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O que é um medidor de nível capacitivo? Qual é o princípio de funcionamento de um sensor de nível capacitivo?

2020-12-11

A O medidor de nível capacitivo , também conhecido como sensor ou transmissor de nível capacitivo, é um instrumento avançado usado para medir o nível de substâncias líquidas ou sólidas em tanques ou recipientes. Essa tecnologia inovadora se baseia no princípio da capacitância, que se refere à capacidade de duas superfícies condutoras separadas por um material isolante (dielétrico) armazenarem carga elétrica. Nesse caso, o tanque atua como um eletrodo, enquanto uma sonda funciona como o outro. À medida que o líquido preenche o tanque e entra em contato com ambos os eletrodos, forma um dielétrico que altera o valor da capacitância total entre eles. Monitorando essa mudança na capacitância por meio de circuitos eletrônicos sensíveis e algoritmos, é possível obter medições precisas do nível da substância dentro do recipiente. O princípio de funcionamento gira em torno de como as mudanças na constante dielétrica impactam os níveis de capacitância: quando há mais líquido presente, aumentando assim sua permissividade em relação ao ar ou ao vapor acima dele, haverá um aumento correspondente nos valores de capacitância medidos em relação às leituras de referência obtidas em condições de vazio. Assim, os sensores capacitivos de nível fornecem informações em tempo real sobre os níveis de materiais para aplicações em diversos setores, como refinarias de petróleo e gás, fábricas de produtos químicos, instalações de processamento de alimentos e muito mais, devido à sua alta precisão e confiabilidade.

O sensor de nível capacitivo baseia-se no princípio da sensibilidade à capacitância. Quando a altura do eletrodo de medição varia devido ao meio medido, a capacitância também varia. Ele converte as variações de nível de diversos materiais e líquidos em sinais de corrente padrão, que são transmitidos remotamente para a sala de controle para visualização centralizada, alarme ou controle automático por instrumentos secundários ou dispositivos computacionais. Sua estrutura robusta e método de instalação permitem sua aplicação em materiais de alta temperatura, alta pressão, alta corrosão, com tendência à cristalização, resistentes a bloqueios, resistentes ao congelamento e sólidos em pó ou granulados.

O sensor capacitivo de nível de líquido lida fundamentalmente com a influência da temperatura, umidade, pressão, condutividade do material e outros fatores no processo de medição, apresentando, portanto, altíssima resistência a interferências e confiabilidade. Ele pode medir líquidos altamente corrosivos, como ácidos, álcalis, sais, esgoto, etc. Pode medir fluidos em altas temperaturas e pressões; temperatura de processo: -40℃ a +80℃, -70℃ a +260℃ (opcional); pressão de processo: -0,1MPa a 0,5MPa. Um único medidor de nível capacitivo inteligente integrado possui um sistema de calibração em dois pontos no local, o que proporciona conveniência e facilidade de uso para os usuários.

O medidor de nível capacitivo da Rika pode medir o nível de fluidos altamente corrosivos, fluidos de alta temperatura e recipientes selados, independentemente da viscosidade, densidade e pressão de trabalho do fluido.

Características do medidor de nível capacitivo:

1. A estrutura é simples, sem componentes móveis ou elásticos, portanto a confiabilidade é extremamente alta e a manutenção é mínima. Em circunstâncias normais, não é necessário realizar manutenções regulares de grande, médio ou pequeno porte.

2. Diversas opções de saída de sinal, convenientes para diferentes configurações de sistema.

3. É adequado para medição do nível de líquidos em recipientes de alta temperatura e alta pressão, e o valor medido não é afetado pela temperatura, densidade do líquido medido, nem pela forma e pressão do recipiente.

4. Especialmente adequado para a medição de ácidos, álcalis e outros líquidos fortemente corrosivos.

5. Proteção perfeita contra sobrecorrente, sobretensão e inversão de polaridade.

Princípio de funcionamento do sensor de nível capacitivo:

O sensor de nível capacitivo utiliza a variação da capacitância para medir a altura do nível do líquido. Os medidores de nível capacitivos são usados para medir a variação da capacitância e, assim, detectar irregularidades no nível do líquido. Consistem em uma haste metálica inserida no recipiente com o líquido, que funciona como um dos polos do capacitor, e a parede do recipiente como o outro polo. O meio entre os dois eletrodos é o líquido e o gás acima dele. Como a constante dielétrica ε1 do líquido é diferente da constante dielétrica ε2 da superfície do líquido (por exemplo, ε1 > ε2), quando o nível do líquido sobe, o valor da constante dielétrica total entre os dois eletrodos do medidor de nível capacitivo aumenta, resultando em um aumento da capacitância. Por outro lado, quando o nível do líquido desce, o valor de ε diminui e a capacitância também diminui. Portanto, o sensor de nível capacitivo consegue medir a irregularidade do nível do líquido pela variação da capacitância entre os dois eletrodos. A sensibilidade do medidor de nível capacitivo depende principalmente da diferença entre as duas constantes dielétricas. Além disso, desde que a estabilidade de ε1 e ε2 garanta a precisão da medição do nível do líquido, visto que o meio medido é condutor e o eletrodo metálico é revestido por uma camada isolante. O medidor de nível capacitivo é pequeno, de fácil transmissão e operação remota, sendo adequado para a medição de nível em meios corrosivos e de alta pressão.

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Vantagens e desvantagens dos medidores de nível capacitivos:

A medição do sensor de nível capacitivo depende principalmente da variação da capacitância entre os dois eletrodos, o que significa que a sensibilidade do medidor de nível capacitivo depende da diferença entre as constantes dielétricas dos dois meios, gás e líquido. A medição com o sensor de nível capacitivo deve garantir que as constantes dielétricas dos dois meios permaneçam as mesmas; caso contrário, a variação da constante dielétrica causará erros diretamente.

O eletrodo metálico do medidor de nível capacitivo é revestido por uma camada isolante, o que evita erros de medição e riscos à segurança devido à condutividade do meio medido. O medidor de nível capacitivo possui um volume reduzido e é adequado para a medição de nível em alguns meios de alta pressão. O medidor de nível capacitivo também oferece funções de transmissão e ajuste remotos.

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O texto acima descreve o princípio de funcionamento, as características, as vantagens e as desvantagens do sensor de nível capacitivo . Após a leitura, você deverá ter uma compreensão razoável sobre o medidor de nível capacitivo. Espero que este artigo tenha sido útil.