Princípio de medição, características e aplicação do medidor de nível por radar

Rmedidor de nível adarÉ um instrumento de medição de nível de líquidos sem contato, sem partes móveis e verdadeiramente livre de manutenção. Após anos de aplicação e aprimoramento técnico, o instrumento é atualmente amplamente utilizado na indústria petroquímica e reconhecido pelos usuários. Este artigo apresenta brevemente os dois princípios de medição distintos do medidor de nível por radar e destaca as aplicações e os requisitos de instalação adequados, com base em suas características e vantagens.

1. Princípio de medição e características do medidor de nível por radar

O medidor de nível por radar utiliza ondas eletromagnéticas de ultra-alta frequência para transmitir o sinal até a superfície do líquido no recipiente medido, através de uma antena. Quando a onda eletromagnética atinge a superfície do líquido, ela é refletida e recebida pela mesma antena. A diferença de tempo entre a onda transmitida e o eco é detectada, calculando-se assim o nível do líquido.

O medidor de nível por radar possui dois modos de funcionamento, correspondentes a dois princípios de medição.

(1) Modo de micro-ondas pulsado (PTOF)

Este modo é um sistema de medição de viagem no tempo de cima para baixo. O sistema de medição transmite periodicamente um pulso de micro-ondas de frequência fixa através da antena com largura de banda fixa, que é recebido pelo sistema de radar após ser refletido na superfície do material medido. A antena recebe o pulso de micro-ondas refletido e o transmite para o circuito eletrônico. O microprocessador processa o sinal, identifica o eco gerado pelo pulso de micro-ondas na superfície do material e calcula o nível do líquido com base nele. O tempo proporcional à distância do nível do líquido medido é convertido em um sinal elétrico.

(2) Onda Contínua Modulada em Frequência (FMCW)

A fonte de micro-ondas deste medidor de nível por radar é um oscilador de controle de banda X. A micro-onda emitida pela antena é uma onda contínua com modulação de frequência linear. Quando o eco é recebido pela antena, a frequência de emissão da micro-onda se altera. A diferença de frequência entre a onda transmitida e o eco é proporcional à distância da antena até a superfície do líquido, e a altura do nível do líquido é calculada a partir dessa diferença.

2. Características do medidor de nível por radar

(1) O medidor de nível por radar é composto principalmente por uma unidade de controle eletrônico e uma antena. Não possui partes móveis nem desgaste mecânico. Comparado com o instrumento de medição de nível de líquido com peças mecânicas, ele tem uma vida útil mais longa. É verdadeiramente livre de manutenção.

(2) O medidor de nível por radar pode ser usado para a medição do nível da maioria dos líquidos. As micro-ondas que ele emite podem passar pelo vácuo, não requerem um meio de transmissão e são menos afetadas pela atmosfera, vapor e névoa volátil no tanque.

(3) Adota medição sem contato, que não é afetada por propriedades físicas como nível de líquido, densidade e concentração no tanque. Possui uma grande faixa de medição e forte resistência à corrosão.

(4) Possui as vantagens de fácil instalação, baixa taxa de falhas, fácil manutenção, alta precisão e alta confiabilidade.

(5) Adota dois modos de saída, digital e analógico, e pode ser configurado no modo de barramento para unidades únicas ou múltiplas, podendo ser facilmente conectado ao computador de monitoramento superior.

(6) O instrumento tem baixa taxa de radiação e basicamente não causa danos ao ambiente circundante e ao pessoal.

3. Seleção e aplicação do medidor de nível por radar

Existem muitos tipos de medidores de nível por radar. Ao selecionar um, o primeiro aspecto a considerar é a influência da temperatura, pressão, densidade, viscosidade e corrosividade do fluido medido sobre o seu desempenho. Portanto, é necessário escolher antenas e medidores adequados às características do fluido sob condições específicas de trabalho. Para tanques com pequeno volume e formato complexo, ou aplicações onde é necessário medir múltiplas interfaces líquidas, recomenda-se o uso de um medidor de nível por radar com antena de guia de ondas; para tanques com ambientes de medição complexos, como fluidos voláteis, corrosivos, de alta pressão e alta temperatura, recomenda-se o uso de um medidor de nível por radar com antena sem contato. Como o medidor de nível não entra em contato com o fluido, evita-se que as propriedades físico-químicas do fluido afetem a precisão da medição ou danifiquem o próprio medidor.

Como a precisão, a manutenção diária e a vida útil do medidor de nível por radar afetam diretamente a eficiência da produção e os benefícios econômicos da empresa, a excelente qualidade e o serviço pós-venda satisfatório são cruciais para os usuários.

O princípio de seleção é considerado principalmente a partir dos seguintes aspectos, e as especificações de seleção de instrumentos correspondentes são seguidas:

(1) Desempenho do instrumento; (2) Características do meio; (3) Condições de instalação; (4) Condições ambientais; (5) Fatores econômicos.

As características do meio líquido influenciam a faixa de medição. Líquidos com menor constante dielétrica impactam mais a distância de medição do medidor de nível por radar, reduzindo sua faixa de medição; já líquidos com maior constante dielétrica impactam menos a distância de medição, aumentando-a.

O desempenho de diferentes tipos de medidores de nível por radar apresenta características próprias. O modelo mais adequado deve ser analisado e determinado de acordo com as condições específicas de operação, como os requisitos de uso, a temperatura, a pressão, as características de corrosão do fluido medido e o tamanho do espaço disponível. Por exemplo, diferentes antenas podem atender a diversas necessidades de medição. A antena cônica, a mais comum, pode ser instalada na tampa do tanque ou no guia de ondas do tanque de armazenamento, sendo adequada para locais de medição com grande alcance. Já a antena parabólica é indicada para a medição de níveis em fases líquida e sólida, podendo ser utilizada em medições a distâncias extremamente longas. A antena de corneta pequena é adequada para recipientes de pequeno porte, e a antena plana é adequada para uma variedade de condições de operação.

Existem muitos tipos de instrumentos de medição de nível de líquidos, e cada método de medição possui suas próprias características e pertinência. Os medidores de nível por radar atendem a certos requisitos de medição de nível de líquidos. Seu desempenho é estável e confiável, a operação é conveniente e segura, a capacidade anti-interferência é alta e o meio mensurável é amplo, o que permite alcançar alta precisão de medição. Portanto, devido às suas características e vantagens, os medidores de nível por radar serão inevitavelmente amplamente utilizados na indústria petroquímica.