Medidor de nível por ultrassom

Um medidor de nível por ultrassom é comprado pelo que ele não toca. Quando um vaso contém esgoto, um ácido, um produto alimentício ou uma polpa, um instrumento molhado precisa sobreviver ao meio e ser limpo depois, e uma boia ou uma sonda precisa ser alcançada. Medir acima da superfície evita tudo isso: o transdutor fica no ar sobre o vaso e o conteúdo nunca o alcança.

O que se ganha em simplicidade é pago em geometria. O instrumento precisa de um caminho livre da sua face até a superfície, e, em um vaso com qualquer coisa dentro, essa é uma concessão menor do que parece no início.

Como a medição é feita

O transdutor envia uma rajada de som para baixo e então escuta. O pulso reflete na mudança de densidade na superfície e retorna, e o intervalo entre a transmissão e a recepção dá a distância; subtraindo-a da altura de montagem obtém-se o nível. Como a velocidade do som depende da temperatura do ar por onde ele viaja, o instrumento traz um sensor de temperatura e corrige a cronometragem em função dela, e é por isso que a temperatura da instalação faz parte da seleção, e não do detalhe do entorno.

Três limites geométricos decorrem dessa única frase, e juntos eles decidem se um vaso pode sequer ser medido. Logo abaixo da face há uma banda em que o instrumento não consegue separar a própria transmissão do eco que retorna, e o nível mais alto que o vaso pode atingir precisa ficar abaixo dela. O pulso se abre à medida que viaja, de modo que, em um vaso alto e estreito, o feixe pode atingir a parede ou um acessório interno e devolver um eco falso antes da superfície. E, para uma dada faixa, existe uma distância mínima entre o transdutor e a parede do vaso, porque a reflexão da parede chega quase junto da reflexão da superfície.

Integral ou separada

As duas formas diferem apenas quanto a onde a cabeça fica. A forma integral leva o transdutor na cabeça e é montada no vaso, que é o arranjo de um tanque com espaço livre acima e um topo alcançável. A forma separada coloca o transdutor no vaso e a cabeça onde uma pessoa pode lê-la, que é o que um pé-direito baixo, um vaso sem acesso ao topo ou uma zona de jateamento de água exigem.

Há duas consequências além da conveniência. A forma separada aceita alimentação da rede, além de uma de baixa tensão, de modo que convém a uma instalação em que existe alimentação junto ao vaso mas não existe alimentação de baixa tensão. E ela não leva a opção sem fio que a forma integral oferece, de modo que um local remoto sem fiação alguma aponta para a forma integral.

Faixa, bloqueio e o vaso pequeno

Faixa e exatidão são os números que um comprador procura primeiro, e neste tipo elas não bastam sozinhas. A distância de bloqueio pertence ao arranjo do transdutor, e não à faixa, e é por isso que o material dá valores diferentes para as formas integral e separada nas mesmas extensões, e que uma forma com bloqueio curto pode ser a que torna mensurável um vaso raso. A forma de bloqueio reduzido existe exatamente para esse caso: ela cobre um vaso de até um ou dois metros de profundidade, com uma distância de bloqueio medida em centímetros, e não em dezenas de centímetros.

Essa relação é a razão pela qual a conversa sobre especificação começa pelo vaso, e não pelo instrumento. A altura do vaso e o nível mais alto que o conteúdo atinge decidem juntas se o instrumento pode ser montado alto o bastante para manter esse nível fora da banda de bloqueio, ou se a faixa, a montagem ou a tecnologia precisam mudar.

Saídas e controle

O instrumento oferece uma saída analógica 4-20 mA e uma conexão RS-485 que fala Modbus-RTU, que é a rota padrão para um controlador ou um sistema de controle, e um par de contatos de relé com capacidade para comutar a rede. Os relés são o que permite a um instrumento executar um serviço, e não apenas reportá-lo: uma chave de nível que liga uma bomba ou abre uma válvula precisa de um contato, e um alarme precisa de outro. A forma separada oferece quatro contatos como opção onde são necessárias mais ações.

Uma exatidão de saída analógica de 0,2 % do fundo de escala é dada separadamente da exatidão de medição, e as duas merecem ficar separadas: a primeira descreve a qualidade do sinal entre o instrumento e o que o lê, e a segunda descreve a própria medição.

Limites de medição e critérios de seleção

Os limites da tecnologia são os três geométricos acima, e vale dizê-los com clareza porque cada um tem um contorno de custo menor do que trocar de instrumento. Um nível que sobe até entrar na banda de bloqueio pode às vezes ser resolvido elevando a montagem ou levando um tubo vertical de nivelamento para acima do vaso. Um feixe que atinge a parede pode ser estreitado, o instrumento pode ser deslocado, ou o vaso pode ser medido por outro princípio. Mas, quando o ar acima da superfície traz vapor, condensação, pó ou espuma, a geometria não ajuda, e o radar costuma ser a resposta - e é por isso que a fronteira entre as duas tecnologias é traçada pela atmosfera acima do meio, e não pela faixa de nível, já que as duas cobrem as mesmas extensões.

O material também deixa várias cifras em aberto, e elas são listadas, e não disfarçadas. A exatidão é expressa de três modos diferentes no mesmo documento, e uma classe de exatidão não é a mesma grandeza que uma porcentagem do fundo de escala. A distância de bloqueio difere entre as duas formas para uma mesma faixa. O arranjo de alimentação difere entre elas. E a relação entre o módulo sem fio opcional e a unidade 4G à parte não é explicada.

Pedido

Os itens que fixam a resposta são a altura do vaso, o seu diâmetro e os níveis mais alto e mais baixo em serviço; o meio e o vapor ou o pó acima dele; as temperaturas de trabalho e as extremas no instrumento; se há espuma, condensação ou turbulência se formando na superfície; o que existe dentro do vaso e a que distância da parede o instrumento pode ser montado; se a leitura precisa ser vista no local ou apenas como sinal; as saídas necessárias e o que vai lê-las; se existe alguma fiação no vaso; e a alimentação disponível. Um desenho do vaso responde à maioria dessas perguntas de uma vez, e é o item mais útil de uma consulta. Quantidade, porta de destino e data de entrega necessária completam o pedido.