Medidores de nível ultrassônicos: instalação e operação

1. Como se deve selecionar a faixa de medição de um medidor de nível ultrassônico?

Ao selecionar um medidor de nível ultrassônico, deve-se primeiramente determinar a distância real de medição.

Se estiver sendo medido um líquido comum e o ambiente do local for relativamente estável, pode-se selecionar um modelo adequado com base na faixa de medição nominal do instrumento.

No entanto, se o objeto medido ou o ambiente do local for relativamente complexo, selecionar a faixa de medição apenas com base na distância real pode não ser suficiente.

1. Medição de Materiais Sólidos

Para a medição de nível de materiais sólidos, a superfície do material geralmente não é tão plana quanto a superfície de um líquido e pode apresentar inclinações, ângulos de repouso ou superfícies irregulares. Como resultado, o eco efetivo que retorna à sonda pode ser enfraquecido.

Nesta situação, a quantidade de material medida e a distância de medição real devem ser comunicadas ao fabricante com antecedência; além disso, deve ser adicionada uma margem adequada para a faixa de medição, de acordo com as condições do local.

Para materiais macios com forte absorção sonora — como farinha, algodão ou esponja — os ecores ultrassônicos podem ser muito fracos. Nesses casos, medidores de nível ultrassônicos convencionais podem não ser adequados; por isso, deve ser confirmada previamente a viabilidade da medição real.

2.É possível ainda utilizar um medidor de nível ultrassônico quando houver espuma presente?

Quando há espuma na superfície do líquido, ela pode afetar a propagação e a reflexão das ondas ultrassônicas.

A espuma que cobre uma área extensa pode:

• Absorver parte da energia ultrassônica;

• Difundir as ondas sonoras;

• Fracar o eco proveniente da superfície real do líquido;

• Fazer com que o instrumento mede a superfície da espuma em vez da superfície real do líquido.

Portanto, caso uma grande área de espuma esteja presente continuamente no local, deve-se reservar uma margem de faixa de medição maior durante a seleção do modelo.

Com base na experiência de uso que você forneceu, quando a espessura da espuma exceder aproximadamente 5 cm, não se recomenda selecionar diretamente um medidor de nível ultrassônico sob condições operacionais convencionais.Para este tipo de projeto, é a melhor prática fornecer antecipadamente a espessura da espuma, a área de cobertura e a estabilidade antes de determinar se a medição ultrassônica é adequada.

– 3. Por que a poeira ou os vapores devem ser mencionados especificamente?

– As ondas ultrassônicas precisam se propagar pelo ar ou pelo gás.

Se houver uma grande quantidade de poeira ou vapor no ar, as ondas sonoras podem ser atenuadas ou dispersas durante sua propagação, reduzindo assim a intensidade do eco efetivo.

Portanto, ao selecionar um modelo para os seguintes ambientes, as condições operacionais reais devem ser comunicadas com antecedência:

• – Alta concentração de poeira;

• – Vapor de água evidente;

• – Neblina ácida ou alcalina;

• – Ambientes de alta umidade;

• – Grande variação no ambiente em fase gasosa.

Não é suficiente informar ao fornecedor apenas que "a distância de medição é de 5 m", pois, mesmo com a mesma distância geométrica, a dificuldade real de medição pode variar significativamente conforme as condições do local.

4. Como deve ser selecionado o material da sonda ultrassônica?

O material da sonda depende principalmente da corrosividade do ambiente a ser medido.

Se o meio for água comum, águas residuais ou um ambiente levemente ácido ou alcalino, pode ser utilizada uma sonda padrão, dependendo do produto específico.

Se o local for altamente corrosivo, deve ser selecionada uma sonda com resistência à corrosão adequada.

Especialmente em ambientes de ácido forte ou de álcali forte, além de considerar o próprio líquido, deve-se também prestar atenção ao possível surgimento do seguinte:

• névoa ácida;

• névoa alcalina;

• vapor corrosivo.

Embora a sonda ultrassônica seja geralmente posicionada acima da superfície do líquido, a exposição prolongada a um ambiente gasoso corrosivo pode ainda afetá-la.

Portanto, durante a seleção do modelo, recomenda-se fornecer:

Nome do meio + concentração + temperatura + presença ou não de névoa corrosiva –

, em vez de simplesmente indicar "medição de líquido ácido" ou "medição de líquido alcalino".

5. Por que o ângulo do feixe ultrassônico deve ser considerado durante a instalação?

O sinal emitido por uma sonda ultrassônica não é uma linha reta extremamente fina, mas possui um determinado ângulo de feixe.

Pode ser entendido como sendo semelhante ao feixe de uma lanterna:

Quanto maior for a distância em relação à sonda, maior é, em geral, a área coberta pelo feixe sonoro.

O ângulo do feixe não é exatamente o mesmo para sondas de modelos e faixas de medição diferentes.

Por conseguinte, ao selecionar a posição de instalação, é necessário não apenas verificar se há obstáculos localizados diretamente abaixo da sonda, mas também inspecionar toda a área coberta pelo feixe ultrassônico.

6. Quais obstáculos podem facilmente gerar eco falsos?

Se houver outros objetos dentro da área de transmissão ultrassônica, esses objetos também podem refletir ondas sonoras.

Obstáculos comuns incluem:

• Tubulações;

• Escadas;

• Suportes para tanques;

• Bombas e válvulas;

• Vigas transversais;

• Estruturas projetadas para protrudir nas paredes dos tanques;

• Outro equipamento de processo.

