RF Admitância: a Evolução da Tecnologia Capacitiva

A RF Admitância é uma tecnologia de Instrumentação Industrial capaz de eliminar os principais desafios envolvendo Medição de Nível: incrustação, espuma, pó em suspensão e interfaces complexas. 

Existem muitos benefícios em adotar esta tecnologia em seu negócio. Continue a leitura para saber mais.

Principais desafios da Medição de Nível

A Medição de Nível trabalha com a avaliação do estoque de reservatórios e o controle dos processos pontuais ou contínuos em que existam volumes líquidos ou sólidos, de acumulação temporária, amortecimento, mistura, resistência, entre outros.

Durante os processos industriais, algumas intercorrências afetam a confiabilidade da Medição de Nível, tornando-se verdadeiros desafios.

Os 4 principais desafios da Medição de Nível:

  • Incrustação;
  • Espuma;
  • Pó em suspensão;
  • Interfaces complexas.
A Medição de Nível tem 4 desafios principais: Incrustação, Espuma, Pó em Suspensão e Interfaces Complexas. A RF Admitância opera em plena capacidade em qualquer destes cenários.

Essas intercorrências devem ser chamadas de desafios, porque não se tratam de problemas por si só, mas de eventos inerentes aos mais diversos processos industriais. São nestes desafios que você deve estar atento, sabendo que existem soluções eficientes ao seu alcance.

Qual é a solução para os problemas na Medição de Nível?

A solução mais eficiente para a Medição de Nível enfrentar seus desafios é a tecnologia RF Admitância. É a melhor maneira para evitar gargalos de produção com alarmes falsos, transbordamentos e medição errônea!

A RF Admitância utiliza um sinal de radiofrequência (RF) para, diante de uma incrustação ou outra interferência, indicar a real presença ou ausência de produto, nível e/ou volume que está em contato com o elemento do Sensor ou Transmissor de Nível.

Trata-se de uma tecnologia baseada nos princípios da Capacitância e da Impedância, mas, diferentemente dos medidores capacitivos comuns com sensores de dois terminais, a tecnologia RF Admitância é imune à Corrente Resistiva causada pela incrustação, espuma e pó em suspensão.

Tudo isso graças a um escudo protetor (terceiro terminal no sensor) em conjunto com um algoritmo e uma eletrônica avançada capazes de medir somente a corrente capacitiva (ignorando a condutora) que flui pelo condutor central do elemento sensor para o terra (proteção elétrica).

A Capacitância será sempre formada entre o terceiro condutor do elemento sensor e a parede do tanque ou silo. A fração resistiva da corrente de medição flui do terceiro terminal para a parede do tanque porque, a diferença de resistência sendo menor, atua nesse exato momento.

Entretanto, essa corrente não será medida e não irá provocar mudança de status na indicação do instrumento. Quando o nível real de produto no tanque subir e tocar o condutor central do sensor, ele irá provocar um aumento substancial da corrente capacitiva que fluirá através de um demodulador e provocará mudança de status do relé, indicando assim presença real do material. Trata-se de uma medição de alta confiabilidade mesmo diante dos maiores desafios da Medição de Nível pontual ou contínua.

Qual a diferença entre um medidor de nível capacitivo e um medidor com RF Admitância?

Comparativo entre uma Chave de Nível capacitiva comum e uma com a RF Admitância.
  • Composição básica de um capacitivo convencional

Elemento sensor de dois terminais, sendo eles um terra e outro a parte ativa, parcial ou totalmente revestida por um plástico de engenharia.

  • Composição básica de um capacitivo com RF Admitância

Elemento sensor de três terminais, sendo eles um terra, um escudo ativo (terceiro terminal) e uma parte ativa, parcial ou totalmente revestida por um plástico de engenharia.

Os sensores e transmissores de nível com tecnologia de admitância, ao trabalharem com radiofrequência (RF) e por possuírem circuito de proteção contra incrustação, são os instrumentos que têm se mostrado mais eficientes em praticamente todos os tipos de aplicação.

Para processos mais complexos, a RF Admitância só é superada pelos instrumentos radiométricos, utilizados prioritariamente em processos específicos.

  • Capacitivo comum de dois terminais

O funcionamento básico dos medidores de nível capacitivos consiste em um circuito alimentado por uma tensão de 110/220 VCA e internamente existe um conversor CA/CC (transformador) que converte essa tensão em 24 VCD para alimentar as várias partes do circuito.

O circuito oscilador gera uma onda senoidal, em rádio frequência de 100KHz, sendo esse conectado a um circuito ponte. 

O circuito ponte contém um capacitor de ajuste de sintonia responsável pelo balanceamento da Capacitância de saída do elemento sensor do instrumento. Ele é conectado diretamente ao elemento sensor que por sua vez é conectado a uma blindagem (plástico de engenharia) juntamente à terra que está em um lado da medição. O final do elemento sensor tem sua própria blindagem conectada ao condulete que protege as terminações do elemento sensor.

