Respostas

1. Explique o funcionamento do medidor de nível por pesagem.

   O sistema medidor de nível por pesagem infere a medida do nível baseada no peso do reservatório (silo) e no seu conteúdo. A pesagem é feita por meio de células de carga instaladas na base de sustentação ou em pontos de apoio da estrutura do reservatório. Essas células de carga podem ser hidráulicas ou elétricas (strain-gauges). Assim, à medida que o reservatório vai sendo preenchido com o material do processo, a carga ou peso que atua sobre essas células vai aumentando. Mas, para que se tenha o peso apenas da substância armazenada, o peso do reservatório vazio é "anulado", dando uma leitura zero no indicador. No entanto, apesar desse método fornecer o peso do material contido no reservatório, é necessário fornecer a massa específica desse material para que se possa inferir corretamente o seu nível.

2. Descreva o princípio de funcionamento dos medidores de nível capacitivos e como utilizá-los para medições contínuas e medições pontuais.

   São medidores cujo princípio de funcionamento se baseia no efeito capacitivo de dispositivos elétricos capazes de armazenar energia. Um capacitor é formado por duas placas (ou hastes) capazes de armazenar cargas elétricas, separadas uma da outra por um material isolante chamado "dielétrico". A quantidade de carga que um capacitor é capaz de armazenar depende basicamente de três fatores: a área dessas placas, a distância entre elas e o tipo de dielétrico utilizado. No caso do instrumento industrial, o capacitor é formado de forma que uma das placas é representada por uma sonda e a outra pela parede do próprio reservatório (ou por outra sonda no caso de uma parede não metálica). O dielétrico é o próprio ar ou a substância armazenada no reservatório.O dielétrico varia com o nível do reservatório e essa variação produz uma alteração na capacitância, proporcional a esse nível. Assim, é possível deduzir o valor do nível a partir da medição das variações na capacitância de forma contínua. No caso de medições pontuais, as sondas devem ser instaladas horizontalmente, nos pontos desejados (estratégicos) do reservatório, de forma que se conheça a distância entre eles. A medida que o nível sobe e toca nas sondas, ativa tais capacitores indicando que chegou aquele nível (aquele ponto no tanque).

3. Como funcionam os medidores de nível por condutividade?

   Dois eletrodos espaçados são instalados no tanque. Um deles se estende até o nível mínimo e o outro é posicionado de forma que a sua extremidade mais baixa fique localizada na marca do nível mais alto. Em outras palavras, o nível máximo é detectado quando a substância condutora atingir um nível que deixe os dois condutores submersos. Caso sejam utilizados apenas dois eletrodos faz-se necessário o aterramento do reservatório. No entanto, com a adição de um terceiro eletrodo elimina-se essa necessidade de referência ao potencial de terra.

4. Qual a diferença entre os medidores de nível por condutividade com dois eletrodos e aqueles que possuem mais de dois?

   No caso da utilização de apenas dois eletrodos faz-se necessário o aterramento do reservatório. Nesse caso, só se é possível medir se dois níveis foram alcançados, o mínimo e o máximo. No entanto, com a adição de um terceiro eletrodo (ou de mais) elimina-se essa necessidade de referência ao potencial de terra e assim, é possível realizar mais medições de níveis.

5. Diferencie o funcionamento do medidor de nível por ultrassom do medidor por laser.

   Ambos possuem um principio de funcionamento semelhante, o calculo do tempo que uma forma de energia gerada leva para sair do transmissor, chegar à superfície da substância a qual se deseja medir o nível e retornar (através do eco) ao transmissor. A diferença reside em que no medidor por ultrassom utiliza-se ondas sonoras (que variam em frequência de 20 a 200kHz) para determinar o nível de um determinado produto, seja líquido ou sólido. No caso do laser, uma fonte na parte superior do reservatório emite um feixe de laser na direção da substância que se deseja medir.

6. Quais são os dois tipos de antenas empregadas na medição de nível por radar? Explique o funcionamento de cada uma delas.

   As antenas curtas e as guias de onda. No caso das antenas curtas, o funcionamento pode se basear na medição do tempo de transmissão e reflexão do eco (como no ultrassom e nolaser) do sinal gerado pelo transmissor (o que exige um instrumento com leitura muito rápida) ou na defasagem da frequência (no caso da frequência variável gerada pelo transmissor). No caso da onda guiada, o principio de funcionamento é o mesmo (medição de tempo ou de defasagem das frequências), mas a onda eletromagnética é guiada por esta sonda, que determina o foco da energia emitida e refletida, possuindo uma eficiência bem mais elevada do que o radar sem o guia. São utilizados três tipos de guias de onda: a coaxial, a dupla e a simples.