Como fornecedor de confiança de medidores de nível ultrassônico, muitas vezes me perguntam como esses dispositivos notáveis funcionam. Os medidores de nível ultrassônico são amplamente utilizados em várias indústrias para medir o nível de líquidos, sólidos e lamas em tanques, silos e outros recipientes. Nesta postagem do blog, explicarei o princípio de trabalho de medidores de nível ultrassônico, seus componentes, vantagens e aplicativos.
Princípio de trabalho de medidores de nível ultrassônico
O princípio básico por trás de um medidor de nível ultrassônico é a medição do tempo necessário para que um pulso ultrassônico viaje do sensor para a superfície do material que está sendo medido e traseiro. As ondas ultrassônicas são ondas sonoras com frequências mais altas que o limite audível superior da audição humana, normalmente acima de 20 kHz. Essas ondas são emitidas por um transdutor, que é um dispositivo que converte energia elétrica em ondas ultrassônicas e vice -versa.
Quando um pulso ultrassônico é emitido pelo transdutor, ele viaja pelo ar ou outro meio em direção à superfície do material. Quando o pulso atinge a superfície, ele é refletido de volta em direção ao transdutor. O transdutor então detecta o pulso refletido e mede o tempo necessário para o pulso viajar para a superfície e para trás. Desta vez é conhecido como o "tempo de voo".
A distância entre o transdutor e a superfície do material pode ser calculada usando a seguinte fórmula:
Distância = (velocidade do som x tempo de voo) / 2
A velocidade do som no ar é de aproximadamente 343 metros por segundo à temperatura ambiente. No entanto, a velocidade do som pode variar dependendo da temperatura, umidade e composição do meio através do qual as ondas ultrassônicas estão viajando. Portanto, a maioria dos medidores de nível ultrassônico são equipados com sensores de temperatura para compensar as alterações na velocidade do som.
Componentes de um medidor de nível ultrassônico
Um medidor de nível ultrassônico normalmente consiste nos seguintes componentes:
- Transdutor:O transdutor é o coração do medidor de nível ultrassônico. Emite os pulsos ultrassônicos e detecta os pulsos refletidos. Os transdutores podem ser feitos de vários materiais, como cerâmica piezoelétrica ou polímeros.
- Módulo Eletrônico:O módulo eletrônico é responsável por gerar os sinais elétricos que acionam o transdutor, processando os sinais refletidos e calculando a distância até a superfície do material. Ele também fornece a interface para conectar o medidor de nível a outros dispositivos, como controladores ou monitores.
- Mostrar:Alguns medidores de nível ultrassônico estão equipados com exibições que mostram o nível medido, a distância ou outros parâmetros. Os monitores podem ser digitais ou analógicos.
- Interface de saída:Os medidores de nível ultrassônico podem ser equipados com várias interfaces de saída, como 4-20 Ma, Modbus, Hart ou Ethernet. Essas interfaces permitem que o medidor de nível se comunique com outros dispositivos, como controladores, gravadores ou alarmes.
Vantagens de medidores de nível ultrassônico
Os medidores de nível ultrassônico oferecem várias vantagens sobre outros tipos de dispositivos de medição de nível, como:
- Medição sem contato:Os medidores de nível ultrassônico não requerem contato físico com o material que está sendo medido. Isso os torna adequados para medir o nível de materiais corrosivos, viscosos ou perigosos.
- Alta precisão:Os medidores de nível ultrassônico podem fornecer medidas de alta precisão, geralmente dentro de ± 0,25% a ± 1% da escala completa.
- Ampla gama de aplicações:Os medidores de nível ultrassônico podem ser usados para medir o nível de líquidos, sólidos e lamas em várias indústrias, como produtos químicos, alimentos e bebidas, farmacêutico e tratamento de água.
- Instalação e manutenção fácil:Os medidores de nível ultrassônico são relativamente fáceis de instalar e manter. Eles não exigem partes móveis ou contato direto com o material, o que reduz o risco de falha e contaminação mecânica.
Aplicações de medidores de nível ultrassônico
Os medidores de nível ultrassônico são usados em uma ampla gama de aplicações, incluindo:
- Medição de nível de líquido:Os medidores de nível ultrassônico são comumente usados para medir o nível de líquidos em tanques, reservatórios e pipelines. Eles podem ser usados para monitorar o nível de água, óleo, produtos químicos e outros líquidos.
- Medição de nível sólido:Os medidores de nível ultrassônico também podem ser usados para medir o nível de sólidos, como pós, grãos e pellets, em silos, tremonhas e caixas.
- Medição de nível de pasta:Os medidores de nível ultrassônico podem ser usados para medir o nível de lamas, que são misturas de sólidos e líquidos, em tanques e oleodutos.
- Prevenção de transbordamento:Os medidores de nível ultrassônico podem ser usados para evitar transbordamento em tanques e outros contêineres, fornecendo um alarme quando o nível atingir um certo limite.
- Gerenciamento de inventário:Os medidores de nível ultrassônico podem ser usados para monitorar o inventário de líquidos e sólidos em tanques e silos, o que pode ajudar a otimizar o processo de produção e reduzir o desperdício.
Tipos de medidores de nível ultrassônico
Existem vários tipos de medidores de nível ultrassônico disponíveis no mercado, cada um com suas próprias vantagens e desvantagens. Alguns dos tipos mais comuns de medidores de nível ultrassônico incluem:
- 4-20mA do sistema de líquido ultrassônico de quatro fios de quatro fios:Esse tipo de medidor de nível ultrassônico usa um sistema de quatro fios para fornecer energia ao transdutor e transmitir o sinal de medição. É adequado para aplicações onde são necessárias execuções de cabo longo ou onde o medidor de nível precisa ser conectado a um sistema de controle remoto.
- 4-20mA Integrada de bitola de nível líquido de dois fios:Esse tipo de medidor de nível ultrassônico usa um sistema de dois fios para fornecer energia ao transdutor e transmitir o sinal de medição. É adequado para aplicações onde a simplicidade e a relação custo-benefício são importantes.
- Medidor de nível ultrassônico de quatro linhas:Esse tipo de medidor de nível ultrassônico usa um sistema de quatro fios para fornecer energia ao transdutor e transmitir o sinal de medição. É adequado para aplicações onde são necessárias alta precisão e confiabilidade.
Conclusão
Os medidores de nível ultrassônico são uma maneira confiável e precisa de medir o nível de líquidos, sólidos e lascas em várias indústrias. Eles oferecem várias vantagens sobre outros tipos de dispositivos de medição de nível, como medição sem contato, alta precisão, ampla gama de aplicações e fácil instalação e manutenção. Se você está procurando uma solução de medição de nível para sua aplicação, encorajo você a considerar um medidor de nível ultrassônico.
Como fornecedor de medidores de nível ultrassônico, oferecemos uma ampla gama de produtos para atender às suas necessidades específicas. Nossos produtos são projetados para fornecer alta precisão, confiabilidade e facilidade de uso. Se você tiver alguma dúvida ou quiser discutir seu aplicativo com mais detalhes, não hesite em entrar em contato conosco. Estamos ansiosos para trabalhar com você para encontrar a melhor solução de medição de nível para suas necessidades.
Referências
- "Medição de nível ultrassônico", Emerson Process Management, 2018.
- "Manual de medição de nível", Endress+Hauser, 2019.
- "Princípios de medição de nível", Siemens AG, 2020.