Que tipo de sensor é usado para medir o nível da água em um tanque?

Você sabia que mais de 4 bilhões de pessoas, aproximadamente dois terços da população mundial, enfrentam grave escassez de água por mais de um mês? Em todo o mundo, o setor agrícola consome cerca de 70% da água, seguido pelas indústrias (com pouco menos de 20%) e pelo uso doméstico, que consome cerca de 12% da água. De acordo com essas estatísticas, a água é um fator essencial para o funcionamento das economias mundiais, portanto, o uso eficiente da água minimiza os problemas causados ​​pela escassez hídrica.

Indústrias ou residências que dependem muito de água possuem reservatórios para armazená-la e garantir um fornecimento contínuo quando necessário. É aí que um sensor de nível de água em reservatórios entra em ação, assegurando o uso eficiente da água e alertando sobre o nível mínimo de abastecimento. Isso torna esses sensores essenciais para indústrias e residências que possuem reservatórios para armazenamento de água e se preocupam com o tempo de enchimento ou esvaziamento dos mesmos. Neste artigo, destacamos algumas das principais aplicações, recursos, um guia de instalação e tendências futuras para ajudá-lo a entender melhor o que um sensor de nível de água em reservatórios tem a oferecer.  

Aplicações que requerem medição do nível do reservatório de água

A principal função de um sensor de nível em reservatório de água é medir o nível da água. Pode surgir a dúvida: qual a sua finalidade ou quais as suas aplicações em diferentes setores ao redor do mundo? Bem, esta seção do artigo destaca algumas das principais aplicações que requerem a medição do nível da água em reservatórios.  

Gestão de Água Industrial

Quase todas as indústrias do mundo precisam de um abastecimento adequado de água para operar com eficiência. Por isso, instalam grandes reservatórios para armazenar e utilizar água quando necessário. Sensores de nível são usados ​​para monitorar o nível exato da água nos reservatórios, permitindo o uso eficiente quando o nível está baixo e o reabastecimento. Esses sensores também indicam quando o reservatório está cheio, evitando transbordamentos e desperdícios. Alguns exemplos de indústrias que dependem de água para operar com eficiência são as de energia, têxtil, automotiva e manufatura.

Sistemas de irrigação agrícola

Segundo a UNESCO, mais de 70% do consumo de água se dá no setor agrícola. A grande dependência da agricultura em relação à água torna a medição precisa dos níveis de água em sistemas de irrigação, campos agrícolas e reservatórios crucial. Isso garante o uso eficiente da água durante as atividades agrícolas. Por isso, os agricultores costumam usar tanques, e o uso de sensores de nível em tanques de água permite o planejamento preciso da irrigação, minimiza o desperdício de água e evita danos às plantações.

Abastecimento e tratamento de água municipal

Sensores de nível em reservatórios de água são instalados para a medição precisa dos níveis de água em aplicações de abastecimento e tratamento de água municipais. Isso permite que os operadores regulem o fluxo de água, detectem vazamentos e monitorem o consumo de água em diversos processos. Dessa forma, garante-se que a água fornecida esteja de acordo com os padrões, evitando transbordamentos ou falta de água.

Monitoramento Ambiental

Por que o monitoramento do nível da água em reservatórios, oceanos, rios, lagos e lagoas é crucial? Uma resposta simples é que ele permite medir as condições ambientais e prever mudanças futuras no meio ambiente. Sensores fornecem dados sobre os níveis de água nos reservatórios, permitindo que pesquisadores prevejam futuros desafios hídricos, como alertas para possíveis inundações ou secas. Isso possibilita que esses pesquisadores intervenham em tempo hábil em problemas hídricos futuros e encontrem soluções antes que eles ocorram.

Sistemas de água residenciais

O consumo doméstico de água em residências gira em torno de 12%. Casas e áreas residenciais, como edifícios e residências, preferem armazenar água em reservatórios para garantir o abastecimento quando necessário, sem depender da rede pública. Esses reservatórios fornecem água para atender às necessidades domésticas. Ao instalar reservatórios, o uso de um sensor de nível fornece dados precisos sobre o nível da água. Assim, quando o nível da água estiver muito baixo ou muito alto, com base nas leituras desses sensores, é possível encher o reservatório e desligar a bomba quando estiver cheio, evitando transbordamentos ou falta de água.

Características essenciais dos sensores de nível de reservatórios de água

Com diversos tipos de sensores de nível para tanques de água disponíveis, existem algumas características comuns a todos os tipos e outras oferecidas especificamente por determinados modelos. Esta seção do artigo visa apresentar as características essenciais dos sensores de nível para tanques de água, garantindo resultados precisos e adequados.

