O que esta categoria abrange
O nível mede uma fronteira, e não uma quantidade: a superfície entre um líquido e o vapor acima dele, entre dois líquidos imiscíveis, ou entre um sólido e o ar dentro de um silô. Quase toda dificuldade desta categoria vem do estado dessa fronteira. Espuma, vapor, condensação, agitação, incrustação e uma superfície em movimento alteram o modo como o instrumento a vê.
A divisão prática é entre a medição contínua, que informa um valor em toda a faixa, e o nível pontual, que informa apenas se o produto atingiu uma posição. Muitas instalações precisam das duas: um transmissor de medição contínua para o inventário e uma chave pontual para um intertravamento de nível alto que não dependa de o transmissor estar correto.
A escolha do instrumento segue o meio e o tanque, e não o requisito de exatidão. Um tanque de água limpa sobre um poço aberto e um reator pressurizado com vapor que condensa são o mesmo princípio de medição e dois problemas completamente diferentes na prática.
Tipos de produto em medição de nível
| Tipo de produto | Como funciona | Normalmente especificado para |
| Transmissor de nível por radar | Tempo de trânsito de um pulso de micro-ondas refletido pela superfície | Tanques e silôs com vapor, espuma ou constante dielétrica variável; os modelos sem contato toleram processos agitados e processos de higiene |
| Radar de onda guiada | O mesmo princípio ao longo de uma sonda, que concentra o eco de retorno | Meios de baixa constante dielétrica, vasos estreitos e poços de acalmia, em que um feixe em espaço livre seria perturbado |
| Transmissor de nível por ultrassom | Tempo de trânsito de um pulso acústico através do espaço de vapor | Água, esgoto e armazenamento simples de líquidos, em que o espaço de vapor é limpo e a temperatura é estável |
| Transmissor de nível hidrostático | A pressão exercida pela coluna de líquido acima do sensor | Tanques ventilados de densidade conhecida, e poços e caixas de sucção em que se prefere um dispositivo simples de imersão |
| Nível por pressão diferencial | Diferença entre a perna úmida e a perna de medição de um tanque fechado | Vasos fechados e pressurizados, em que a pressão da parte superior precisa ser cancelada |
| Sensor de nível capacitivo | Variação da capacitância entre uma sonda e a parede do vaso | Funções de curto alcance e pontuais em líquidos limpos e pós |
| Boia e deslocador | Empuxo atuando sobre uma boia ou sobre um volume deslocado | Medição de interface e funções de nível alto simples e muito confiáveis |
| Chave de nível tipo diapaso vibratório | Variação da frequência de ressonância quando o diapasão fica coberto | Nível pontual em líquidos e pós, incluindo alarmes de nível alto e nível baixo em meios pegajosos ou espumantes |
| Chave de nível tipo paleta rotativa e chave capacitiva | A paleta trava, ou a capacitância muda, quando o produto a atinge | Sólidos a granel, nível alto em silôs e detecção de entupimento, em que uma resposta mecânica é aceitável |
Medidores de nível, vidros de nível e indicadores por boia magnética dão leitura visual direta e estão listados nesta categoria ao lado dos transmissores.
Como escolher um instrumento de nível
Raramente existe um único instrumento correto para uma função, mas sempre existe uma pré-seleção justificável e um conjunto de respostas que elimina o resto. Estas são as perguntas que decidem isso.
- Medição contínua ou pontual, ou as duas. Intertravamentos e alarmes costumam ser melhor atendidos por uma chave independente do que por um transmissor.
- O estado da superfície: espuma, turbulência, líquido em ebulição e superfície de pó em movimento cada uma elimina tecnologias antes mesmo de se falar em exatidão.
- O espaço de vapor acima do produto: condensação, pó, vapor de água e gases corrosivos afetam a óptica e a acústica de modos diferentes, e pode ser necessária uma instalação com purga.
- Constante dielétrica e densidade. O radar depende da primeira e o hidrostático da segunda, e um processo que altera qualquer uma delas altera a leitura.
- Geometria do tanque: bocais, agitadores, serpentinas de aquecimento, escadas de acesso e estrutura interna ficam no caminho de medição e precisam ser descritos.
- Pressão e temperatura no vaso, que definem a classe do flange e a disposição da eletrônica.
- Requisitos de higiene e de limpeza no lugar, que restringem os materiais das partes molhadas e a tolerância a frestas.
