Ultrassom, radar ou pressão diferencial: guia de seleção

1. Qual é a diferença entre um medidor de nível ultrassônico e um medidor de nível por radar?

Ambos os medidores de nível ultrassônicos e os medidores de nível por radar podem ser utilizados para medição de nível, mas utilizam sinais de medição diferentes.

Um medidor de nível ultrassônico emite ondas ultrassônicas e mede o tempo necessário para que essas ondas percorram o trajeto desde o sensor até a superfície do líquido e se refletem de volta; em seguida, calcula o nível do líquido com base nesse tempo de propagação.

: Um medidor de nível por radar utiliza ondas eletromagnéticas de micro-ondas para medição. As ondas de radar são transmitidas pelo instrumento em direção à superfície do líquido, refletidas na superfície do meio e recebidas pelo instrumento, que, em seguida, calcula a distância até à superfície do líquido.

Portanto, a diferença mais fundamental entre essas duas tecnologias pode ser resumida da seguinte forma:

Os medidores de nível ultrassônicos utilizam ondas sonoras, enquanto os medidores de nível por radar utilizam micro-ondas.

As ondas ultrassônicas possuem características como boa direcionalidade e propagação direcional; são amplamente utilizadas quando a faixa de medição é relativamente pequena e o ambiente do local é relativamente simples.

No entanto, a propagação ultrassônica depende de um meio de transmissão; por isso, os medidores de nível ultrassônicos não podem funcionar corretamente em vácuo. Se houver uma grande quantidade de vapor no interior do recipiente ou se houver espuma significativa na superfície do líquido, a propagação das ondas ultrassônicas e a recepção do eco também podem ser afetadas, o que pode influenciar o resultado da medição.

Os medidores de nível por radar utilizam ondas eletromagnéticas e não dependem do ar como meio de propagação.Portanto, podem ser utilizados em ambientes de vácuo e, em geral, oferecem uma gama mais ampla de aplicações sob condições operacionais complexas que envolvem gases, vapor ou fatores semelhantes.

Em comparação com medidores de nível ultrassônicos, os medidores de nível por radar geralmente apresentam uma faixa de medição maior e, frequentemente, uma precisão de medição superior; no entanto, seu preço é relativamente mais elevado.Ao mesmo tempo, a constante dielétrica do meio medido também deve ser considerada ao utilizar um medidor de nível por radar, pois a capacidade do meio de refletir ondas de radar influencia o desempenho da medição.

2. Como escolher quando houver espuma, vapor ou vácuo?

As condições locais constituem uma base importante para a seleção entre medidores de nível ultrassônicos e medidores de nível por radar.

Se houver espuma na superfície do líquido, as ondas ultrassônicas podem ser refletidas pela superfície da espuma, causando uma diferença entre a distância medida e o nível real do líquido.

Quando há uma grande quantidade de vapor no interior do recipiente, a propagação ultrassônica também pode ser afetada.

Esse efeito é ainda mais evidente em um ambiente de vácuo, pois as ondas ultrassônicas exigem um meio de propagação, enquanto as ondas sonoras não podem se propagar normalmente em vácuo.

Portanto, caso o local apresente as seguintes condições:

• Grande faixa de medição;

• Vapor significativo;

• Espuma;

• Condições de operação em vácuo;

• Exigências de alta precisão de medição;

, um medidor de nível por radar pode ser considerado como uma opção prioritária.

: Se a faixa de medição for relativamente pequena, as condições ambientais forem simples e não houver fatores evidentes — como vapor, espuma ou vácuo —, pode-se considerar o uso de um medidor de nível ultrassônico.

Comparação entre medidores de nível por ultrassom e por radar

3. Qual é a diferença entre um medidor de nível por radar e um medidor de nível por pressão diferencial?

Os medidores de nível por radar e os medidores de nível por pressão diferencial são amplamente utilizados para medição de nível industrial, mas seus princípios de medição são completamente diferentes.

: Um medidor de nível por radar determina o nível do líquido medindo a distância entre o instrumento e a superfície do líquido.

: Um medidor de nível por pressão diferencial mede a pressão ou a diferença de pressão gerada pela coluna de líquido e, em seguida, converte essa variação de pressão em nível de líquido.

Portanto, pode ser compreendido simplesmente da seguinte forma:

Um medidor de nível por radar mede a "distância", enquanto um medidor de nível por pressão diferencial mede a "pressão".

