O artigo falará sobre indicadores de nível de líquido que são usados em várias indústrias - desde automotiva até doméstica e industrial. Para automatizar diversos processos, é necessário controlar o nível do líquido. Isso pode ser feito usando sensores especiais. Eles enviam um sinal para a unidade de controle sobre o nível em que o líquido está no tanque. A seguir serão descritos os principais tipos de sensores e as características de sua operação.
Princípio de funcionamento e design
O design deste tipo de sensor depende de sua funcionalidade. Este parâmetro afeta o tipo de dispositivo - pode ser de sinalização ou medição. Os primeiros são necessários para rastrear um ponto específico de enchimento do contêiner (por exemplo, máximo ou mínimo). O último permite que você controle constantemente a quantidade de líquido.
Baseado emO princípio de funcionamento também pode estar na condutividade elétrica, hidrostática, eletromagnetismo, acústica, ótica, etc. Este é o principal parâmetro que determina o escopo de uso dos dispositivos.
E o método de medição pode ser sem contato ou contato.
Também vale a pena notar que o design depende da área em que o dispositivo é usado. Você precisa entender que medir o nível de água potável ou material combustível são duas coisas diferentes.
Variedades de sensores
Os medidores de nível de líquido em caldeiras a vapor podem ser usados de forma diferente. O principal é que eles suportam a carga. Existem vários tipos de aparelhos:
- Float.
- Usando ultrassom.
- Sensores capacitivos.
- Dispositivos com eletrodos.
- Trabalhando no princípio do radar.
- Dispositivos hidrostáticos.
Instrumentos flutuantes
Estes são os dispositivos mais simples que podem ser encontrados literalmente em todos os lugares. A partir desses dispositivos, você pode fazer um indicador de nível de refrigerante para um carro. Semelhantes são instalados em tanques de combustível. Aliás, mesmo em vasos sanitários simples é utilizado um sensor de bóia, apenas ele regula o funcionamento de um acionamento mecânico que fecha o abastecimento de água quando a marca máxima é atingida.
Quanto aos sensores de nível do tipo eletrônico mais simples, eles consistem em um ímã montado em uma alavanca de flutuação e um par de chaves reed. O princípio de funcionamento do dispositivoassim:
- Quando o recipiente está vazio ao mínimo, o ímã fica oposto ao reed switch correspondente. Os contatos são fechados e o relé eletromagnético é ligado. É com sua ajuda que você pode alternar a parte de energia da bomba.
- Ao atingir o ponto máximo, a segunda chave reed é acionada, que dá um sinal para abrir o circuito de alimentação. Consequentemente, o fornecimento de água ou outro líquido é interrompido.
Mas se você não usar chaves reed, mas um resistor variável de fio, você pode conectá-lo a um voltímetro. E então você poderá controlar o nível no tanque.
Dispositivos ultrassônicos
Vale a pena notar que os requisitos para indicadores de nível de líquido são bastante aceitáveis - eles podem ser usados em meio líquido. Mas eles funcionam bem com substâncias secas. Para sensores de nível deste tipo, as saídas podem ser discretas ou analógicas. Em outras palavras, o dispositivo pode limitar o enchimento quando atinge um determinado ponto. Também é possível monitorar constantemente o nível. O projeto inclui um emissor de sinal ultrassônico, um receptor e um controlador que permite o processamento do sinal.
O sistema funciona da seguinte forma:
- Um impulso vem do emissor.
- O sinal é recebido pelo dispositivo.
- A atenuação do sinal ultrassônico está sendo analisada. Caso o tanque esteja cheio, o sinal será máximo. Se estiver vazio, então é mínimo.
Dispositivos ultrassônicos de controle de nível de líquido sem contatoe não possuem fios, portanto podem ser usados mesmo em ambientes explosivos e agressivos.
Após a configuração inicial, não há necessidade de manutenção do dispositivo - seu recurso é muito alto, principalmente devido à ausência de elementos móveis.
Sensores de eletrodo
Sensores deste tipo permitem controlar um ou mais níveis no tanque. Existe apenas uma característica - a substância, cujo nível é medido, deve conduzir a corrente. Portanto, não é possível medir o nível de água destilada com esses dispositivos. Tais dispositivos são usados, por exemplo, em torres de água.
Quando o nível da água cai abaixo do valor mínimo permitido, os eletrodos inferior e médio estão abertos - é dado um sinal para ligar a estação de bombeamento. Quando a torre está cheia, os eletrodos médio e superior são fechados, as bombas são desligadas. O design é simples e confiável, mas você precisa usar fios para funcionar. E se eles se separarem e isso acontecer em um inverno rigoroso? Restaurar o desempenho será problemático.
Sensores capacitivos
A maneira mais fácil de controlar a quantidade de líquido é cortar o vidro no recipiente. Nesse caso, não é necessário um indicador de nível de líquido, pois o enchimento pode ser visto. Mas muitas vezes isso não é possível, então vários designs de dispositivos são usados para exibir o nível.
Com a ajuda de dispositivos capacitivos, você pode determinar o enchimento máximo do tanque. Eé permitido medir a quantidade de substâncias líquidas e a granel.
O funcionamento do sensor é muito semelhante ao de um capacitor - a capacitância é medida entre as duas placas do elemento. Quando o valor limite da capacitância é atingido, um sinal é enviado ao dispositivo de processamento de informações - o microcontrolador. Às vezes, o chamado contato seco está envolvido. Neste caso, o medidor é isolado da substância, colocado atrás da parede do tanque.
Tais dispositivos podem operar em uma faixa de temperatura bastante ampla. Além disso, a radiação eletromagnética não pode afetar o funcionamento.
Sensores tipo radar
Tais dispositivos de sinalização são quase universais, pois funcionam com todas as substâncias. Eles podem ser usados mesmo em ambientes agressivos e explosivos. E deve-se notar que a alta temperatura e pressão não podem afetar a precisão da medição.
O princípio de operação é bastante simples - as ondas de rádio são emitidas em uma faixa muito estreita. Tal como acontece com os dispositivos ultrassônicos, o nível de queda de potência do sinal é medido.
Sensores hidrostáticos
Se não for possível usar um indicador visual de nível de líquido, você precisa usar um eletrônico. O hidrostático permite medir os níveis limite e o estado atual. Neste caso, a pressão é medida, o que cria uma coluna de líquido. Este tipo de sensores é bastante popular, pode ser usado em todos os mesmostorres de água para se livrar dos eletrodos, que não são muito convenientes.