● Precisão e exatidão

Diferentes tipos de sensores de nível para reservatórios de água possuem diferentes níveis de exatidão e precisão. Antes de comprar, certifique-se de que a precisão seja de ±1% da escala completa (FS). Quanto menor essa porcentagem, maior a exatidão. Isso garante que a medição do nível da água seja precisa e com erros mínimos.

● Durabilidade e resistência ambiental

Quando instalados, os sensores podem ficar expostos a condições climáticas extremas e adversas. É aí que a durabilidade e a resistência ambiental entram em jogo. Sensores de nível de reservatório de água com grau de proteção IP68 são suficientes. Essa classificação indica que o sensor é totalmente resistente à poeira e à água.

Quando falamos de resistência ambiental, outro aspecto que nos vem à mente é a temperatura de operação. Para um bom sensor, uma faixa de temperatura de -20 °C a +60 °C é ideal. Se essa faixa for maior, significa que o sensor pode operar em condições ambientais muito mais adversas.

● Facilidade de instalação e manutenção

A instalação e a manutenção de sensores de nível em reservatórios de água devem ser fáceis. Isso economiza tempo e dinheiro quando a instalação e a remoção desses sensores são necessárias para manutenção. Recursos como recalibração externa, uso de materiais anticorrosivos e excelente estabilidade garantem que a frequência de remoção e manutenção seja mínima.

● Saída de sinal e compatibilidade

O tipo de sinal fornecido pelos sensores de nível de água em tanques determina sua compatibilidade com os sistemas de monitoramento. Muitos sensores modernos oferecem diferentes tipos de saída de sinal, como 4-20mA, 0,5V e RS 485 (MODBUS-RTU). Isso garante a compatibilidade dos sensores com os sistemas de monitoramento existentes e outros sistemas de automação.

● Relação custo-benefício e confiabilidade a longo prazo

O custo é um fator importante na escolha de um sensor de nível para reservatório de água. Alguns tipos de sensores são mais caros do que outros, dependendo dos recursos que oferecem. O mais importante é a confiabilidade do sensor a longo prazo. Isso garante que cada centavo investido valha a pena, minimizando custos de substituição, instalação e manutenção. Ao tomar uma decisão de compra, liste os recursos desejados e procure um sensor mais durável em vez de optar pela opção mais barata, o que ajudará você a economizar dinheiro.

Tipos de sensores de nível para reservatórios de água: uma análise comparativa.

Nem todos os sensores são projetados para a mesma finalidade. É por isso que existem diferentes tipos de sensores disponíveis, cada um atendendo a diferentes propósitos e necessidades do comprador. Abaixo, destacamos alguns tipos de sensores de nível para tanques de água, suas vantagens, limitações e qual empresa oferece os melhores sensores para cada tipo específico.

1. Sensores de nível ultrassônicos:

Os sensores ultrassônicos utilizam ondas ultrassônicas para detectar a profundidade da água. O princípio de funcionamento dos sensores ultrassônicos de nível em tanques de água é o seguinte: esses sensores emitem ondas ultrassônicas em direção à água, algumas das ondas são refletidas e detectadas pelo sensor. É assim que os sensores ultrassônicos de nível calculam o nível da água em um tanque.

• Vantagem
  Os sensores ultrassônicos, por serem sem contato, apresentam grandes vantagens, como a capacidade de operar no escuro, ou seja, não serem afetados pela cor ou transparência do objeto. Além disso, esses sensores fornecem leituras precisas, pois não são afetados por poeira, sujeira ou ambientes com alta umidade.
  
  
• Limitações:
  A tecnologia ultrassônica utiliza ultrassom (um tipo de onda sonora), e como as ondas sonoras não se propagam no vácuo, esses sensores não funcionam em ambientes sem contato. Esses sensores não são projetados para uso subaquático.
  
  
• Qual empresa oferece o melhor sensor ultrassônico de nível de água para tanques?
  O transmissor de nível de líquido ultrassônico RKL-03 da Rika Sensor é um exemplo perfeito de sensor ultrassônico para tanques de água. Com características como alta precisão de 0,5% a 1%, alcance máximo de 30 m e fácil instalação, o RKL-03 se destaca entre os melhores sensores ultrassônicos sem contato disponíveis.