Os medidores de nível por pressão diferencial são utilizados há muito tempo e ainda são muito comuns em diversas aplicações industriais tradicionais. Suas estruturas são relativamente simples, seu funcionamento é confiável, sua resposta é rápida, e tanto a manutenção quanto o funcionamento são também relativamente convenientes.

No entanto, como o medidor de nível de pressão diferencial mede primeiro a pressão e, em seguida, a converte em nível de líquido, as condições locais podem influenciar o resultado da medição.

Por exemplo:

• Fuga no conduto;

• Condensação;

• Baixas temperaturas invernais;

• Espuma;

• Gás;

• Líquidos viscosos;

Todos esses fatores podem afetar a estabilidade da medição de nível por pressão diferencial.

Especialmente em ambientes de baixa temperatura, deve-se prestar atenção ao isolamento ou ao aquecimento das linhas de impulso de pressão para evitar que o congelamento afete a medição.

4. Como escolher entre um medidor de nível por radar e um medidor de nível por pressão diferencial?

A vantagem de um medidor de nível por radar é que ele pode medir a superfície do líquido por meio de um método sem contato e, em geral, apresenta maior adaptabilidade a meios complexos e condições ambientais variadas.

O medidor de nível por pressão diferencial é uma tecnologia tradicional de medição de nível baseada na pressão e possui aplicações consolidadas na produção industrial convencional e no controle de processos.

Não há superioridade nem inferioridade absoluta entre ambos.

Comparação entre medidores de nível por radar e medidores de nível por pressão diferencial;

— Se o meio for volátil ou tóxico, ou se houver desejo de reduzir o contato direto e a manutenção da tubulação, pode ser considerado um medidor de nível por radar.

Caso se trate de um processo industrial tradicional e o local já disponha de um método maduro de medição de pressão diferencial, pode continuar a ser utilizado um medidor de nível de pressão diferencial.

5. Como devem ser selecionados os três tipos de medidores de nível?

Em projetos reais, o preço não deve ser o único fator a ser considerado; antes de tudo, devem ser levadas em conta as condições locais.

Para tanques de água comuns ou tanques de armazenamento com distância de medição relativamente curta e sem grandes quantidades de vapor ou espuma, pode-se considerar um medidor de nível ultrassônico.

Se a distância de medição for relativamente grande, ou se houver condições complexas — como vapor, espuma ou vácuo —, pode-se considerar um medidor de nível por radar.

Caso o projeto utilize um método tradicional de medição de pressão e as condições operacionais sejam adequadas para calcular o nível de líquido mediante a pressão ou a pressão diferencial, pode-se considerar o uso de um medidor de nível por pressão diferencial.

Antes da compra, recomenda-se confirmar as seguintes informações:

• Meio medido;

• Intervalo de medição;

• Presença de espuma;

• Presença de vapor ou gás;

• Se se trata de um ambiente de vácuo;

• Se o meio é viscoso;

• Temperatura ambiente e do meio;

• Método de instalação;

• Requisitos de precisão da medição;

• Orçamento do projeto.

Perguntas Frequentes.

P1: Ambos, medidores de nível ultrassônicos e medidores de nível por radar, podem utilizar medição sem contato. Por que suas condições operacionais são tão diferentes?

Embora ambos possam ser instalados acima da superfície do líquido, eles utilizam sinais de propagação distintos.A medição ultrassônica baseia-se na propagação de ondas sonoras através do gás; portanto, o vapor, as condições gasosas, as variações de temperatura e o vácuo podem afetar as condições de medição. O radar utiliza ondas eletromagnéticas e não depende do ar para sua propagação; assim, geralmente pode se adaptar a ambientes mais complexos.

Q2: Deve sempre ser selecionado um medidor de nível por radar para líquidos que contenham espuma?

Não necessariamente.A espuma pode afetar significativamente os ecos ultrassônicos; no entanto, a medição por radar também pode ser influenciada pelas características da espuma. Durante a seleção do modelo, é necessário compreender a espessura e a estabilidade da espuma, bem como esclarecer se a medição requerida se refere à superfície da espuma ou à superfície real do líquido. Não se deve assumir que o radar consiga penetrar em todos os tipos de espuma.

