O que é um medidor de nível por radar
O medidor de nível por radar envia micro-ondas em direção à superfície de um líquido ou de um sólido e cronometra o retorno. Como o tempo de trânsito é convertido em distância e a geometria do tanque em nível, o instrumento mede sem tocar o conteúdo. É isso que o torna a resposta prática em tanques com material corrosivo, viscoso, quente ou em processo que exige higiene, e em silos em que o pó inviabilizaria um dispositivo óptico ou mecânico.
O radar não é perturbado pelo que atrapalha as ondas sonoras. Vapor, estratificação de temperatura e, em grande parte, a pressão atmosférica não alteram a velocidade da medição do modo como alteram a velocidade do som, e é por isso que o radar substituiu instrumentos de ultrassom em muitas aplicações com vapor e condensado. O que o afeta é quanto da energia de micro-ondas retorna, e isso depende sobretudo da constante dielétrica do material e do estado da sua superfície.
Duas famílias estão em uso corrente. O radar sem contato irradia de uma antena montada no topo do tanque e não toca em nada. O radar de onda guiada envia o sinal por uma sonda que penetra no produto, o que conviene a meios de constante dielétrica baixa, tanques estreitos e superfícies agitadas, ao custo de uma sonda molhada, que o processo pode sujar ou revestir.
Como um medidor de nível por radar mede
O instrumento mede o tempo de trânsito. Um pulso curto ou uma varredura de frequência é transmitido, refletido pela superfície e recebido, e o tempo decorrido fornece a distância. O nível decorre dessa distância e da posição conhecida do plano de referência, e é por isso que a altura do tanque e as dimensões do bocal fazem parte da especificação, e não do detalhe de campo.
A força do eco depende do contraste de constante dielétrica entre o material e o espaço acima dele. Um material de constante dielétrica alta reflete com força e é fácil de ver. Um material de constante dielétrica baixa devolve pouca energia, de modo que a escolha se desloca para uma sonda de onda guiada ou uma antena mais focalizada, e para assegurar que a maior quantidade possível de energia transmitida alcance a superfície.
A outra metade do problema é tudo o mais que está dentro do tanque. Uma pá de agitador, uma serpentina de aquecimento, um defletor, o jato de enchimento e a condensação sobre a antena produzem reflexões próprias, e um receptor não distingue um eco falso de um real apenas pela intensidade. A análise e o mapeamento da curva de eco são o que os suprime, e funcionam melhor quando quem instala sabe o que há no vaso. É por isso que os acessórios internos pertencem à consulta.
Opções de configuração
Grande parte da especificação é definida por essas decisões, e não pela classe de exatidão. Cada uma restringe a seguinte, e por isso elas são resolvidas em ordem.
| Configuração | Opções a definir | O que isso decide de fato |
| Princípio de medição | Radar sem contato ou radar de onda guiada | Se o instrumento toca o meio e com que eficiência lida com reflexões fracas, espuma e movimento de superfície. |
| Formato da antena ou da sonda | Antena tipo bocina, de lente, de haste e de cabo, em tamanhos diferentes | O ângulo do feixe e, portanto, quanto da estrutura interna do tanque fica dentro do feixe e pode criar um eco falso. |
| Faixa de frequência | As faixas de radar oferecidas pela família do instrumento | Com que estreiteza o feixe pode ser focalizado a partir de um dado tamanho de antena, o que importa em vasos altos ou obstruídos. |
| Saída e protocolo | 4-20 mA, HART, Modbus e outros barramentos | O que lê o nível e se o instrumento pode ser configurado e diagnosticado remotamente. |
| Alimentação e fiação | Dois fios com alimentação pela própria malha, ou quatro fios com alimentação separada | Se a malha existente pode alimentar o instrumento e quanta fiação a instalação exige. |
| Conexão de processo e materiais | Rosca, flange ou conexão higiênica, e os materiais das partes molhadas | Encaixe mecânico, método de vedação e compatibilidade com o meio e com a limpeza. |
| Invólucro e classificação de área | Material da carcaça, grau de proteção (IP), aprovação para área classificada, projeto higiênico | Onde o instrumento pode ser instalado e se ele pode ser lavado ou limpo no lugar. |
| Configuração e display | Display integrado, configuração remota ou acesso por software e enlace sem fio | O esforço de comissionamento e se alguém precisa ler um valor junto ao vaso. |
Como escolher um medidor de nível por radar
| Fator | Por que isso decide a resposta | Como definir isso antes de cotar |
|---|
| Constante dielétrica do material | Ela define quanta energia retorna e, portanto, se uma antena sem contato consegue sequer ver a superfície | Informe o nome do produto e, quando conhecida, sua constante dielétrica. Não presuma que um material reflete bem porque parece sólido. |
