Qual é o princípio da hidrostática?
A hidrostática é uma ciência que trata das propriedades do vácuo, do líquido e do vapor.
Esta disciplina baseia-se na ação da pressão exercida pelo fluido sobre a sua superfície para determinar as alturas ou volumes envolvidos.
O princípio da hidrostática foi desenvolvido no século XVI por um matemático italiano chamado Evangelista Torricelli (1608-1647). É um dos princípios fundamentais da hidráulica.
O que é um sensor de nível hidrostático?
Os sensores de nível hidrostático medem a pressão hidrostática, que é proporcional à altura do líquido medido.
Constituído por uma célula de medição de pressão, o diafragma de aço inoxidável do sensor ou outro material reage às alterações de nível.
A força exercida pelo diafragma é convertida pelo sensor de nível num sinal elétrico analógico de saída.
Como é calculada a medição do nível hidrostático?
A relação entre a altura h do líquido e a pressão hidrostática P num líquido em repouso e à pressão atmosférica pode ser escrita da seguinte forma
- g = 9,81 m/s 2 , constante, a aceleração da Terra devido à gravidade (ao nível do mar) ;
- ρ = densidade do líquido ;
- h = altura do líquido.
A pressão medida pelo transmissor é proporcional à coluna de líquido. Por exemplo, para uma medição do nível de água num tanque, a pressão varia em 100 mbar por metro de coluna de água. Para uma altura de tanque de 12 metros, a sonda de nível mede uma pressão na membrana do sensor de 1,2 bar relativa.
Como funciona a medição do nível hidrostático?
A medição do nível hidrostático consiste em determinar a altura de um líquido utilizando a pressão hidrostática exercida pelo líquido na sua superfície.
Quanto mais elevado for o nível do líquido, maior será a pressão exercida sobre a membrana. Existem dois métodos diferentes de medição do nível hidrostático.
Métodos de medição da pressão relativa e da pressão diferencial.
Um sensor de pressão manométrica mede a pressão estática numa posição baixa do tanque. Esta pressão é depois convertida em altura utilizando a equação do nível hidrostático.
Em tanques fechados, é necessária uma segunda medição para medir a pressão da atmosfera gasosa (ar ou gás acima do líquido que está a ser medido). Um transmissor de pressão diferencial mede a pressão diferencial em dois pontos diferentes do tanque, onde o tanque é submetido a uma pressão diferente da pressão atmosférica. A célula de medição calcula a diferença de pressão entre estes dois pontos para determinar o nível do líquido.
Quais são as aplicações da medição de nível utilizando sensores de pressão hidrostática?
Para uma medição precisa do nível hidrostático, é necessário ter em conta o peso específico do produto no depósito ou reservatório e a gravidade.
Os sensores de pressão hidrostática são preferidos para utilização quando a densidade do líquido é constante.
As aplicações industriais comuns para a medição de nível utilizando transdutores de pressão hidrostática incluem o seguinte:
Controlo do nível em tanques ou contentores pressurizados- Medição de nível em tanques industriais abertos à atmosfera ou ventilados
- Paragem e arranque de bombas em função do nível das condutas abertas no sector da água e das águas residuais
- Dosagem e distribuição de líquidos em processos
- Automatização de processos de controlo de nível industrial e transmissão de dados. Estes sensores de pressão são utilizados em processos nas indústrias química e petroquímica (produtos químicos), na indústria alimentar (água, bebidas, leite), na indústria da água (água e águas residuais), no ambiente e naindústria da construção naval (água do mar).
Quais são as vantagens da medição hidrostática do nível?
As sondas de nível hidrostáticas utilizam tecnologia de medição comprovada e oferecem uma série de vantagens, incluindo
- Medição fiável e precisa
- Insensível à espuma e à viscosidade
- Independente da constante dieléctrica do líquido
- Fácil de instalar
- Funciona mesmo com agitadores
- Compatível com todas as estruturas internas do depósito
- Ampla gama de medição
- Estabilidade a longo prazo
Quais são as desvantagens da medição hidrostática do nível?
- O sensor de nível hidrostático só funciona com líquidos.
- Os transmissores de nível hidrostáticos medem por contacto com os fluidos a medir.
- A medição depende da densidade do líquido que está a ser medido e da pressão no recipiente.
- É necessária uma manutenção regular para limpar a membrana do sensor e evitar depósitos e detritos. As soluções de medição de nível com diafragmas de descarga ou ligações higiénicas evitam a criação de zonas de retenção.
- O trabalho nos transmissores de nível pode exigir que o tanque seja drenado. Os sistemas de medição de nível com válvulas de esfera integradas eliminam este constrangimento. As sondas de nível podem ser removidas sem esvaziar o tanque.
Como é que escolho um sensor de nível hidrostático?
Para escolher um sensor de pressão hidrostática, é importante conhecer os seguintes parâmetros:
- a natureza do líquido (água, leite, óleo, produtos químicos, etc.)
- densidade do produto
- a corrosividade e abrasividade do processo
- a altura do líquido (intervalo de medição)
- o tipo de reservatório (atmosférico ou pressurizado)
- a pressão no depósito
- a temperatura do fluido
- o tipo de ligação ao processo (flangeada, roscada, higiénica, etc.)
- ecrã local ou remoto
- um índice de proteção
A escolha do sensor de nível dependerá destes componentes. A escala da célula de medição do sensor e os materiais de construção, como o aço inoxidável, Hastelloy C e monel, têm de ser adaptados para garantir que a medição é apresentada de forma fiável e precisa ao longo do tempo.
Soluções Fuji Electric para medição do nível de líquidos
A Fuji Electric oferece transdutores de pressão hidrostática de última geração que satisfazem as necessidades específicas de diferentes indústrias. Estes incluem o Transdutor de Pressão de Separador e o Transdutor de Pressão Hidrostática.
O Sensor de Pressão de Separador da Fuji Electric foi concebido para medir com precisão a pressão em ambientes agressivos e corrosivos. Oferece uma excelente estabilidade a longo prazo, alta resolução e exatidão, tornando-o na escolha ideal para aplicações industriais exigentes.
O sensor de pressão hidrostática da Fuji Electric foi especialmente concebido para medir níveis de líquidos. Este sensor oferece uma alta precisão, resistência à corrosão e durabilidade excecionalmesmo em condições extremas.
Estes produtos oferecem vantagens como:
- Medição precisa e fiável do nível de líquido
- Resistência a ambientes corrosivos e agressivos
- Longa vida útil e baixa manutenção
Importância dos sensores de pressão hidrostática na indústria
Os transdutores de pressão hidrostática são essenciais para garantir aeficiência e segurança dos processos industriais que requerem uma medição exacta do nível de líquido. As soluções oferecidas pela Fuji Electric, tais como o sensor de pressão com separadoresa sensor de nível amovível na carga e o sensor de pressão hidrostáticasão ferramentas fiáveis e tecnologicamente avançadas que podem ser utilizadas numa variedade de indústrias para resolver problemas comuns associados à medição do nível de líquidos.
Ao escolher a Fuji Electric como seu fornecedor de confiança para estes produtos essenciais, beneficia não só de transdutores de pressão hidrostática de alta qualidade, mas também de uma parceria forte e de um apoio técnico dedicado para garantir o sucesso dos seus projectos.
ref : FKE
MEDIÇÃO DO NÍVEL POR PRESSÃO RELATIVA
MEDIÇÃO DE PRESSÃO DIFERENCIAL