Medição de nível usando a técnica de radar

A medição de nível é uma parte essencial da qualidade e do controle de processos em muitos setores. Existem várias técnicas de medição de nível usadas globalmente e a medição de nível usando a tecnologia de radar é uma delas. Este artigo discutiu ainda mais essa técnica em detalhes.

O que é medição de nível usando a técnica de medição de nível de radar?

A premissa básica de trabalho de qualquer instrumento de radar é transmitir radiação eletromagnética (em GHz) de alta frequência e sincronizar o tempo de trânsito de e para a superfície. No caso da medição de nível, a tecnologia do transmissor de nível de radar é usada para determinar o nivelamento da superfície.
Os dispositivos de medição de nível usando a técnica de radar são semelhantes, em princípio, aos transmissores de nível ultrassônicos que usam ondas sonoras. Porém, o medidor de nível de radar tem uma vantagem sobre os medidores de nível ultrassônicos. Como as ondas sonoras são energia mecânica usando moléculas atmosféricas para transmitir, mesmo as menores mudanças químicas na atmosfera circundante fazem com que a velocidade da transmissão varie. Um exemplo clássico é como os vapores alteram a velocidade do som e resultam em leituras erradas.

Tipos de instrumentos de nível de radar

Existem dois tipos de instrumentos de medição de nível de radar, conforme listado abaixo.

a) Transmissor de nível por radar sem contato

Nesse tipo de instrumento, o sinal eletromagnético é emitido por uma antena para o ar. Ele atinge a superfície do líquido e depois é refletido de volta no instrumento, que depois o lê.
Um problema com esse tipo de medição de nível de radar é que a saída da antena é bastante fraca, geralmente cerca de 1mW. E depois de ser transmitido ao ar, esse sinal enfraquece ainda mais. Além disso, a força do sinal refletido depende da constante dielétrica do fluido. Em alguns casos, como fluido de hidrocarboneto (constantes dielétricas muito baixas), o sinal recebido de volta pelo transmissor pode ser tão baixo quanto 1% na intensidade do sinal original. O sinal do radar pode ser dissipado ainda mais se o fluido estiver turbulento ou tiver espuma.

b) Transmissor de nível de radar de tipo de onda guiada

O instrumento de nível de radar do tipo onda guiada funciona com a tecnologia 'Time Domain Reflectometer (TDR)'. Ele usa uma sonda para transmitir os impulsos eletromagnéticos para a superfície do líquido. A constante dielétrica do líquido deve ser maior que a do ar circundante para que o sinal seja refletido no transmissor.
O tempo de trânsito é então medido eletronicamente usando um circuito de sincronismo preciso e de alta velocidade e o nível do líquido é calculado a partir disso. No instrumento de nível de tipo guiado, o tempo de trânsito permanece o mesmo para fluidos com constantes dielétricas diferentes. O que muda é a força do sinal recebido de volta e, combinando os dois dados, o nível do líquido é determinado. Assim, por exemplo, o tempo de trânsito de um líquido com hidrocarboneto que tenha uma constante dielétrica de 2-3 será o mesmo da água com uma constante dielétrica de 80; somente o sinal recebido será mais fraco.
Outro aspecto é que a saída de energia da sonda de radar é apenas 10% da do tipo sem contato. Isso ocorre porque a sonda física garante que o sinal chegue à superfície do líquido ht e seja refletido de volta com perdas mínimas. Isso permite que o dispositivo do tipo de onda guiada possa medir os níveis de líquidos com constantes dielétricas tão baixas quanto 1,7. De fato, as alterações na constante dielétrica têm um impacto insignificante do desempenho do dispositivo.
E, finalmente, este dispositivo não requer nenhuma calibração porque a velocidade da luz permanece constante. Requer apenas a configuração de campo, que é feita inserindo dados específicos para o aplicativo de nível específico para o qual está sendo usado. Isso permite configurar vários dispositivos em um curto período, usando os detalhes de tanques de processo individuais. Os dispositivos operam em uma fonte de energia de 24 Vcc.

Prós e contras

As vantagens são as seguintes:
Os transmissores de nível de radar não precisam de contato físico; a precisão é alta. Adequado para tanques de plástico
Algumas desvantagens são:
Mais caro em comparação com outras técnicas. Não é possível medir os níveis entre duas interfaces.