244.33 24 260 39.67 260 59Z' fill='%23A1A8C2' fill-opacity='0.25'/%3E%3Cpath fill-rule='evenodd' clip-rule='evenodd' d='M319 250H417L291.485 124.485C286.799 119.799 279.201 119.799 274.515 124.485L234 165L319 250Z' fill='%23A1A8C2' fill-opacity='0.25'/%3E%3Cpath d='M311 250L-89 250L102.515 58.4853C107.201 53.799 114.799 53.799 119.485 58.4853L311 250Z' fill='%23A1A8C2' fill-opacity='0.25'/%3E%3C/g%3E%3Cdefs%3E%3CclipPath id='clip0'%3E%3Cpath d='M0 0H360V240H0V0Z' fill='white'/%3E%3C/clipPath%3E%3C/defs%3E%3C/svg%3E%0A)
Para a máxima eficiência de recursos, é essencial um controlo preciso e contínuo do nível, volume ou massa. Temos a tecnologia certa para todos, seja ela potenciométrica, hidrostática, pressão diferencial...
Como é que os sensores de nível contínuo podem otimizar os processos?
Para processos eficientes, é necessário saber o que está lá dentro: processos de produção optimizados e máxima eficiência de recursos requerem um controlo contínuo e preciso do nível, volume ou massa em tanques de armazenamento ou de processo. Nós temos a tecnologia de medição de nível mais adequada para cada meio, cada tipo de tanque e cada aplicação, seja ela hidrostática, potenciométrica, via medição de peso ou por pressão diferencial.
Descubra as nossas soluções abaixo ou no nosso Livro Branco “Tecnologia de controlo de nível higiénico e contínuo – Visão geral e critérios de seleção”. Clique aqui para descarregar!
Que sensores hidrostáticos oferece a Anderson-Negele?
Quais são os sensores potenciométricos oferecidos pela Anderson-Negele?
Que sistemas de pesagem oferece a Anderson-Negele?
Quando é que uma tecnologia é mais adequada?
Como funcionam os sensores de nível hidrostáticos?
Deste modo, é possível emitir a pressão hidrostática sob a forma de um sinal elétrico para o PLC.
Quais são as diferenças entre um sensor de pressão relativa e um sensor de pressão absoluta?
Nos elementos sensores de pressão relativa, a parte de trás do diafragma é ventilada, de modo a permitir que o sensor meça a pressão do processo em relação à pressão atmosférica.
Nas células de pressão absoluta, o vácuo criado durante o processo de fabrico permanece entre a membrana e o corpo da base, ou seja, o sensor mede a pressão em relação ao vácuo.
Uma vez que a pressão atmosférica pode mudar, por exemplo, devido a influências meteorológicas, a precisão da medição é geralmente mais elevada para as células de medição absoluta.
O que é a compensação de temperatura para transmissores de pressão?
Desafio: condensação num ambiente húmido e frio
O que é a medição do nível potenciométrico?
O método de medição potenciométrica é adequado para tanques fechados e abertos de processo, alimentação e armazenamento, bem como para tanques pressurizados. Para tanques não metálicos, pode ser utilizada uma variante do sensor com uma haste de referência.
Como funciona um sensor de nível potenciométrico?
Para que produtos e aplicações é adequada a medição potenciométrica de nível?
Que sinais e parâmetros podem ser adquiridos e emitidos?
O que é a medição de conteúdo por sistemas de pesagem?
É o caso, nomeadamente, de:
A solução: Transforme o seu contentor numa balança de precisão. Para mais informações, consulte a secção de produtos Sistemas de pesagem.
O que é a medição do nível hidrostático?
A pressão hidrostáticaé a pressão no interior de um líquido e actua sempre na vertical em direção a todas as paredes limitadoras do recipiente. À medida que o nível num recipiente deste tipo aumenta, a pressão também aumenta. Um sensor (transmissor) no fundo do recipiente pode medir, indicar e enviar estas variações de pressão para o PLC. Uma vez que a pressão actua em todos os lados, o diafragma do sensor pode ser montado no fundo do recipiente ou lateralmente no bordo inferior do recipiente, dependendo da situação de instalação mais adequada.
Para transmitir os resultados da medição ao PLC, os transmissores de pressão utilizam internamente um conversor de sinal piezoelétrico, que converte a pressão mecânica do processo a partir da membrana de pressão num sinal de tensão proporcional. Este é então convertido num sinal padrão de 4…20 mA ou noutro protocolo de acordo com o ajuste do cliente.
Os sistemas de medição modernos, como o L3, já oferecem a possibilidade de converter os valores de pressão medidos na eletrónica do sensor e, assim, emitir diretamente o volume ou a massa. Para este efeito, é necessário determinar outros parâmetros, como a forma do recipiente, o meio e a temperatura do processo (para o cálculo da respectiva densidade específica). No caso do L3, a compensação de temperatura integrada proporciona uma maior precisão em toda a gama de temperaturas do processo do que os transmissores de nível hidrostáticos convencionais. Isso permite a indicação do sensor em litros, kg ou outras unidades de volume com uma precisão de medição muito alta, mesmo com curvas de temperatura dinâmicas.
Num sistema aberto (reservatório com pressão atmosférica), um sensor de pressão no fundo do reservatório é suficiente, uma vez que as condições de pressão externas não se alteram.
Um sistema fechado (vaso de pressão), por outro lado, pode estar sujeito a pressões variáveis, o que afecta a pressão no fundo do vaso. Para medir o nível num sistema deste tipo, são necessários dois sensores que determinam separadamente a pressão do processo no fundo e a pressão de cabeça no topo. A pressão diferencial pode então ser calculada a partir daí no PLC ou numa unidade de avaliação e, assim, o nível de enchimento correto pode ser indicado.
