Transmissores de nível por radar para tanques de aquicultura: monitoramento e seleção

Piscinas para peixes, piscinas para camarões, tanques de aquicultura e sistemas de aquicultura de recirculação exigem um monitoramento confiável do nível da água. Esse nível pode variar devido ao enchimento, ao drenamento, à evaporação, às chuvas, ao funcionamento dos sistemas de filtração e à troca rotineira de água. Níveis de água excessivamente altos ou baixos podem comprometer o funcionamento de bombas, equipamentos de filtração, sistemas de drenagem e, em geral, todo o sistema de aquicultura.

Os transmissores de nível por radar permitem a medição contínua e sem contato do nível da água, mediante a instalação do sensor acima da superfície da água. O instrumento emite ondas eletromagnéticas em direção à água e calcula a distância com base no sinal refletido. Como o sensor não precisa permanecer imerso no tanque, a medição por radar pode reduzir os problemas associados a incrustações biológicas, sedimentos, salinidade e à manutenção de elementos sensores submersos.

1.O que torna a medição do nível de tanques de aquicultura diferente?

Os tanques de aquicultura podem parecer aplicações simples de controle de nível de água, mas seu ambiente operacional é frequentemente mais complexo do que o de um tanque de armazenamento fechado. Aeradores, bombas de circulação, condições climáticas externas, exposição à água salgada, movimentos na superfície e espuma podem todos influenciar a seleção e a instalação de instrumentos.

Variação Contínua do Nível da Água

O enchimento, o drenamento, a evaporação e a precipitação podem alterar continuamente o nível do tanque; por isso, a medição contínua é frequentemente mais útil do que um único interruptor de nível alto ou baixo.

Superfície da Água em Movimento

Aeradores, bombas, entradas de água e o vento podem gerar ondas e um movimento contínuo na superfície.

Ambiente exterior

O instrumento pode estar exposto à chuva, à radiação solar, à umidade, a variações de temperatura e a ventos fortes.

Condições corrosivas

Aplicações marinas e em aquicultura de alta salinidade exigem estruturas adequadas, sistemas de montagem e materiais de fixação apropriados.

2. Como o radar mede o nível da água em um tanque de aquicultura?

O transmissor de radar é montado acima do lago e emite ondas eletromagnéticas de alta frequência em direção à superfície da água. O sinal é refletido pela superfície e captado pelo instrumento. Em seguida, o transmissor calcula a distância entre o sensor e a superfície da água com base no sinal refletido.

Quando a altura de referência da instalação for conhecida, o nível real da água pode ser calculado da seguinte forma:

Nível da Água = Altura de Referência − Distância Medida até a Superfície da Água

O processo completo de medição é sem contato. Nenhuma sonda de detecção precisa permanecer permanentemente imersa no tanque, o que pode reduzir a exposição direta ao crescimento biológico, aos sedimentos, ao sal e às operações rotineiras de limpeza.

3. Por que utilizar radar sem contato no monitoramento do nível de água em sistemas de aquicultura?

– Sensores de pressão submersíveis, flutuadores e outros dispositivos de nível de tipo em contato também podem ser utilizados em tanques de aquicultura.No entanto, sensores que permanecem submersos por longos períodos podem sofrer efeitos de bioincrustação, acúmulo de sedimentos, depósitos de sal ou danos mecânicos.

Os transmissores de nível por radar são instalados acima da superfície da água e não possuem um elemento sensor continuamente imerso no tanque. Essa configuração pode ser útil em situações em que o acesso para manutenção é limitado, quando o operador deseja evitar cabos submersos ou quando é necessário integrar diversos tanques em um sistema centralizado de monitoramento remoto.

4. A névoa, a umidade e a chuva afetam a medição de nível por radar?

O radar utiliza ondas eletromagnéticas em vez de ondas acústicas. Diferentemente da medição ultrassônica, o radar não depende da velocidade do som no ar; por isso, variações comuns na temperatura do ar, na umidade e no fluxo de ar geralmente exercem uma influência menos direta sobre a velocidade de propagação do sinal de medição.

No entanto, o radar não deve ser descrito como capaz de atravessar névoa ilimitada, gotículas de água ou condensação sem qualquer efeito. Uma condensação intensa, um filme de água persistente ou contaminação na antena podem, ainda assim, comprometer a qualidade do eco. Por isso, em instalações externas, devem ser consideradas a proteção em estrutura fechada, a posição do sensor, a estabilidade de montagem e, quando apropriado, proteção contra condições climáticas.

