As mídias líquidas e granulares são utilizadas em diversas áreas de produção. Essa matéria-prima pode desempenhar diferentes funções, mas muitas vezes as tecnologias para seu uso prevêem o controle do enchimento de contêineres, bunkers e reservatórios com elas. Para isso, são utilizados dispositivos de sinalização especiais, que também podem ser considerados como sensores e relés de controle. Neste caso, os métodos de indicação e os princípios para determinar os níveis de enchimento podem ser diferentes. Existem interruptores de nível no mercado que diferem em design, tipo de elemento sensor e presença de funções adicionais.
Sensores capacitivos
Estes são os alarmes universais mais comuns, que, dependendo do modelo, são adequados para meios líquidos ou a granel. Em particular, os níveis de pós, produtos granulados, óleos viscosos, pastas de cimento, etc. são avaliados por meio de um dispositivo de sinalização capacitivo. Algumas modificações também permitem detectar a presença de corpos estranhos, sinalizando isso para o painel de controle. O princípio de operação é baseado em flutuações na capacitância elétrica.
Como regra, este tipo de chave de nível possui um elemento sensível quecontato direto com o material alvo, monitorando constantemente os parâmetros dielétricos do meio de ar. As flutuações nas frequências gravadas são convertidas em um sinal alimentado ao relé de controle de saída. O design do sensor capacitivo é variado - os fabricantes produzem modelos tubulares, flexíveis, cabos e outros.
Chaves flutuantes
Também de design simples e versão versátil do dispositivo de sinalização. O dispositivo padrão de tal sensor prevê a presença de um flutuador, que é conectado aos mecanismos de comutação dos contatos eletromagnéticos. No ambiente de trabalho, os detectores de flutuação podem ser posicionados tanto na vertical quanto na horizontal, o que também amplia o alcance de suas aplicações. E ainda há restrições quanto ao uso de sensores desse tipo.
Por exemplo, eles raramente são usados em processos tecnológicos onde é necessária alta precisão de leituras e indicação adicional das propriedades do meio de trabalho. Por outro lado, o interruptor de nível de boia é resistente a condições adversas de operação. Por isso, é usado como registrador de níveis de produtos químicos agressivos, querosene, água do mar, etc. A temperatura média máxima para o uso de uma boia é de 200°C.
Boias
De certa forma, uma espécie de dispositivo de sinalização flutuante, mas com características próprias. A base da estrutura é formada por uma bóia, quesuspenso em um cabo e, da mesma forma que os análogos flutuantes, é conectado a mecanismos de contato para transmissão de leituras. O processo de imersão do dispositivo em um meio líquido de trabalho contribui para uma mudança na carga no cabo, o que leva à abertura dos contatos.
O modelo tem um design bastante simples, mas tem vantagens significativas. Por exemplo, um indicador de nível de água de bóia é capaz de operar em altas pressões - cerca de 20 MPa. Quanto à proteção contra ambientes agressivos e influências de temperatura, essas qualidades são determinadas pelo design e materiais de fabricação de um determinado modelo.
Alarmes vibratórios
Uma versão mais tecnológica do dispositivo de sinalização, que pode ser utilizada em diversos ambientes - soltos e líquidos. O princípio de funcionamento, como o nome indica, é baseado em movimentos oscilatórios. Durante a operação, o elemento sensível do dispositivo produz vibrações mecânicas em condições de frequência ressonante. O sensor é alimentado por um gerador piezoelétrico ou outra fonte de energia.
A imersão de uma chave de nível vibratória provoca uma alteração na atividade das oscilações de frequência e dos parâmetros elétricos no circuito conectado ao sensor. Além disso, os parâmetros alterados do circuito elétrico são registrados no relé como um sinal de saída discreto. As vantagens dos alarmes de vibração incluem resistência aos efeitos da temperatura, alta pressão e ambientes agressivos. Para muitos consumidores, a alta precisão de tais dispositivos também é importante - o erro médio é de 1 mm.