Especialmente quando os obstáculos estão localizados relativamente próximo à sonda, as reflexões que eles geram podem ser relativamente intensas, e o instrumento pode identificar incorretamente esses eco como a superfície real do líquido.

Isso é conhecido como eco falso.

Por isso, durante a instalação, deve-se dar prioridade à evitação de obstáculos por meio de um posicionamento adequado durante a instalação, em vez de depender exclusivamente do filtragem por software.

Se estruturas fixas não puderem ser evitadas efetivamente no local, pode-se então aplicar supressão de eco artificial ou ajuste de parâmetros de acordo com as funções do instrumento específico.

7. Por que a sonda deve estar perpendicular à superfície do meio medido?

Para garantir que as ondas ultrassônicas retornem eficazmente à sonda, a superfície de transmissão do transdutor deve ser alinhada com a superfície do meio medido da forma mais precisa possível.

Para uma superfície líquida horizontal, a sonda deve ser instalada, em geral, com direção quase vertical para baixo.

Se a sonda estiver significativamente inclinada, as ondas sonoras podem ser refletidas em direção diferente após atingirem a superfície do líquido, resultando em:

• Sinais de eco enfraquecidos;

• Medição instável;

• Perda ocasional do sinal do nível do líquido;

• Diminuição do intervalo de medição real.

Por conseguinte, ao instalar o suporte de montagem, é também necessário verificar se a sonda está instalada de forma horizontal e se a direção de transmissão é correta.

8. Por que o nível líquido mais elevado não deve entrar na zona cega?

Os medidores de nível por ultrassons geralmente apresentam uma determinada zona cega de medição.

Logo após a sonda emitir um pulso ultrassônico, é necessário um período de tempo para completar a transição entre os estados de transmissão e de recepção. Assim, a área situada muito próxima à sonda pode não ser mensurável normalmente.

Durante a instalação, deve-se garantir que:

exista uma distância suficiente entre a superfície emissora da sonda e o nível máximo do líquido.

Por outras palavras:

O nível máximo de líquido não deve entrar na zona cega especificada para o instrumento.

A zona cega varia entre diferentes modelos; portanto, não é possível aplicar uma distância fixa de forma universal.

Durante a seleção e instalação do modelo, deve-se verificar a ficha técnica do modelo correspondente e reservar espaço suficiente com base no nível máximo de líquido possível.

Lista de Verificação para a Posição de Instalação do Medidor de Nível Ultrassônico;

; Perguntas Frequentes

; P1: Por que deve ser reservada uma margem maior na faixa de medição ao medir materiais sólidos?

; As superfícies de materiais sólidos são geralmente irregulares, e as ondas ultrassônicas podem ser refletidas em direções diferentes. Por isso, o eco efetivo que retorna à sonda é frequentemente mais fraco do que o proveniente de uma superfície líquida plana.A seleção real de modelos deve levar em conta as propriedades do material e as condições da sua superfície, em vez de considerar apenas a distância geométrica.

Q2: Por que materiais como farinha e algodão são difíceis de medir utilizando tecnologia ultrassônica?

Esses materiais macios podem absorver uma quantidade significativa de energia das ondas sonoras, resultando em um eco demasiado fraco e dificultando a medição.A utilização da medição ultrassônica deve ser confirmada de acordo com o material real e com a faixa de medição.

Q3: A presença de espuma na superfície do líquido sempre significa que o medidor de nível ultrassônico não pode ser utilizado?

Não. Uma pequena quantidade de espuma não causa necessariamente falha na medição; no entanto, uma espuma extensa, espessa e estável pode enfraquecer significativamente o eco.De acordo com a experiência que você relatou, a medição ultrassônica deve ser selecionada com cautela quando a espessura da espuma exceder aproximadamente 5 cm.

Q4: Por que não é suficiente verificar apenas a área diretamente abaixo da sonda durante a instalação?

Como as ondas ultrassônicas possuem um ângulo de feixe, o feixe sonoro real cobre uma área que se expande gradualmente à medida que a distância aumenta.Mesmo que não haja obstáculos diretamente abaixo da sonda, tubulações ou suportes localizados na borda da viga podem ainda gerar ecos falsos.

Q5: O software pode eliminar completamente os ecos falsos causados por obstáculos?

Não é possível garantir isso. O software pode suprimir alguns ecos falsos fixos, mas o método mais confiável continua sendo evitar obstáculos tanto quanto possível durante a instalação.

Q6: Qual deve ser a distância reservada entre o nível líquido máximo e a sonda?

Não existe um valor fixo universal; esse valor deve ser determinado com base na zona cega de medição do modelo específico, e deve-se evitar que o nível líquido mais elevado possa entrar nessa área.

– Resumo –

– Para garantir o funcionamento estável de um medidor de nível ultrassônico, tanto as condições locais quanto os requisitos de instalação devem ser considerados durante a seleção e instalação do modelo.

Durante a seleção do modelo, devem ser confirmadas como prioridades as seguintes:

Intervalo de medição, objeto medido, espuma, poeira, vapor e a corrosividade do meio.

Durante a instalação, devem ser confirmadas como prioridades as seguintes:

Ângulo do feixe, obstáculos, direção da sonda e zona cega de medição.

: Em comparação com o ajuste repetido de parâmetros de software após a instalação, a seleção correta da posição da sonda antes da construção, a evitação de objetos que possam causar reflexões falsas e a reserva de uma faixa de medição suficiente bem como de margem para a zona cega são, em geral, mais vantajosas para garantir medições estáveis a longo prazo.