Q3: Por que a seleção de um medidor de nível por radar deve levar em conta a constante dielétrica?O medidor de nível por radar

baseia-se na reflexão de micro-ondas provenientes da superfície do meio. As propriedades dielétricas desse meio influenciam a intensidade do eco; quando o sinal refletido for fraco, a distância de medição efetiva e a estabilidade da medição também podem ser afetadas. Por isso, ao adquirir um medidor de nível por radar, deve ser fornecida informação sobre o meio medido, além da distância de medição exigida.

Q4: Por que um medidor de nível de pressão diferencial não mede diretamente o nível do líquido?

Um medidor de nível de pressão diferencial deteta, de fato, a pressão ou a diferença de pressão gerada pela coluna de líquido e converte então esse sinal de pressão em valor correspondente ao nível do líquido; portanto, trata-se de um método indireto de medição de nível. Alterações no sistema de tubulação com impulsão de pressão, condensação, vazamentos ou condições do meio podem afetar a leitura final do nível do líquido.

Q5: Em quais condições um medidor de nível ultrassônico é ainda mais adequado do que um medidor de nível por radar?

Quando a distância de medição for relativamente curta, o local operar sob temperatura e pressão normais, não houver grande quantidade de vapor, espuma ou vácuo, e o orçamento for relativamente restrito, o medidor de nível ultrassônico costuma ser uma opção prática. Não é necessário utilizar radar em todas as aplicações simples, apenas porque o radar possui uma gama mais ampla de condições de operação adequadas.

Q6: Como escolher entre um medidor de nível por radar e um medidor de nível por pressão diferencial?

Caso seja preferível a medição sem contato, seja necessário reduzir a manutenção da linha de impulsão de pressão ou se o local envolver meios e condições ambientais relativamente complexas, pode-se considerar o uso de um medidor de nível por radar. Se o projeto faz parte de um processo industrial tradicional já consolidado, com um sistema existente e estável de medição de pressão e de pontos de medição de pressão, o medidor de nível de pressão diferencial continua sendo uma solução comum.Os dois devem ser selecionados com base nas condições reais do local, e não apenas pela comparação de precisão ou preço.

Q7: Por que a operação em baixas temperaturas exige atenção especial ao utilizar um medidor de nível de pressão diferencial?

A medição de nível de pressão diferencial geralmente envolve linhas de impulso de pressão. Em temperaturas baixas no inverno, deve-se prestar atenção ao congelamento do líquido no interior das tubulações, à condensação e ao isolamento térmico.Caso contrário, pode ocorrer uma transmissão de pressão anormal que afete a medição do nível. Por isso, em projetos de baixa temperatura, é necessário considerar não apenas o transmissor em si, mas também todo o sistema de instalação.

Q8: Quais informações mínimas sobre o local devem ser fornecidas antes da compra desses três tipos de medidores de nível?

No mínimo, deve ser confirmada a natureza do meio medido, a faixa de medição, a temperatura, a pressão, se está presente vapor, espuma ou vácuo, bem como o método de instalação. No caso de medidores de nível por radar, deve também ser fornecida a informação sobre o meio para avaliar as características de reflexão do radar. Para medidores de nível por pressão diferencial, devem ser especificadas também as condições do ponto de medição de pressão e da tubulação.

Resumo;

Medidores de nível ultrassônicos, medidores de nível por radar e medidores de nível por pressão diferencial são instrumentos comuns utilizados para medição de nível em ambientes industriais.

Medidores de nível ultrassônicos;baseiam-se principalmente no tempo de propagação das ondas sonoras para medição e são adequados para aplicações com faixas de medição relativamente curtas e condições de local relativamente simples.

Medidores de nível por radarOs medidores de pressão diferencial

utilizam micro-ondas para medição de distância; geralmente oferecem uma faixa de medição mais ampla e podem se adaptar a condições industriais mais complexas, como atmosfera de vapor ou vácuo. No entanto, seu preço costuma ser mais elevado, e também deve ser considerada a constante dielétrica do meio.Calcule o nível de líquido com base na pressão ou na diferença de pressão. Essa tecnologia é madura e amplamente utilizada na medição tradicional de nível industrial; no entanto, é necessário prestar atenção a fatores como redes de tubulação, condensação, vazamentos e baixas temperaturas.

Por isso, a escolha do medidor de nível deve ser determinada de forma abrangente, com base no meio real, na faixa de medição e nas condições operacionais do local, em vez de se limitar à simples comparação de quais tecnologias são melhores.