Sensores ópticos
Os dispositivos de sinalização óptica utilizam um feixe de luz como detector de nível. A fonte pode ser uma pequena lâmpada infravermelha ou um laser. O próprio princípio de medição é baseado na capacidade do material alvo de refletir, refratar ou transmitir fluxos de luz através de si mesmo.
É importante enfatizar que os dispositivos ópticos fornecem análise de contato e sem contato. Por se tratar de uma chave de nível eletrônica, você também pode contar com a alta precisão dos resultados fornecidos. Quanto aos materiais de trabalho, estes podem ser meios tradicionais e específicos, por exemplo, espuma ou produtos petrolíferos. Além disso, a ótica permite registrar a densidade, viscosidade e transparência dos materiais.
Sensores ultrassônicos
Como outros equipamentos de medição ultrassônica, este tipo de sensor de nível funciona com base na avaliação de vibrações acústicas. Um receptor especial atua como uma fonte de radiação. Ele é instalado em um contêiner, após o qual é iniciado o processo de propagação de fundo do campo ultrassônico. Nos momentos de correção de desvios nos parâmetros das ondas sonoras, a eletrônica se volta para o relé de saída, fechando ou abrindo o circuito.
As chaves de nível ultrassônicas têm um erro médio de 2 mm, mas esse valor pode ser melhorado no processo de encontrar a localização mais favorável. Como mostra a prática, os modelos ultrassônicos de dispositivos de sinalização são muitoexigentes quanto às condições de trabalho nas instalações. Mas, caso contrário, eles demonstram um desempenho consistente.
Modelos de rotores de sinalizadores
Esta é uma das versões mais comuns de dispositivos de sinalização eletromecânica, que é mais usada para trabalhar com misturas a granel. Tais dispositivos podem ser usados em indústrias explosivas e alimentícias para atender materiais com densidade de cerca de 100 g/le fração de até 50 mm. Em particular, a chave rotativa de nível é usada para equipar tanques de açúcar, grãos, pó, ração animal, etc.
O elemento sensor para tais modelos é representado por uma pá do rotor, que gira como resultado da transferência de força de um motor elétrico síncrono. Na verdade, o momento da mudança de nível no tanque é registrado como resultado da fixação da lâmina pelo meio alvo. Em seguida, entra em ação o enchimento eletromecânico, que abre os contatos, enviando um sinal para o relé do controlador.
Variedades por tipo de switch
A maioria dos dispositivos de sinalização funciona com interruptores de contato indicador, que são de dois tipos - eletromecânicos e de estado sólido. No primeiro caso, são utilizados contatos mecânicos ou um relé de controle. Os pontos fortes da eletromecânica incluem a capacidade de trabalhar com grandes faixas de tensão e corrente, o que melhora a precisão da medição.
Ao mesmo tempo, esses contatos não são afetados pela evaporação, de modo que a chave de nível de líquido com eletromecânica pode trabalhar emquartos com altas temperaturas. Por sua vez, as chaves de estado sólido não possuem elementos mecânicos móveis sujeitos a desgaste. Ou seja, no processo de uso deste dispositivo, não é necessária a atualização regular dos consumíveis. Além disso, os dispositivos de estado sólido comutam mais rapidamente e respondem ao sistema de aquisição de sinal.
Conclusão
Ao escolher um dispositivo adequado para fixar o nível de enchimento de recipientes com determinados materiais, vale a pena considerar vários parâmetros. Vale a pena começar pelas características do ambiente e condições de funcionamento do dispositivo. Isso lhe dará uma ideia do design ideal e da escala de medição.
Grande parte da escolha é influenciada pelo princípio de operação do indicador de nível, bem como pelo método de transmissão de informações para o relé. No mínimo, esses parâmetros determinarão a precisão da medição. Não ignore a funcionalidade adicional. Quanto mais complexo e caro for o dispositivo de sinalização, mais oportunidades ele proporcionará para registrar as características do ambiente. Assim, além do nível de enchimento físico do recipiente, os mesmos modelos ópticos e ultrassônicos podem transmitir informações sobre a densidade, grau de viscosidade e outras qualidades do material.