2. Sensores de nível com transdutor de pressão

O princípio de funcionamento dos sensores de nível de água do tipo transdutor de pressão baseia-se na pressão hidrostática do líquido. Para uma medição precisa do nível da água, instale-o no fundo do tanque ou recipiente. Após a configuração, ele medirá a pressão hidrostática da água e fornecerá uma leitura precisa do nível da água no tanque.

• Fatores de precisão e estabilidade

Os transdutores de pressão são altamente precisos, oferecendo uma exatidão de ±1% com estabilidade a longo prazo. Como dependem da pressão hidrostática, qualquer alteração na densidade, bolhas de ar e temperatura pode afetar sua estabilidade.

• Ambientes e meios de comunicação adequados.

Os transdutores de pressão são projetados para operação em uma faixa de temperatura de -20ºC a +70ºC e seu uso é adequado tanto para água doce quanto para água residual.

3. Sensores de nível capacitivos:

Os sensores de nível capacitivos utilizam o princípio da capacitância para calcular a variação na altura de um líquido. Esses sensores consistem em um eletrodo de detecção. Entre o eletrodo de detecção e o líquido, forma-se uma capacitância. À medida que o nível do líquido muda, a intensidade da capacitância também muda, indicando uma alteração na medição do nível do líquido.

• Aplicações em diversos tipos de líquidos

Cada tipo de líquido possui uma constante dielétrica diferente. Isso significa que é possível calcular a variação de altura em diversos tipos de líquidos. Esses tipos de líquidos incluem óleos, produtos químicos e água, tornando seu uso adequado para vários setores, como a indústria química e a indústria de processamento de alimentos.

• Considerações sobre instalação e calibração

A instalação do sensor deve ser feita em um local com mínima interferência das paredes do tanque e de sedimentos no líquido. Posicionar o sensor no centro do tanque garante resultados precisos na medição dos níveis de óleo.

4. Sensores de nível com interruptor de bóia:

O funcionamento dos sensores de nível com interruptor de bóia é consideravelmente simples. Esses sensores flutuam no líquido; se o nível do líquido sobe, o sensor sobe e, se o nível do líquido desce, o sensor desce. O sensor é conectado a um interruptor que transmite o sinal para o sistema de controle, indicando o nível do líquido. Esses sensores são altamente econômicos devido ao seu mecanismo de funcionamento simples.

• Aspectos de confiabilidade e manutenção

Com um design simples e poucos componentes eletrônicos descomplicados, esses sensores são altamente confiáveis. No entanto, é necessária manutenção frequente para garantir resultados precisos.

• Adequação para aplicações específicas

Com seu baixo custo, torna-se acessível não apenas para pequenas e grandes indústrias, mas também para uso doméstico. Isso o torna perfeito para uso em reservatórios de água e sistemas de tratamento de esgoto. Basta conectá-lo a um interruptor liga/desliga; quando um nível específico for atingido, o interruptor desligará automaticamente.

Selecionando o sensor certo para sua aplicação

O sensor ideal para você é aquele que atende às suas necessidades de compra. Você não vai querer um sensor com muitos recursos, mas muito caro, ou um sensor de nível de água com poucos recursos que não atenda às suas exigências. Para evitar essas situações, destacamos alguns fatores importantes a serem considerados para garantir que cada centavo investido valha a pena.

● Fatores a considerar: tipo de líquido, tamanho do tanque e condições ambientais.

Nem todos os sensores são projetados para uso em diversos líquidos. Sensores como os sensores de nível ultrassônicos e os sensores de nível por transdutor de pressão são projetados para uso com água, enquanto os sensores de nível capacitivos e os sensores de nível com chave de bóia podem ser usados ​​em vários tipos de líquidos. Diferentes tipos de sensores têm diferentes faixas de operação e condições ambientais em que podem funcionar com eficácia. Consulte as diretrizes fornecidas pelo fabricante para garantir que você compre o sensor correto.

● Avaliar os requisitos de precisão e confiabilidade.

Sensores de nível para reservatórios de água com alta precisão custam mais. Se você precisa de um sensor para indústrias que dependem fortemente da medição precisa do nível da água, certifique-se de escolher um com maior precisão. No entanto, para uso doméstico, como em uma residência, opções mais baratas com precisão de cerca de ±1% da escala completa são mais do que suficientes.

● Analisar as necessidades de instalação e manutenção.

Ao escolher um sensor, certifique-se de que a instalação seja simples e feita corretamente. Isso garantirá que sempre que precisar instalar ou remover um sensor de nível de água do tanque, o processo seja fácil. Com o tempo de uso, os sensores se degradam, portanto, a manutenção contínua garante sua longevidade e resultados precisos.

