Um guia completo para métodos de medição de nível: pressão estática, ultrassônico, radar e óptico

A medição do nível é um parâmetro crítico em indústrias que vão desde o tratamento de água até a petroquímica.Nós comparamosQuatro métodos de medição de nível amplamente utilizados- os seus princípios de funcionamento, vantagens, limitações e cenários de aplicação ideais - para que possa fazer uma escolha informada.

Medição do nível de pressão estática (hidrostática)

PrincípioCom base na pressão hidrostática exercida por uma coluna de líquido:

Pressão a uma determinada profundidade = densidade do líquido × aceleração gravitacional × altura do líquido.

Um transmissor de pressão no fundo de um tanque mede esta pressão, que é então convertida em nível.

Vantagens

• Simples, rentável e comprovado
• Fabricação em diferentes formas de reservatórios
• Alta precisão para líquidos limpos

Limitações

• Requer conhecimento da densidade do fluido (mudanças de densidade afetam a precisão)
• Não ideal para sólidos ou lulas de densidade variável
• O sensor deve estar em contacto com o meio de processo

Aplicações típicas

• Reservatórios de água, reservatórios de armazenamento de produtos químicos, poços de esgoto

Medição do nível ultrasónico

PrincípioUtiliza ondas sonoras de alta frequência:

• O transdutor emite um pulso de ultrassom para a superfície do líquido.
• O tempo de retorno do eco é medido e convertido em distância/nível.

Vantagens

• Medição sem contacto
• Sem peças móveis → pouca manutenção
• Funciona com a maioria dos líquidos e alguns sólidos

Limitações

• Precisão afetada pela espuma, vapores, poeira, turbulência e temperatura
• Requer um caminho livre entre o transdutor e a superfície

Aplicações típicas

• Tanques de tratamento de água, silos de cereais, recipientes da indústria alimentar

Medição do nível por radar (microondas)

PrincípioUtiliza ondas eletromagnéticas (microondas):

• A antena de radar emite pulsos em direção à superfície do produto.
• Os sinais refletidos são medidos para calcular o nível.

Dois tipos principais:PulsoeFMCW (Frequência Modulada de Ondas Contínuas)radar.

Vantagens

• Não contato, não afectado por temperatura, pressão, vapores ou poeira
• Precisão muito elevada
• Trabalho em condições difíceis (vapor, espuma, alta pressão)

Limitações

• Custo inicial mais elevado
• Requer a escolha e instalação correta da antena

Aplicações típicas

• Tanques de armazenamento de petróleo e gás, reatores químicos, caldeiras de alta pressão

Medição de nível óptico (laser ou fotónico)

PrincípioDuas abordagens principais:

• Medição da distância a laser: envia um feixe de laser para a superfície e mede o tempo de reflexão.
• Sensores ópticos de pontos: detecção da presença/ausência de líquido através da refração da luz.

Vantagens

• Resposta extremamente rápida
• Alta precisão para determinadas aplicações
• Opções disponíveis sem contacto

Limitações

• Os sistemas a laser podem ser caros.
• Sensores ópticos de ponto medem apenas num único ponto de nível
• Performance afetada pela transparência, cor ou refletividade da superfície

Aplicações típicas

• Mecanismos de medição de tanques de alta precisão, linhas de embalagem, fluidos semicondutores

Comparação lado a lado

Lógica de seleção

1. Líquidos de densidade estável, econômicos→ Pressão estática
2. Não-contato para reservatórios limpos→ Ultrassônicos
3. Ambiente industrial exigente, máxima precisão→ Radar
4. Detecção rápida e precisa ou medição de distância de precisão→ Óptico

A última coisa a tirarNão há "uma medida única" na medição de níveis.condições de processo,Requisitos de precisão,restrições de instalação, eorçamentoA compreensão do funcionamento de cada uma das tecnologias e dos seus pontos fortes e desvantagens é o primeiro passo para um desempenho fiável e a longo prazo.