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Conhecer o princípio de funcionamento e as vantagens e desvantagens dos diferentes sensores de nível ajuda-nos a escolher o sensor mais adequado. A seguir, são apresentados os princípios de funcionamento dos sensores de nível mais comuns atualmente. 1 Sensor de nível a laser – O sensor de nível a laser é um sensor de nível de alta precisão, do tipo sem contato. Suas performances são excelentes. Seu princípio de funcionamento é muito semelhante ao dos sensores de nível a ultrassom, apenas em vez de ultrassons são utilizadas ondas de luz. O feixe de laser é muito fino; mesmo quando a superfície do nível do líquido é extremamente irregular, ele continua a funcionar normalmente. Os sensores de nível a laser conseguem operar em uma ampla gama de condições. Geralmente, esses sensores utilizam luz infravermelha de curta distância. Ele funciona por meio do uso de um espelho semitransmissivo para processar o laser emitido pelo fluxo de luz. Uma parte é inserida no transmissor de tempo como sinal de referência, enquanto outra parte, através do laser refletido pelo espelho semitransparente, é processada pelo sistema óptico para se transformar em um feixe de luz paralelo de determinada largura, que incide sobre a superfície do objeto. As ondas refletidas chegam à parte receptora do sensor e são então convertidas em sinais elétricos. Como o tempo entre a irradiação e a recepção é muito curto, utiliza-se um circuito de amostragem para ampliá-lo para a ordem dos nanossegundos, facilitando o processamento do sinal e a medição do tempo. Utiliza-se um microcomputador para processar os dados, transformando-os em sinais de saída analógicos que indicam o nível do líquido. Em seguida, softwares são utilizados para verificar a confiabilidade desses sinais. Se houver algum problema no sistema de medição, é emitido um alerta. Esse tipo de sensor é adequado para áreas de monitoramento como lagos, rios, reservatórios, canais, marés e níveis hídricos urbanos. 2 Sensores de nível por radar: Os sensores de nível por radar possuem as mesmas vantagens do método de medição a laser. Além disso, não são afetados pelo meio a ser medido, e são menos sensíveis às influências ambientais externas. Não é necessário realizar calibrações repetidas. No entanto, a altura que pode ser medida geralmente fica abaixo de 6 metros. Eles são especialmente adequados para medições em grandes reservatórios com vapor de aquecimento, como em áreas de monitoramento de resíduos oleosos e asfalto. 3 Sensores de nível por ultrassom: Os sensores de nível por ultrassom funcionam com base na medição da diferença de tempo entre o envio e o reflexo dos ultrassons, a fim de calcular a altura do nível do líquido. Eles são fáceis de instalar e oferecem grande flexibilidade. No entanto, são suscetíveis às perdas de energia durante a propagação dos ultrassons. Por isso, não são adequados para ambientes onde há absorção de ondas ultrassônicas, como em situações com espuma, poeira ou vapor. 4 Sensores de nível a pressão estática. O princípio de funcionamento desses sensores é a medição da pressão, que é obtida por meio da instalação de um sensor de pressão na parte inferior. A conversão para altura do nível líquido tem a vantagem de não ser afetada pela altura da superfície do líquido. No entanto, quanto maior a altura, maior precisa ser a precisão do sensor de nível. É necessário realizar calibrações após uso prolongado ou quando há troca do líquido. É amplamente utilizado em áreas de monitoramento como abastecimento e escoamento de água em cidades, tratamento de esgoto, reservatórios, rios e oceanos. 5 Sensores de nível com esfera flutuante: Esses sensores medem as variações no nível do líquido por meio da subida e descida da esfera flutuante. Trata-se de um método de detecção mecânica, cuja precisão é baixa quando se repetem as medições. Eles não são adequados para líquidos viscosos ou que contenham impurezas, pois podem causar o entupimento da esfera flutuante. Os sensores de nível a base de esfera flutuante têm uma ampla gama de aplicações e são econômicos e práticos. São frequentemente utilizados em áreas como poços de coleta de água, tanques de combate a incêndios e tratamento de esgoto. No entanto, não são adequados para uso em áreas relacionadas à higiene alimentar. Interruptor de nível por vibração de diapasão – O interruptor de nível por vibração de diapasão é amplamente utilizado em sistemas de controle industrial, sendo adequado para quase todos os campos de monitoramento de líquidos. Por exemplo, o monitoramento contínuo do nível de líquidos em tanques de resfriamento e tanques de lubrificante nas fábricas. O princípio é o seguinte: quando um líquido ou material granular preenche as duas forquilhas vibratórias, a frequência de ressonância muda. Com base nessa mudança de frequência, é gerado um sinal de comutação. A saída é em formato de sinal digital; não é possível medir a altura de forma contínua. Há também a medição por refração óptica-eletrônica, na qual uma fonte de luz é emitida internamente no sensor. Essa luz é refletida completamente pela resina transparente até o receptor do sensor. No entanto, ao encontrar a superfície do líquido, parte da luz é refratada para dentro do líquido. Assim, o sensor detecta a redução na quantidade de luz que é refletida de volta, permitindo assim o monitoramento do nível do líquido. O método de refração fotoelétrica é aplicável apenas à medição do nível de líquidos transparentes. Compreendendo os princípios de medição dos vários sensores de nível mencionados acima, e considerando as propriedades e o estado do líquido que se deseja medir, podemos escolher adequadamente o sensor de nível mais adequado.