Durante o procedimento de ajuste, a capacitância do sensor no tanque é balanceada pelo capacitor de ajuste de sintonia, e o circuito ponte permanece em equilíbrio. No processo de ajuste, a capacitância do cabo mais a do sensor está balanceada, e a saída para a demodulação é de 0 volts.

Quando o nível do tanque sobe, uma capacitância proporcional ao volume é gerada. Isso causa uma mudança no sinal que está sendo enviado para o demodulador, convertendo a mensagem em tensão contínua proporcional ao desbalanço.

A mudança no sinal é amplificada e utilizada para energizar o relé. Os contatos do relé são utilizados para ativar um alarme ou um comando apropriado de acordo com o objetivo específico pretendido pela instrumentação através da Medição de Nível.

Esse sistema seria perfeito se não apresentasse falhas diante de desafios, como as incrustações. O problema é ainda maior se o produto for a condutividade dos produtos, pois ela está relacionada aos desafios da Medição de Nível. 

Ao se deparar com incrustação, espuma e partículas em suspensão, o alarme de nível comum acusa a existência da corrente resistiva, gerando assim alarmes falsos e uma dor de cabeça daquelas na sua planta. É aí que entra a RF Admitância!

Medidor de nível com RF Admitância

O funcionamento dos medidores de nível que possuem a tecnologia RF Admitância levam em consideração os já mencionados princípios de operação dos capacitores comuns, mas com a tecnologia RF Admitância que faz toda a diferença.

Simplificando a teoria básica, o funcionamento dos medidores de nível por admitância se dá pela seguinte maneira: a Capacitância (nível do tanque) sobe e sobe até tocar o elemento sensor e assim um alarme de nível ser acionado, dando início a alguma operação própria do processo (desligamento, alarme etc.).

A grande diferença é que a RF Admitância está no terceiro elemento incorporado ao corpo do medidor e na unidade eletrônica de alta tecnologia que utiliza uma fonte de alimentação estabilizada para alimentar independentemente o terceiro terminal e independentemente a parte ativa do sensor.

É uma medição “limpa”, livre para medir apenas o que você realmente precisa para manter sua instrumentação de acordo com a exigência específica do processo. A eletrônica medirá somente a corrente que flui pelo fio central do elemento sensor para o terra, e isso somente ocorrerá quando o material tocar o elemento sensor.

Onde a tecnologia RF Admitância pode ser aplicada?

Os medidores de nível que utilizam a tecnologia RF Admitância podem ser aplicados na maioria das situações de Medição de Nível por ponto ou contínua, não importando se o produto a ser medido é líquido, pasta ou sólido granulado.

A única contra indicação do uso da tecnologia RF Admitância reside em casos extremos de Medição de Nível, nos quais apenas o último recurso deve ser utilizado: a medição radiométrica.

Vantagens e desvantagens das tecnologias de Medição de Nível

Muito se falou sobre as mais diversas tecnologias de Medição de Nível. Chegou a hora de apresentar os prós e contras de cada um dos principais instrumentos de Medição de Nível.

Os principais aspectos a serem considerados na escolha do medidor de nível são:

  • Densidade e viscosidade;
  • Composição química;
  • Agitação no processo;
  • Vapores e poeiras;
  • Acúmulo de material.

Vale muito a pena estar atento às seguintes especificidades:

  • Incrustação;
  • Espuma;
  • Pó em suspensão;
  • Abrasão;
  • Choque mecânico;
  • Arraste;
  • Vácuo;
  • Pressão;
  • Variações de composição.

Comparativo das principais tecnologias em Medição de Nível

Tabela comparativa com os desafios da medição de nível e como as principais tecnologias lidam com eles. A RF Admitância opera em sua capacidade plena na maioria dos cenários.

Sensor de Nível com RF Admitância

Vantagens

  • Precisão confiável
  • Não possui componentes móveis
  • Insensível a borbulhamento, turbulência, espuma na superfície ou partículas em suspensão
  • Imune à incrustação
  • Pode ser instalada em várias posições
  • Pode ser usada em produtos com alta viscosidade

Como evitar problemas, desperdícios e gastos desnecessários?

Não existe tecnologia universal para a Medição de Nível. Cada processo tem as suas necessidades e uma avaliação precisa ser feita.

Mas mesmo assim, é importante ficar atento aos desperdícios que podem estar ocorrendo na indústria onde você trabalha!

É preciso encontrar um equilíbrio entre o custo do produto, estresse ao meio ambiente que um transbordamento possa causar e gastos com manutenções antes de decidir qual instrumento de Medição de Nível será escolhido.

Conclusão

A otimização de custos em função da produtividade está fazendo todas as indústrias de pequeno, médio e grande porte aderirem aos instrumentos que utilizam tecnologias de Automação e Instrumentação Industrial.

A Lince pode te ajudar oferecendo soluções exatamente como você precisa,

Esperamos que a partir de agora você tenha total segurança das tecnologias mais adequadas aos seus processos.

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