| Faixa de medição, distância de bloqueio e o nível mais baixo | O topo e o fundo da faixa utilizável são definidos pela antena e pela conexão, não apenas pela altura do tanque | Informe a altura do tanque e os níveis mínimo e máximo que realmente precisam ser medidos, e não só as dimensões do vaso. |
| Geometria do tanque e acessórios internos | Agitadores, serpentinas, defletores e pontos de enchimento refletem, e é preciso dizer ao receptor o que ignorar | Envie um croqui do vaso e de seus internos e indique por onde entra a linha de enchimento. |
| Estado da superfície | Espuma, ondas, condensação e incrustação alteram o eco e a capacidade da antena de transmitir | Descreva o comportamento da superfície em serviço, inclusive durante o enchimento e em qualquer aplicação com espuma. |
| Atmosfera acima do produto | Vapor, pó e a pressão e a temperatura no espaço acima do líquido ou do sólido afetam a antena e a vedação | Indique o vapor ou o pó presente e a pressão e a temperatura no espaço de vapor. |
| Conexão de processo e materiais | Ela fixa o encaixe mecânico e a compatibilidade e, muitas vezes, o tamanho de antena que passa fisicamente pelo bocal | Informe o tamanho e a norma do bocal e o material de construção do tanque. |
| Saída, alimentação da malha e integração | A malha existente e o sistema receptor determinam a saída e o arranjo de fiação | Diga o que lê o nível e se a malha pode alimentar o instrumento. |
| Limpeza e classificação de área | Elas mudam a carcaça e a conexão e, em aplicação higiênica, também a superfície da antena | Informe os requisitos de limpeza no lugar e a classificação da área. |
As alternativas mais próximas
Estes são os tipos em que uma consulta sobre um medidor de nível por radar normalmente se resolve, e o ponto em que a escolha realmente se decide.
| Alternativa mais próxima | Diferença em relação ao radar |
| Medidores de nível por ultrassom | Usa som em vez de micro-ondas e normalmente custa menos. A velocidade do som muda com a temperatura, a composição do vapor e a pressão, de modo que vapor, estratificação e vácuo degradam a leitura de formas que não afetam o radar. Quando nada disso está presente, o ultrassom costuma ser a opção economicamente mais vantajosa. |
| Transmissores de nível por radar | O mesmo princípio de radar aplicado ao longo de uma sonda, e não pelo ar, o que estabiliza a leitura em produtos de constante dielétrica baixa, em vasos estreitos e em superfícies agitadas. Exige uma sonda molhada, de modo que revestimento e incrustação passam a ser novas considerações. |
| Sensores de nível capacitivos | Mede a variação de capacitância à medida que o produto sobe entre a sonda e a parede. Simples e de baixo custo, e viável em constantes dielétricas baixas, mas a leitura depende das propriedades do produto, de modo que uma mudança de meio ou de teor de umidade normalmente significa recalibração. |
| Transmissores de nível hidrostáticos | Infere o nível a partir da pressão da coluna de líquido. Simples, bem compreendido e de baixo custo, mas a resposta é na verdade uma pressão, de modo que uma mudança de densidade altera o nível indicado, e o arranjo conviene a tanques abertos, e não a vasos de pressão. |
| Sensores de nível tipo boia | Uma boia mecânica que acompanha a superfície, sem precisar de alimentação e com indicação direta. Confiável em líquidos limpos, mas as peças móveis se desgastam e travam, e produtos viscosos, que revestem ou que carregam sólidos as inviabilizam. |
| Chaves de nível | Informa que um ponto foi atingido, em vez de medir onde está o nível. Intertravamentos e alarmes de nível alto normalmente pedem uma chave, muitas vezes ao lado de um instrumento contínuo, e não no lugar dele. |
Radar e ultrassom são as duas famílias sem contato, e a diferença entre elas depende quase inteiramente do que há no espaço acima do produto.
O que incluir na solicitação
A primeira resposta pode ser um orçamento, e não um conjunto de perguntas, se a consulta trouxer esses dados. Quando um valor não for conhecido, envie a descrição da função e confirmaremos o que ela implica.
- Meio e sua constante dielétrica, quando conhecida
- Altura do vaso e os níveis mínimo e máximo a medir
- Forma do vaso e acessórios internos: agitador, serpentinas, defletores, ponto de enchimento
- Estado da superfície: espuma, turbulência, condensação, incrustação
- Vapor, pó, pressão e temperatura no espaço acima do produto
- Tipo, tamanho e material da conexão de processo
- Saída e protocolo, e a alimentação disponível na malha
- Se é exigida limpeza higiênica no lugar ou aprovação para área classificada
- Quantidade, porta de destino e data de entrega necessária
