Guia de Aplicações e Instalação em Campo do Medidor de Nível por Radar

METRAVON Guia de Aplicações e Instalação em Campo do Medidor de Nível por Radar

Um medidor de nível por radar mede o nível transmitindo ondas eletromagnéticas em direção à superfície do líquido ou do material e analisando o eco refletido. A distância medida entre a antena e a superfície é então convertida em um valor contínuo de nível.

Como o sensor normalmente não necessita de entrar em contato com o meio de processo, a medição de nível por radar é amplamente utilizada para líquidos, polpas, pós e sólidos granulares. Dependendo do modelo específico, o radar também pode ser aplicado em condições exigentes, tais como altas temperaturas, alta pressão, presença de vapor, poeira e meios corrosivos.

O desempenho da medição depende não apenas do próprio instrumento, mas também das propriedades do meio, da geometria do recipiente ou silo, do trajeto do feixe, da posição de montagem, das perturbações no processo e das condições de proteção ambiental.

1. Em quais setores industriais são comumente utilizados medidores de nível por radar?

Óleo, Gás e Química

Utilizado para petróleo bruto, combustíveis refinados, efluentes, solventes, ácidos, álcalis, matérias-primas químicas e outros líquidos de processo.

Geração de Energia

Utilizado para silos de carvão, silos de cinzas volantes, sistemas de dessulfurização, tanques de água, tanques de óleo e outras aplicações com líquidos ou sólidos em grande volume.

Cimento e Materiais de Construção

Utilizado para cimento, matéria-prima, clínker, cinzas volantes, carvão e outros materiais em pó ou granulares.

Aço e Mineração

Utilizado para minério de ferro, calcário, coque, pó de carvão, pós minerais e outros materiais brutos em grande volume.

2. Aplicações Típicas na Indústria Petroquímica

As indústrias de petróleo, gás e química constituem as principais áreas de aplicação para a medição de nível por radar. Os tipos típicos de contenção incluem:

• Tanques de armazenamento de petróleo bruto e produtos refinados;

• Tanques de óleo residual, águas residuais e lodo;

• Solventes e matérias-primas químicas;

• Ácidos, álcalis e outros líquidos corrosivos;

• Vasos de processo com temperatura elevada ou que geram vapor em quantidade significativa;

• Reatores, tanques de amortecimento e tanques de armazenamento intermediário. A medição sem contato do

pode reduzir os problemas de manutenção associados à exposição direta a meios corrosivos ou contaminados. No entanto, aplicações em condições de alta temperatura, alta pressão, alta corrosividade ou em áreas perigosas ainda exigem a conexão de processo adequada, o material apropriado para a antena, o sistema de vedação correto e a certificação correspondente.

3. Aplicações Típicas nas Indústrias de Energia, Cimento e Sólidos em Grande Volume

No caso de sólidos em grande quantidade, a seleção deve considerar especialmente o ângulo entre o material e a superfície, a presença de poeira, as características das partículas, as propriedades dielétricas, a altura do silo e eventuais obstruções internas.80GHz O radar de feixe estreito costuma oferecer maior flexibilidade de instalação em silos altos e estreitos ou em embarcações com estrutura interna complexa.

4. Quais são outras aplicações que utilizam a medição de nível por radar?

Além das indústrias petroquímica, de energia, de cimento, de aço e de carvão, os medidores de nível por radar também são amplamente utilizados em:

• rios, reservatórios, canais abertos e bacias hídricas;

• tratamento de efluentes e monitoramento ambiental;

• silos para grãos, ração e matérias-primas alimentares;

• mineração e processamento de minerais;

• tanques para produção de polpa e papel, indústria farmacêutica e setores industriais gerais.

A frequência do radar, a antena, o alcance de medição, a conexão do processo e a interface de comunicação devem ser selecionadas de acordo com as condições reais do meio e do processo.