O sensor de pressão é instalado na parede do reservatório, com o diafragma de pressão perpendicular ao respetivo conteúdo. A pressão do processo ou do nível de enchimento deforma o diafragma. Essa deformação é transmitida por um fluido transmissor para uma célula de medição com um conversor de sinal piezoelétrico, que a converte em sinal de tensão correspondente. A eletrónica na cabeça do sensor converte-o, por sua vez, no padrão industrial utilizado, por exemplo, analógico 4…20 mA ou HART 7.0, de acordo com o ajuste do cliente.
O sensor de nível L3 foi especialmente concebido para a medição de líquidos na indústria alimentar e de bebidas, onde uma elevada precisão sob condições de temperatura dinamicamente variáveis é crucial para o controlo do processo. Este sensor utiliza um conversor de sinal piezoelétrico e um sensor de temperatura integrado para medir a pressão e a temperatura do fluido de transferência interna. O sinal mV do conversor de sinal e a resistência do sensor de temperatura são medidos e convertidos num valor de pressão ajustado pela eletrónica de sinal no bocal do sensor.
Esta compensação de temperatura evita erros de medição causados, por exemplo, pelo efeito de temperatura ou desvio de temperatura: com a mudança de temperatura, a densidade específica de um meio também muda. Se esta densidade for calculada para a saída de nível a 20 °C, mas a temperatura do processo for de 80 °C, então o valor medido será incorreto.
Os sensores convencionais apresentam um desvio de temperatura de até 0,4% por 10°C. A 110 °C é superior a 2,5%! O L3, por outro lado, apresenta um desvio de temperatura de 0,03% por 10°C devido à referência na gama de medição calibrada. A 110°C, o efeito da temperatura é inferior a 0,4%, ou seja, seis vezes inferior.
Em ambientes húmidos ou ao ar livre, podem ocorrer problemas como fenómenos de desvio ou medições instáveis com o método de medição hidrostática, utilizando células de medição relativas, devido à formação de condensação. Nas chamadas células de medição de pressão relativa com capilares de compensação, um tubo fino conduz a pressão atmosférica do ambiente até à parte de trás da membrana de medição. Nos sensores com diafragma duplo aberto por difusão, é utilizado um diafragma de pressão separado para a pressão atmosférica e a pressão hidrostática, respetivamente. Ambos os métodos têm uma desvantagem fundamental: não é possível evitar permanentemente a difusão do vapor de água. A condensação do vapor de água pode, assim, causar desvios no sensor ou valores de medição flutuantes.
Em contrapartida, o sensor de nível hidrostático LAR-361 está equipado com um sistema de medição hermeticamente soldado. A entrada de gases e humidade é, portanto, impossível. A grande diferença é que a pressão atmosférica é registada através de uma segunda célula de medição integrada no sensor. Esta célula de medição da pressão do processo está em contacto com o meio a ser medido (por exemplo, leite) e está ligada hidraulicamente à membrana da célula de medição da pressão. Em condições de instalação húmidas e molhadas, tanto no interior como no exterior, em que os sensores convencionais só podem ser utilizados até certo ponto e têm uma vida útil limitada, os sensores deste modelo representam uma alternativa fiável e utilizável.
O princípio desta medição baseia-se na alteração da relação de tensão entre a haste do elétrodo do sensor, que se projeta no líquido, e a parede metálica do tanque cheio. Este valor muda proporcionalmente à altura do meio no próprio tanque, podendo ser registado com alta precisão e emitido como um valor medido através do sistema eletrónico. Esta técnica de medição só é aplicável a líquidos com condutividade, segundo a classificação de Anderson-Negele, inferior a 50 μS/cm.
O sensor é composto por uma unidade eletrónica e uma haste de medição que é projetada para o líquido do tanque. É possível instalá-lo a partir de cima, de baixo, na diagonal e, graças a uma versão com uma haste de medição dobrada, também na parede lateral de um tanque. O comprimento da haste de medição pode ser ajustado com precisão ao tanque em incrementos de 10 mm (tamanhos intermédios mediante pedido) até um máximo de 3 m.
No meio, o sensor gera um campo de fluxo elétrico, formado pela condutividade elétrica e pelas propriedades capacitivas. Isto cria uma relação de tensão que é exatamente proporcional à parte imersa do comprimento da haste. Uma vez que apenas a relação das tensões é considerada, as propriedades do meio, em particular a condutividade elétrica, não influenciam o resultado da medição.
No NSL, o sensor determina o estado de imersão da haste do elétrodo no meio como informação adicional, recorrendo a um segundo método de medição. Este baseia-se na avaliação das propriedades de ressonância elétrica e assegura que a espuma é detetada e eliminada de forma proporcional. Deste modo, evitam-se medições erradas devido a aderência e espuma de forma fiável.
Os sistemas de pesagem para deteção de nível são uma solução mais prática e precisa do que outras técnicas de medição em muitas aplicações. Com um programa de sensores comprovado no terreno, a Anderson-Negele também oferece soluções precisas, robustas e eficientes nesta gama de medição.
Em muitos recipientes de processo, tanques de armazenamento e silos, a determinação exata da quantidade de enchimento é particularmente desafiante. Os sistemas de medição clássicos, como sensores hidrostáticos, sondas potenciométricas ou radar, frequentemente atingem os seus limites. Não são suficientemente precisos, rápidos ou flexíveis em determinados ambientes de aplicação, nem práticos por razões técnicas ou económicos por razões de custos.
