Será que o interruptor de nível em forma de diapasão é realmente tão mágico assim? Este artigo ajudará você a entender seu princípio de funcionamento e cenários de aplicação (Parte 1).

Nos complexos processos de produção industrial, a medição precisa do nível do material é de importância crucial. Isso não só afeta diretamente a eficiência da produção, como também está intimamente relacionado ao controle de qualidade do produto, à otimização de custos e à garantia da segurança da produção. Como um dispositivo de detecção de nível altamente eficiente e confiável, o sensor de nível tipo diapasão tornou-se gradualmente um componente-chave indispensável no campo da automação industrial e desempenha um papel cada vez mais importante no processo de detecção de nível.

O sensor de nível tipo diapasão pode desempenhar funções de detecção essenciais em cenários de produção industrial, e seu princípio de funcionamento único é o seu principal diferencial. Este dispositivo realiza a detecção de nível com base no princípio da vibração mecânica. Através da operação coordenada de vários componentes-chave, ele implementa o processo completo em circuito fechado, desde o acionamento do sinal até a saída de detecção.

• Componentes principais

Os componentes principais do interruptor de nível de diapasão incluem o corpo do diapasão e o cristal piezoelétrico instalado em sua base. O cristal piezoelétrico possui a dupla função de fonte de excitação e elemento sensor. Como elemento de excitação, quando um sinal elétrico externo é aplicado ao cristal piezoelétrico, este produz deformações mecânicas regulares, que por sua vez acionam o diapasão conectado a ele, gerando vibrações mecânicas em uma frequência específica. A faixa de frequência de vibração normal do diapasão é de 100 Hz a 150 Hz, podendo variar de acordo com os requisitos do projeto. Como elemento sensor, o cristal piezoelétrico capta as mudanças no estado de vibração do diapasão em tempo real. O corpo do diapasão, por ser o componente que entra em contato direto com o material, tem sua vibração alterada, sendo essa a base fundamental para determinar a presença do material.

• Processo de trabalho

Após o dispositivo iniciar, o cristal piezoelétrico faz com que o diapasão vibre de forma estável e livre em sua frequência de ressonância, atingindo sua amplitude máxima. Quando o diapasão entra em contato com o material, este amortece a vibração, resultando em uma atenuação significativa da amplitude. Essa mudança é captada pelo cristal piezoelétrico em tempo real e convertida em um sinal elétrico. O circuito inteligente interno processa e analisa esse sinal, identificando com precisão a presença do material ao verificar se a amplitude está abaixo de um limite predefinido. Finalmente, o dispositivo emite um sinal de acionamento (como um sinal de relé) para ativar um alarme ou dispositivo de controle, realizando a detecção e o controle automáticos de nível.

O sensor de nível tipo diapasão apresenta uma competitividade significativa no campo da detecção de nível industrial devido às suas excelentes vantagens de desempenho, proporcionando uma solução confiável para o gerenciamento de materiais em condições de trabalho complexas.

• Alta Sensibilidade

Este dispositivo possui altíssima sensibilidade para detecção de materiais e consegue detectar com precisão materiais de densidade extremamente baixa. Ao otimizar o volume do diapasão e a estrutura de acionamento piezoelétrico, alguns modelos avançados de sensores de nível por diapasão podem detectar materiais com densidade mínima de 0,008 g/cm³. Mesmo para materiais em pó ou granulados extremamente leves, eles ainda conseguem acionar o sensor com precisão e determinar com exatidão a presença do material. Essa característica amplia consideravelmente o leque de aplicações do dispositivo e atende às necessidades de detecção de materiais especiais em indústrias como a alimentícia (como farinha de trigo e leite em pó) e a química (como matérias-primas em pó de baixa densidade).

• Forte capacidade anti-interferência

Em locais de produção industrial, frequentemente existem fatores ambientais complexos, como alta concentração de poeira, forte vibração e forte interferência eletromagnética. No entanto, o sensor de nível tipo diapasão possui excelente capacidade anti-interferência. Seu método de detecção, que converte sinais de vibração mecânica em sinais elétricos, evita eficazmente a influência do ambiente vibratório e não é afetado por fontes de interferência como alta concentração de poeira e fortes campos eletromagnéticos. Mesmo em ambientes severos, como silos com alta concentração de poeira em fábricas de cimento e áreas próximas a correias transportadoras com forte vibração em minas, ele opera de forma estável e confiável, garantindo a precisão e a segurança do controle de nível e fornecendo suporte sólido para a estabilidade do processo produtivo.

•  Robusto e durável

O corpo do interruptor de nível tipo diapasão é geralmente feito de aço inoxidável 316L de alta resistência, que possui excelente resistência à corrosão, poeira e altas temperaturas. Em ambientes agressivos, como tanques de armazenamento de materiais corrosivos na indústria química e áreas próximas a fornos de alta temperatura na indústria metalúrgica, garante a operação confiável do dispositivo a longo prazo. Além disso, o projeto estrutural do dispositivo considera plenamente os requisitos reais de aplicação, facilitando a instalação em silos e funis de diferentes formatos e tamanhos, adaptando-se a diversos cenários industriais e suportando as exigências de ambientes de produção industrial de longa duração.

• Manutenção fácil

Este dispositivo apresenta vantagens significativas no que diz respeito à manutenção: não há necessidade de um processo de calibração complexo e ele pode ser colocado em operação automaticamente após a instalação, reduzindo efetivamente o ciclo de instalação e comissionamento e os custos de mão de obra; o circuito inteligente possui uma função de autoverificação integrada, e os usuários podem confirmar o status operacional do dispositivo por meio de um programa de detecção simples; se o dispositivo apresentar falhas, o nó problemático pode ser localizado rapidamente, facilitando as operações de manutenção em tempo hábil, reduzindo consideravelmente os custos de manutenção e aumentando a eficiência da produção. 

Interruptor de nível de diapasão