● Considerando o custo e o valor a longo prazo.

O custo pode ser um fator importante na escolha de sensores. Se um sensor tiver mais recursos e utilizar materiais de alta qualidade para garantir sua durabilidade e precisão nos resultados, ele será caro. O preço não é o mais importante, mas sim se ele cumprir sua função por longos períodos, cada centavo investido valerá a pena.

● Suporte e consultoria ao cliente da Rika Sensor.

Para garantir a escolha certa do sensor de nível de água ideal para o seu reservatório, é fundamental contar com a orientação adequada. A Rika Sensor é pioneira na fabricação de sensores, desenvolvendo-os há mais de 10 anos. Utilizar o suporte e a consultoria da Rika Sensor garante que o sensor adquirido atenderá às suas necessidades sem complicações.

Melhores práticas de instalação e manutenção

Para garantir o funcionamento adequado do sensor de nível do reservatório de água, é fundamental sua instalação e manutenção corretas. Abaixo, destacamos alguns métodos para assegurar uma instalação e manutenção eficazes dos sensores de nível do reservatório de água.

▪ Posicionamento e montagem adequados do sensor.

Com diferentes tipos de sensores, seu posicionamento e montagem podem variar. Sensores de nível ultrassônicos são instalados sem contato com a superfície da água ou do líquido, enquanto sensores de nível com bóia são colocados na superfície do líquido, permitindo seu fluxo. Sensores de nível por transdutor de pressão e sensores capacitivos são colocados dentro do líquido. Portanto, ao instalar um sensor, consulte o manual de instalação para garantir o posicionamento correto; caso contrário, esses sensores podem não funcionar adequadamente ou fornecer resultados imprecisos.

▪ Gerenciamento de cabos e integridade do sinal.

O gerenciamento dos cabos e a integridade do sinal são essenciais para garantir o funcionamento do sensor e o recebimento dos dados de níveis de água calculados por ele. Utilize cabos bem isolados e prenda-os com abraçadeiras, deixando espaço para uma leve movimentação ou expansão, pois as variações de temperatura podem causar a expansão e contração dos cabos. Se os cabos estiverem muito apertados, as abraçadeiras podem danificar os fios.

▪ Calibração e limpeza regulares.

Esta é a etapa que vem depois da instalação. A limpeza regular e a calibração adequada dos sensores de nível do reservatório de água garantem leituras precisas. A limpeza regular também prolonga a vida útil dos sensores, evitando custos com substituições.

▪ Solução de problemas comuns.

Diferentes tipos de sensores apresentam diferentes problemas. Alguns problemas são comuns a todos os sensores, como a falta de calibração adequada, que resulta em leituras imprecisas. Outros problemas são comuns a tipos específicos de sensores, como os sensores de nível ultrassônicos, que sofrem interferências. Esse problema se manifesta quando as leituras estão distorcidas. Na maioria das vezes, esses problemas comuns são resolvidos com uma simples limpeza dos sensores.

Tendências futuras na tecnologia de sensores de nível de água

Com o mundo caminhando rumo à digitalização e à inteligência artificial, a tecnologia de sensores de nível de água também está passando por transformações. Nesta seção do artigo, destacamos as tendências futuras nessa tecnologia.

★ Integração com IoT e sistemas inteligentes.

Para entender a IoT, é crucial compreender o que ela representa. Ela é definida como uma rede de dispositivos interconectados que se conectam e trocam dados com outros dispositivos IoT e com a nuvem. Quando relacionamos isso à tecnologia de sensores de nível de água, podemos dizer que os sensores estão conectados a um sistema de monitoramento inteligente para enviar dados a plataformas na nuvem para análise e geração de relatórios.

★ Avanços na tecnologia de sensores e materiais.

As empresas fabricantes de sensores estão trabalhando para fornecer sensores de nível de água para tanques que sejam compactos, leves, com alcance e precisão aprimorados, além de mais duráveis ​​e com maior vida útil. O uso de material anticorrosivo e impermeabilização garante que o sensor não apresente mau funcionamento e forneça resultados precisos.

★ Maior foco no monitoramento remoto e na análise de dados.

Quando esses sensores são integrados a sistemas de IoT conectados à nuvem, eles podem ser acessados ​​para monitoramento remoto, onde os dados fornecidos por eles podem ser analisados ​​para prever e otimizar o uso da água da maneira mais eficiente possível.