5. Os aeradores podem afetar a medição do nível de água por radar?

Aeradores de roda de pás, sistemas de ar difuso e equipamentos de circulação podem gerar um intenso movimento na superfície da água, bem como bolhas e jatos de água. Se o transmissor de radar for instalado diretamente acima de uma zona altamente turbulenta, o valor medido pode apresentar flutuações, mesmo que o nível médio do tanque se mantenha estável.

Por conseguinte, o transmissor deve ser instalado afastado das zonas de aeração mais intensa — zonas de entrada e de saída — e posicionado sobre uma área que represente o nível médio do tanque.Quando persiste um movimento superficial moderado, podem ser utilizados amortecimento, média ou filtragem para melhorar a estabilidade da saída.

6. A espuma afeta a medição do nível por radar?

A espuma pode se formar em tanques de aquicultura devido à aeração, à matéria orgânica dissolvida ou às alterações nas condições da água. Não se deve presumir que o radar penetre automaticamente em toda a espuma. A espessura da espuma, sua densidade, o teor de água e a frequência do radar influenciam todos os aspectos do sinal refletido.

Uma camada de espuma fina ou intermitente difere de uma camada de espuma densa e persistente. Se a espuma pesada estiver regularmente presente, deve ser incluída nas informações de aplicação durante a seleção do produto, de modo a permitir a avaliação adequada da frequência do radar, da posição de montagem e do desempenho esperado do eco.

7. Quais são as vantagens de 80GHz Uso do radar em aplicações de aquicultura?

80GHz O radar pode gerar um feixe de medição relativamente estreito, o que pode ser útil quando o sensor é montado próximo à borda do lago, sobre uma viga estrutural, ou onde tubos, suportes ou outros objetos fixos se encontram próximos ao trajeto de medição.

O tamanho compacto da antena também pode facilitar a instalação. No entanto,80GHz Não é obrigatório para todos os tanques de aquicultura. A frequência de radar adequada deve, ainda assim, ser selecionada com base na distância de medição, na altura de instalação, nas condições da superfície e nas estruturas circundantes.

8. Radar vs. Ultrassônico para Medição de Nível em Tanques de Aquicultura

– Tanto a tecnologia por radar quanto a tecnologia ultrassônica podem ser utilizadas para a medição do nível de água em sistemas de aquicultura convencionais. Em aplicações com grandes variações de temperatura ao ar livre, fluxo de ar intenso, espaço de instalação limitado ou obstáculos estruturais próximos, a tecnologia por radar pode oferecer vantagens significativas na instalação.A medição por ultrassons ainda pode ser adequada para tanques mais simples, onde as condições acústicas são estáveis.

9. Aplicações Típicas em Aquicultura

Monitoramento do Nível de Tanques de Peixes

Monitora continuamente as variações no nível da água provocadas pelo enchimento, drenagem, chuvas e evaporação, fornecendo dados para reabastecimento manual ou automático de água.

Monitoramento de Nível em Tanque de Camarão

Adequado para aplicações de aquicultura marinha e de alta salinidade, desde que o hardware de montagem, os elementos de fixação e os materiais do instrumento sejam selecionados para resistência à salinidade e à corrosão.

Sistemas de Aquicultura de Recirculação

Permite monitorar tanques de cultivo, tanques de filtração, reservatórios e tanques de tratamento como parte de um sistema centralizado de monitoramento com PLC ou RTU.

Enchimento e Esvaziamento Automáticos

Sinais contínuos de nível de água podem ser utilizados por um PLC para controlar válvulas de reabastecimento, bombas de drenagem e funções de alarme.

10. Como os dados de nível por radar podem ser monitorados remotamente?

O transmissor de nível por radar é responsável por medir o nível da água, enquanto a transmissão remota de dados é normalmente gerida por um PLC, um dispositivo RTU, um registrador de dados ou um gateway industrial. Dependendo do instrumento selecionado, podem ser utilizados 4-20mA ou RS485 Modbus RTU para transmitir os dados de nível de água ao sistema de controle.Transmissor de Nível por Radar

→ PLC / RTU / Registrador de Dados → 4G / Ethernet / LoRa WAN → Plataforma de Monitoramento Remoto

O sistema de nível de nível superior pode fornecer tendências históricas, registros de alarmes, controle de reabastecimento e monitoramento centralizado de múltiplos tanques. A lógica de controle automático deve incluir histerese e atraso de tempo adequados, de modo que movimentos superficiais de curta duração não provoquem a comutação excessiva de bombas ou válvulas.

11. Quais informações são necessárias para a seleção de transmissores de nível por radar para aquicultura?

12. Considerações de Instalação

O transmissor de radar deve ser instalado acima de uma localização que represente o nível médio da água do lago. Deve-se evitar instalá-lo diretamente sobre aeradores de roda de pás, jatos de entrada intensos, saídas de drenagem ou outras áreas com perturbação severa na superfície.