- Classificação da área, que determina o conceito de proteção do transmissor e do cabeamento.
- Comportamento de incrustação e aderência: produtos pegajosos, que cristalizam ou formam ponte exigem uma tecnologia que não dependa de uma superfície emissora limpa.
- Acesso de montagem, porque um instrumento sem contato ainda precisa ser instalado, alinhado e mantido na parte superior do vaso.
Percorrer a seleção em ordem
- Definir se é necessário um valor contínuo ou um sinal pontual, e se uma chave independente deve acompanhar o transmissor.
- Caracterizar a superfície: parada ou agitada, limpa ou espumante, líquida ou sólida, monofásica ou com interface.
- Caracterizar o espaço de vapor: pressão, temperatura, condensação, pó e capacidade corrosiva.
- Escolher a tecnologia que sobrevive a esse ambiente e verificar a constante dielétrica ou a densidade de que ela depende.
- Percorrer o caminho de medição do bocal até o fundo do tanque e listar o que o feixe ou a sonda encontrará.
- Definir a faixa, a exatidão e a resolução exigida na extremidade baixa, onde a leitura de nível costuma ser mais crítica.
- Aplicar o flange, os materiais das partes molhadas e a classificação da área.
- Decidir a saída, se é preciso um display local e se um poço de acalmia ou uma câmara de bypass devem fazer parte do pedido.
Comparar as tecnologias
| Tecnologia | Mais indicado para | Limitações | Meio típico |
| Radar sem contato | Vapor, espuma, pressão e temperatura; vasos de processo higiênico | Uma constante dielétrica muito baixa enfraquece o eco; a condensação sobre a antena o distorce | Produtos químicos, hidrocarbonetos, água, alimentos |
| Radar de onda guiada | Meios de baixa constante dielétrica e vasos apertados | A sonda pode ficar revestida ou formar ponte por incrustação; não serve para sólidos densos | Solventes, óleos leves, líquidos limpos |
| Ultrassom | Líquidos simples em tanques abertos ou ventilados | Estratificação de temperatura, vapor, espuma e condensação afetam a velocidade do som ou o eco | Água, esgoto, armazenamento sem área classificada |
| Hidrostático | Líquidos limpos de densidade conhecida e estável | Mudanças de densidade deslocam a leitura sem que o nível mude; linhas de impulso entupidas são uma falha comum | Água, combustíveis, soluções diluídas |
| Pressão diferencial | Vasos fechados e pressurizados | As duas pernas precisam ter classificação para a pressão do vaso; uma perna úmida nunca deve ficar seca | Vasos de processo, caldeiras, colunas |
| Chaves de nível pontuais | Alarmes, intertravamentos e proteção de bombas | Informam uma posição, e não um valor, e não servem para controle de inventário | Líquidos, polpas e sólidos a granel, conforme o tipo |
Parâmetros a confirmar antes de pedir
Depois de escolhida a tecnologia, resta uma lista de valores que só a instalação pode fornecer. São estes os que mudam o modelo, o preço ou o prazo de entrega:
- Tanque ou vaso: dimensões, formato e se é aberto, ventilado ou fechado.
- Meio e sua natureza: limpo, viscoso, pegajoso, espumante, granular ou uma interface entre duas fases.
- Condições do espaço de vapor: pressão, temperatura, condensação, pó e qualquer componente corrosivo.
- Constante dielétrica para funções de radar, ou densidade para funções hidrostáticas, quando conhecidas.
- Obstruções internas ao longo do caminho de medição: agitadores, serpentinas, escadas de acesso, chicanas e bocais.
- Medição contínua ou pontual, e se é necessária uma chave de nível alto independente.
- Conexão de processo: norma do flange ou da rosca, dimensão e classe, e a orientação do bocal.
- Requisitos dos materiais das partes molhadas e requisitos de higiene.
- Saída: 4-20 mA, HART, Modbus, contato de chave ou apenas indicação local.
- Classificação da área e o conceito de proteção exigido.
Números informados, não presumidos
As especificações variam por modelo e aplicação, por isso nenhum valor de desempenho é indicado nesta página. Quando um parâmetro não foi documentado para um modelo específico, a página do produto diz isso, em vez de preencher a lacuna com um número plausível. Envie os valores acima e devolveremos os que o modelo selecionado realmente possui.
Onde esses instrumentos são usados