5. Por que o trajeto do feixe de radar deve ser mantido livre de obstáculos?

O radar determina o nível por meio da análise de sinais refletidos. Estruturas fixas dentro do feixe de radar podem gerar reflexões intensas que podem competir com o eco real do produto.

As fontes comuns de interferência incluem:

• Agitadores;

• Vigas estruturais e elementos de reforço;

• Tubos de preenchimento;

• Sondas de temperatura;

• interruptores de nível pontual;

• Tubulação interna e suportes.

A abordagem preferida consiste em selecionar uma posição de montagem e um ângulo do vigra que evitem essas estruturas. Se a interferência fixa não puder ser eliminada por meios mecânicos, a curva de eco pode ser utilizada para identificá-la, e a supressão de ecos espúrios pode ser configurada, sempre que adequado.

6. Onde deve ser instalada uma medidora de nível por radar?

Não existe uma única distância de montagem aplicável a todos os tanques ou silos. A posição deve ser selecionada com base na geometria do vaso, no ângulo do feixe, nas estruturas internas, nas posições de enchimento e descarga, bem como nas condições da superfície.

Evite fluxos de enchimento direto.

Não dirija o radar diretamente contra um fluxo de material de alta velocidade, uma entrada de líquido turbulento ou uma zona de salpicos contínuos.

Evite obstruções fixas.

Mantenha as paredes do vaso, vigas, tubos e outras estruturas fora da viga principal, tanto quanto possível, ao longo de todo o intervalo de medição.

Meça uma superfície representativa.

No caso de corpos sólidos, considere os picos e vales do material. No caso de líquidos, evite a área de superfície mais fortemente perturbada.

Verifique o nível máximo.

O nível mais alto esperado deve permanecer fora da distância mínima de medição especificada pelo instrumento.

Regras como «instalar a uma distância de um sexto do diâmetro do casco em relação à parede» ou «nunca instalar no centro» não devem ser consideradas requisitos universais. Um radar montado no centro pode funcionar adequadamente em tanques com telhado plano e simples, enquanto tanques com telhado abobadado, vasos esféricos ou vasos com estrutura interna complexa podem exigir maior atenção às reflexões de múltiplos caminhos e aos ecos fixos.

7. A antena do radar deve sempre ser montada verticalmente?

O objetivo é direcionar o feixe principal do radar em direção a uma superfície-alvo representativa.

Para uma superfície líquida relativamente plana, uma orientação verticalmente descendente normalmente proporciona um sinal de retorno forte e estável. No caso de sólidos em grande quantidade, nos quais a superfície pode apresentar um ângulo de repouso, além de picos e vales, certos instrumentos permitem direcionar a antena para uma seção mais representativa da superfície do material.

O ângulo de montagem permitido deve cumprir os requisitos de projeto e instalação do instrumento específico.

8. Como se deve lidar com agitação intensa ou movimento severo da superfície?

Agitação intensa, vórtices ou reações químicas podem provocar um movimento contínuo entre o líquido e a superfície. O primeiro passo é, normalmente, otimizar a posição de montagem do radar e evitar a área mais fortemente afetada.

Para aplicações líquidas adequadas, soluções alternativas podem incluir:

• poços de estabilização;

• câmaras de desvio;

• outros arranjos de medição aprovados para o projeto específico do radar.

Um poço de estabilização deve possuir uma superfície interna relativamente lisa e aberturas de equalização adequadas, sempre que necessário. O tamanho da antena, as características do feixe e o diâmetro do tubo devem ser compatíveis.

Importante:Poços de contenção e câmaras de desvio são soluções específicas para determinadas aplicações, utilizadas principalmente em medições de líquidos adequadas. Elas não constituem soluções universais para silos de sólidos em grande quantidade nem para todos os processos turbulentos. O radar de onda guiada é uma tecnologia distinta que direciona o sinal de radar ao longo de uma haste, cabo ou sonda coaxial, e não deve ser confundido com uma instalação de radar em espaço livre em um poço de estabilização.