Suportes fixos, tubos e outras estruturas também devem, sempre que possível, estar fora do feixe principal do radar.As estruturas de montagem ao ar livre devem ser mecanicamente estáveis, e o vedamento de cabos, os circuitos de drenagem, a proteção contra surtos e a aterramento devem ser considerados de acordo com o projeto elétrico do local.

Para sistemas de aquicultura em água de mar ou de alta salinidade, a resistência à corrosão dos suportes de montagem, dos elementos de fixação, dos invólucros e dos materiais expostos também deve ser considerada no processo de seleção.

– Perguntas Frequentes

– P1: O radar é adequado para o monitoramento do nível de água em tanques de peixes?

– R1: Sim.O radar permite medições contínuas sem contato, sem exigir que o elemento sensor permaneça submerso no tanque.

Q2: É possível utilizar transmissores de nível por radar em tanques de camarão e em sistemas de aquicultura em água do mar?

A2: Sim, mas a água salgada e o jato de sal podem ser corrosivos. Os componentes de montagem, os fixadores e os materiais dos instrumentos devem ser selecionados adequadamente.

Q3: Um aerador pode interferir nas medições por radar?

A3: Sim. Movimentos intensos na superfície e o jato de sal podem causar flutuações temporárias nas medições. O sensor deve ser instalado longe da zona de maior turbulência, e pode-se aplicar uma filtragem adequada.

Q4: A névoa ou a alta umidade podem impedir as medições por radar?

A4: A umidade normal geralmente exerce influência direta limitada na propagação do radar, mas a condensação intensa, a presença de filmes de água persistentes ou a contaminação da antena podem ainda comprometer a qualidade do eco.

Q5: É possível utilizar o radar na presença de espuma?

A5: Isso depende da espessura, densidade e duração da espuma. A espuma fina e intermitente e a espuma densa e persistente constituem condições de medição muito distintas; por isso, deve-se identificar a presença de espuma abundante durante a seleção.

Q6: O radar pode controlar automaticamente o enchimento do lago?

A6: O transmissor de radar fornece um sinal contínuo do nível da água. Um PLC ou controlador pode utilizar esse sinal para acionar válvulas de reabastecimento, bombas de drenagem ou alarmes, conforme os limiares de nível configurados.

Q7: É possível visualizar o nível da água do tanque por meio de um telefone ou de uma plataforma na nuvem?

A7: Sim. O sinal de radar pode ser coletado por um dispositivo RTU ou por um gateway IoT e enviado, por meio de 4G, Ethernet, LoRa WAN ou outra rede, para uma plataforma de monitoramento remoto.

Q8: Deveria um tanque de aquicultura utilizar radar ou medição de nível por ultrassom?

A8: Ambos os métodos podem ser adequados. O radar pode apresentar vantagens quando as variações de temperatura ao ar livre, o fluxo de ar, a proximidade de estruturas ou a instalação com feixe estreito são fatores relevantes. A medição por ultrassons pode continuar sendo uma opção viável para tanques mais simples, desde que as condições acústicas sejam estáveis.

– Conclusão

Os transmissores de nível por radar são adequados para o monitoramento contínuo e sem contato do nível de água em tanques de peixes, tanques de camarão, sistemas de aquicultura de recirculação e outros corpos d'água de aquicultura aberta. Como o elemento sensor não permanece submerso, o radar reduz a exposição direta a incrustações biológicas, sedimentos e sal, além de proporcionar uma interface para integração com PLC, RTU e monitoramento remoto.

O desempenho confiável ainda depende de uma instalação correta. A aeração, as ondas de superfície, a espuma, as condições meteorológicas ao ar livre, a salinização por respingo e as estruturas próximas devem ser todas levadas em consideração durante a colocação dos sensores e a seleção do produto. O radar não pode ser descrito como completamente imune à névoa, à espuma ou à condensação, mas, em geral, oferece uma opção robusta sem contato para diversas aplicações de aquicultura ao ar livre.

METRAVON Os produtos de medição em nível por radar podem ser configurados de acordo com a distância de medição da lagoa, as condições ambientais, a interface de saída exigida e a arquitetura de monitoramento remoto. As interfaces, como 4–20,mA e RS485 Modbus RTU pode ser integrado com PLC s, RTUs e sistemas de IoT industrial para apoiar o monitoramento do nível de água, o controle de reabastecimento e drenagem, e a gestão centralizada de múltiplas piscinas de aquicultura.