Para que serve um sensor de nível por radar? Aplicações e princípio de funcionamento

Para que se utiliza um sensor de nível por radar? Aplicações, princípio de funcionamento e guia de seleção.

Um sensor de nível por radar é utilizado principalmente para a medição contínua do nível de líquido, de material em estado sólido ou de água (), bem como para outros usos semelhantes (). O sensor é instalado acima de um tanque, reservatório, canal ou silo e mede a distância entre o próprio sensor e a superfície do material. Essa distância é então convertida no nível real ou no espaço vazio restante.

Como o radar sem contato normalmente não precisa permanecer imerso no meio de processo, é amplamente utilizado no tratamento de águas, em tanques químicos, no armazenamento de óleo, em aplicações com polpas, em silos para pós e materiais granulares, bem como no monitoramento hidrológico do nível de água.

1. O que um sensor de nível por radar mede, na prática?

Um sensor de nível por radar mede diretamente a distânciaentre o sensor e a superfície do materialO instrumento utiliza então o ponto de referência de instalação ou as dimensões do recipiente para calcular o nível de líquido, o nível de material sólido em estado livre ou o espaço de vazamento.

Nível de Líquido

Água, efluentes, óleos, ácidos, álcalis, solventes e outros líquidos industriais.

Nível de polpa.

Lodo selecionado, polpa mineral e meios de processo contendo sólidos em suspensão.

Nível de sólidos em estado bruto.

Póderes, grânulos, grãos, cimento, minerais e matérias-primas químicas.

Nível de água.

Reservatórios, rios, canais, tanques e outras aplicações de monitoramento hidrológico.

Nível = Altura de Referência − Distância entre o Sensor e a Superfície do Material

2. Como Funciona um Sensor de Nível por Radar?

Um sensor de radar sem contato emite ondas eletromagnéticas em direção à superfície do processo. Essas ondas são refletidas pela superfície líquida ou sólida e novamente captadas pela antena.

O instrumento calcula a distância analisando o tempo de propagação do sinal ou, no radar FMCW, a diferença de frequência entre o sinal transmitido e o eco refletido.

O radar não depende da velocidade do som no ar, podendo, portanto, operar em vácuo, sendo geralmente mais adequado do que a medição ultrassônica para aplicações sujeitas a variações mais acentuadas de temperatura, presença de vapor ou poeira. Os limites operacionais efetivos, contudo, ainda dependem do modelo de radar selecionado, da antena utilizada e das condições do processo.

3. Que meios podem ser medidos pelos sensores de nível por radar? O radar

pode ser aplicado em uma ampla variedade de meios, embora diferentes aplicações possam exigir frequências de radar distintas, projetos de antenas específicos e conexões de processo adequadas.

– 4. Onde são comumente utilizados sensores de nível por radar?

– Tratamento de água e efluentes

Monitoramento contínuo de níveis em tanques de água, tanques de águas residuais, tanques de dosagem química e vasos de água de processo.

Processamento Químico

Tanques para ácidos e álcalis, tanques para solventes, reatores e vasos de processo.

Óleos e Armazenamento:

Monitoramento contínuo de tanques de armazenamento de óleos, combustíveis e outros líquidos.

Silos de Massa-Sólida:

– Medição de nível de cimento, minerais, grãos, pellets e pós químicos.

– Monitoramento Hidrológico.

– Medição de nível de água sem contato em rios, reservatórios, canais e corpos d'água abertos.

– 5. Quais Condições de Processo São Adequadas para o Uso de Radar?

Uma das principais vantagens do radar é a sua ampla aplicabilidade em diversos processos. Dependendo do modelo, o radar pode ser utilizado em ambientes atmosféricos, sob pressão, em vácuo, de alta temperatura, ricos em vapor, poluídos por poeira ou corrosivos.

O sensor não deve permanecer imerso no meio.

Presença de poeira ou sólidos em estado maciço.

Presença de vapor ou variação de temperatura.

O recipiente opera sob vácuo ou pressão.

O meio do processo é corrosivo.

É necessária medição contínua de nível em longo alcance.

Processos exigentes ainda exigem seleção específica para cada aplicação. Líquidos corrosivos exigem antenas e materiais de vedação adequados; aplicações em alta temperatura ou alta pressão exigem classificações de desempenho adequadas; e ambientes poluídos por poeira ou propensos à condensação exigem construção e montagem adequadas da antena.

6. O que um sensor de nível por radar não mede diretamente?

Um sensor de nível por radar convencional é projetado principalmente para medirDistância e nível:Normalmente, este dispositivo não mede diretamente a velocidade do fluxo, a vazão, a temperatura, a pressão, a concentração ou parâmetros de qualidade da água.

Por exemplo, um sensor de nível de água por radar pode medir o nível de água em um rio ou canal. Se também for necessária a velocidade na superfície, normalmente é necessário um sensor de velocidade por radar específico. O cálculo do caudal geralmente exige dados de nível de água, velocidade e da seção transversal do canal ou do rio.

000000 Da mesma forma, tanques industriais que exigem temperatura, pressão, densidade ou outras variáveis de processo necessitam de sensores adicionais específicos ou de um sistema de medição multiparamétrico.

– 7. Qual é a diferença entre o radar sem contato e o radar de onda guiada?