9. O que deve ser considerado para bicos e conexões de processo?

Os instrumentos de radar são frequentemente montados em um bico superior ou em uma flange. Um bocal excessivamente longo ou estreito, ou uma antena mal posicionada, pode gerar reflexões e reduzir o sinal utilizável.

Pontos-chave para confirmação incluem:

• Se a antena é compatível com o diâmetro do bocal;

• Se o comprimento do bocal se enquadra nos limites de instalação do instrumento;

• Se a antena deve se estender além do bocal;

• Se existem soldas, arestas ou projeções internas;

• Se a conexão de processo cumpre os requisitos de pressão, temperatura e material.

10. Como deve ser gerida a poeira, a condensação e o acúmulo na antena?

O radar em espaço livre não entra em contato com o material do processo, mas a antena continua exposta à atmosfera do recipiente. A presença de poeira intensa, condensação ou cristalização pode reduzir gradualmente a qualidade do eco.

Superfícies lisas da antena.

Designs com lentes ou PTFE podem ajudar a reduzir certos tipos de acúmulo de poeira e condensado.

Posicionamento adequado da antena.

Evite posicionar a antena diretamente na zona de maior intensidade de rajada de poeira ou de jato de vapor.

Purga com ar.

Em casos de poeira intensa ou cristalização, pode-se utilizar um sistema de purga com ar compatível.

Inspeção Periódica

Definir intervalos de inspeção com base na taxa real de acúmulo, condensação e contaminação.

11. Como Devem Ser Protegidas Instalações Externas e em Ambientes Hostis?

A instalação em campo também deve proteger os componentes eletrônicos e as interfaces elétricas.

• Selecione uma classificação adequada de proteção contra entrada para o ambiente;

• Instale corretamente as juntas de cabos e os tampões para entrada não utilizada;

• Evite que a água da chuva corra diretamente ao longo do cabo até o invólucro;

• Providencie aterramento, proteção contra surtos e proteção contra raios, sempre que necessário;

• Utilize um protetor solar quando a forte exposição solar possa causar aquecimento significativo dos componentes eletrônicos;

• Instale equipamentos para áreas perigosas de acordo com os requisitos de certificação correspondentes.

12. Por que a curva de eco deve ser verificada após a instalação?

A leitura correta da corrente, por si só, não comprova que a instalação permanecerá confiável em todo o intervalo de medição. A curva de eco mostra a relação entre o eco real do produto e as reflexões fixas provenientes da instalação.

Durante a comissionação, verifique:

• Se o eco real do líquido ou do material está claramente identificado;

• Se as paredes do recipiente, os bicos ou as estruturas internas geram ecos falsos intensos;

• Se os níveis mínimo e máximo permanecem dentro do intervalo de medição válido;

• Se o intervalo de medição e as unidades de medida foram configurados corretamente;

• Se o amortecimento e o rastreamento de eco correspondem às dinâmicas reais do processo;

• Se a saída em 4-20mA, HART ou RS485 está compatível com o sistema de controle.

13. Como devem ser interpretadas as especificações técnicas típicas?

Os valores a seguir destinam-se exclusivamente a servir como referência geral de seleçãopara instrumentos industriais de nível por radar e não devem ser considerados especificações universais para todos os modelospara instrumentos industriais de medição de nível por radar, e não devem ser considerados especificações universais para todos os casos METRAVON modelo.

FAQ: Aplicações e Instalação de Medidores de Nível por Radar

P1: Quais setores industriais utilizam comumente medidores de nível por radar?

R: As indústrias típicas incluem petróleo e gás, petroquímica, geração de energia, cimento, aço, carvão, recursos hídricos, monitoramento ambiental, armazenamento de grãos e outras aplicações em tanques e silos.

P2: O radar pode medir meios corrosivos?

R: Sim, desde que o material da antena, o selo de processo, a classificação de temperatura, a classificação de pressão e a configuração geral do instrumento sejam adequados ao meio em questão.

P3: Deveria 80GHz O radar é sempre escolhido para silos com muito pó?

A: Não automaticamente.80GHz O radar de feixe estreito frequentemente apresenta bom desempenho em silos complexos, mas o desempenho real em relação à poeira também depende do acúmulo na antena, da refletividade do material, do processamento de sinal e da instalação.

P4: O radar deve ser instalado a um sexto do diâmetro da embarcação em relação à parede?

A: Não. O valor de um sexto não deve ser considerado uma regra universal. A posição de instalação deve ser definida com base no ângulo do feixe, na geometria da embarcação, nas conexões do processo e nas obstruções internas.

P5: O radar deve estar sempre instalado fora do centro da embarcação?

R: Não. A adequação da instalação no centro depende da forma do telhado e da geometria interna da embarcação. Telhados em cúpula e estruturas complexas podem provocar reflexões por múltiplos caminhos, enquanto embarcações simples podem operar corretamente com um radar instalado no centro.

P6: Uma agitação intensa exige sempre um poço de estabilização?

R: Não. A posição de instalação e a configuração do sinal devem ser otimizadas em primeiro lugar. Poços de estabilização ou câmaras de desvio podem ser úteis em aplicações com líquidos adequados, desde que a geometria do radar e da tubulação sejam compatíveis.

Q7: A antena do radar deve estar perfeitamente vertical?

A: O requisito principal é que o feixe do radar seja direcionado para uma superfície representativa do produto. A medição de líquidos é normalmente realizada verticalmente, enquanto em aplicações específicas com sólidos em massa pode-se utilizar um ângulo de antena ajustado.

Q8: Por que a curva de eco deve ser verificada após a instalação?

A: A curva de eco revela a relação entre o sinal real do produto e a interferência fixa, fornecendo mais informações sobre a qualidade de instalação a longo prazo do que o valor de nível atual isoladamente.

Q9: Um medidor de nível por radar pode ser conectado diretamente a um PLC ou a um sistema DCS?

A: Sim. Dependendo do modelo, podem ser utilizados os sinais 4-20mA, HART ou RS485/Modbus, desde que as interfaces entre o instrumento e o sistema de controle sejam compatíveis.

P10: Que informações são fornecidas? METRAVON Precisa de seleção de nível de radar?

A: Por favor, forneça: o setor industrial, o tipo de meio (líquido ou sólido), a distância máxima de medição, as dimensões do tanque ou silo, as estruturas internas, a temperatura, a pressão, as condições de vapor ou poeira, a conexão ao processo, a vazão exigida e os requisitos para áreas de risco.

Medidores de nível por radar com lente-antena de 26 GHz –Os medidores de nível por radar são amplamente utilizados nas indústrias petroquímica, de energia, de cimento, de aço, de carvão, de água, ambiental e de manuseio de materiais em bulk.O seu princípio de medição sem contato ajuda a reduzir a manutenção associada à corrosão, à contaminação e ao desgaste mecânico, oferecendo ainda uma ampla variedade de configurações para processos exigentes.

A instalação bem-sucedida depende demanter um trajeto de feixe claro, selecionar um local de medição representativo, evitar fluxos de preenchimento direto e perturbações severas, bem como considerar adequadamente a geometria da bocal, a configuração da antena, a proteção ambiental e as condições do processoRegras fixas, como «um sexto do diâmetro do recipiente» ou «nunca instalar no centro», não devem ser aplicadas de forma universal. Os medidores de nível por radar

METRAVON Os medidores de nível por radar podem ser configurados com diferentes frequências, antenas, intervalos de medição e interfaces de saída, de acordo com o meio, a geometria do tanque ou do silo, as condições de processo e os requisitos do sistema de controle. A seleção adequada, a instalação correta e o diagnóstico de eco são fundamentais para uma medição estável de nível ao longo do tempo.