A medição do nível por radar compreende principalmente o radar sem contato e o radar de ondas guiadas. O radar sem contato transmite ondas eletromagnéticas através do espaço livre no interior do recipiente, sendo adequado para a maioria das aplicações em tanques, medição de nível de água e manipulação de materiais sólidos em estado granular.

O radar de ondas guiadas direciona pulsos de radar ao longo de uma barra metálica, cabo ou sonda coaxial que penetra no meio de processo. Alguns instrumentos de radar de ondas guiadas selecionados também permitem medir a interface entre dois líquidos imiscíveis.

Na maioria das aplicações convencionais com líquidos e sólidos em grande escala, o radar sem contato pode ser selecionado com base no alcance, no ângulo do feixe e nas condições do processo. O radar de ondas guiadas pode ser considerado em aplicações específicas de medição em interfaces, câmaras de desvio ou com orientação por sonda.

8. Por que as propriedades do meio do processo são importantes?

O sinal de radar deve gerar uma reflexão suficiente na superfície do material para garantir uma detecção estável do nível. As propriedades dielétricas do meio de processo influenciam a intensidade do eco.

Líquidos de baixa constante dielétrica normalmente geram reflexões superficiais mais fracas, tornando a qualidade do sinal mais importante em longas distâncias ou com níveis reduzidos de líquido. A presença de espuma, condensação, poeira, o ângulo entre o material e a superfície e o acúmulo na antena também podem influenciar o eco refletido.

Por esse motivo, limitar-se a afirmar «Preciso medir o nível» geralmente não é suficiente para uma seleção precisa do instrumento. Devem ainda ser fornecidas informações sobre o meio do processo e sobre a instalação.

9. Que informações são necessárias para selecionar um sensor de nível por radar?

No mínimo, forneça as seguintes informações:meio de processo, distância máxima de medição, temperatura de processo, pressão de processo e geometria do recipienteEsses parâmetros influenciam diretamente a seleção da frequência do radar, da antena, do alcance e da conexão de processo.

– FAQ;

– P1: Para que se utiliza um sensor de nível por radar?

– R1: Este sensor é utilizado principalmente para medição contínua do nível de líquido, de água ou de sólidos em massa, por meio da medição da distância entre o sensor e a superfície do material.

Pergunta 2: Um sensor de nível por radar pode medir a quantidade de água? Resposta

A2: Sim. O radar é amplamente utilizado em tanques de água, reservatórios, bacias de águas residuais, rios e em outras aplicações de monitoramento de nível de água.

P3: Um sensor de nível por radar pode medir pós?

A3: Sim. O radar de feixe estreito e alta frequência é amplamente utilizado em silos para pós e materiais granulares. Devem ser considerados a poeira, a distância, o ângulo entre o material e a superfície e a refletividade durante a seleção.

P4: Um sensor de nível de água por radar também pode medir a velocidade?

A4: Um sensor de nível de água por radar convencional mede principalmente o nível da água. A medição da velocidade na superfície normalmente requer um sensor de velocidade por radar específico.

Q5: O radar pode medir líquidos corrosivos?

A5: Sim, desde que utilizem uma antena resistente à corrosão adequada e uma configuração de vedação para processos. Devem ser confirmados o tipo de fluido, a concentração, a temperatura e a pressão para garantir a compatibilidade do material.

Q6: Um sensor de nível por radar pode medir diretamente o caudal?

A6: Um sensor de nível por radar padrão mede diretamente o nível. Em canais abertos ou em correntes fluviais, normalmente são necessárias informações sobre o nível, a velocidade e a secção transversal.

Q7: Qual é a diferença entre a medição de nível por radar e o radar de ondas guiadas?

A7: O radar sem contato transmite ondas eletromagnéticas através do espaço livre. O radar de ondas guiadas direciona pulsos de radar ao longo de uma haste, cabo ou sonda coaxial que penetra no meio do processo.

Q8: Um sensor de nível por radar pode ser conectado a um PLC?

A8: Sim. Dependendo do modelo, podem ser utilizadas interfaces como 4-20mA, HART e RS485 Modbus RTU para integração com PLCs, DCS, RTU s e sistemas de aquisição de dados.

– Conclusão.

O objetivo principal de um sensor de nível por radar é realizar medições contínuas do nível de líquidos, de materiais sólidos em estado livre ou de água. O dispositivo utiliza ondas eletromagnéticas para determinar a distância entre o sensor e a superfície do material, sendo amplamente utilizado no tratamento de águas, em tanques químicos, no armazenamento de óleo, em lamas, no monitoramento hidrológico e em silos para pós ou materiais granulares.

O radar mede, principalmente, a distância e o nível, e não substitui diretamente sensores especializados para velocidade, fluxo, temperatura ou pressão. A seleção adequada deve considerar o meio do processo, a distância máxima de medição, temperatura, pressão, presença de espuma, vapor, poeira, grau de corrosividade e a geometria do recipiente, a fim de definir a frequência apropriada, a antena adequada e a conexão processual adequada.

METRAVON Os sensores de radar podem ser configurados para diferentes intervalos de medição, conexões de processo e interfaces industriais, como 4-20mA e RS485 Modbus RTU para medição contínua de nível em tanques de armazenamento, sistemas de monitoramento de água e silos para sólidos em estado livre.