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Sensores para medidores de nível

Quando se fala em sensoriamento, de fato vêm à mente os eternos conceitos de medição. Esse é um evento pelo qual o instrumento deve deixar marcas imperceptíveis no ambiente avaliado. Assim, voltímetros devem apresentar impedância muito elevada para o circuito, já os amperímetros devem oferecer impedância infinitesimal, de modo a não alterar a correlação das correntes presentes no circuito medido. De um modo semelhante, o medidor de nível deve proporcionar variação reduzida sobre o reservatório ou canal monitorado: são os chamados processos não-invasivos. Caso o medidor de nível resulte efetivamente invasivo, deve ser considerado nos cálculos, no tocante à capacidade deslocada. E mais: deve-se considerar que fluidos podem ser corrosivos ou abrasivos, o que significa que o medidor deve resistir ao produto monitorado, não contaminando-o, nem sofrendo desgaste que encurte sua vida útil.

Técnicas viáveis para implementar medidor de Nível

A medição de nível aplica-se geralmente a líquidos, mais raramente a granéis ou pós. Estes últimos proporcionam medição problemática, pois os granéis não se nivelam com facilidade, o que implica uma instrumentação em múltiplos pontos, ou o convívio com margens de erro elevadas. Já os líquidos têm tendência ao nivelamento com a gravidade, de modo que a amostragem num único ponto praticamente representa o reservatório todo.
As técnicas mais intuitivas são as invasivas, implicando imersão no líquido. Um dos mais tradicionais é a boia (também conhecida como flutuador), à qual pode ser atrelado o cursor de um reostato. Vale afirmar que, em sendo o líquido corrosivo, componentes resistentes ao mesmo passam a ser condição essencial.
Os medidores por imersão podem ser também capacitivos: apresentando o líquido uma característica dielétrica diferenciada, é possível estimar a cota do fluido a partir da variação de capacitância observada.
Um dos processos mais perfeitos para medição do nível tem a ver com a pressão da coluna de líquido, que cresce linearmente com a profundidade. Assim um medidor de pressão baseado em sensor extensométrico pode oferecer precisão igual ou melhor que 0,25% do fundo de escala.
O processo que adota transcepção de ultrassom viabiliza um medidor de nível não invasivo. Consiste de um transmissor (acústico) operante na faixa de ultrassom, e de um microfone sensível a esta faixa. Periodicamente, o falante envia um pulso de ultrassom, e tão logo esse pulso tiver se encerrado, o microfone fica no aguardo do eco proveniente da superfície líquida, enquanto dispara um contador de tempo. Tão logo o eco retornar, o circuito ainda pode conferir a duração do mesmo, contar o tempo cronometrado, multiplicar esse valor pela velocidade do som, e dividir o resultado por dois, uma vez que foi cronometrada a ida e a volta, correspondendo a duas vezes o trajeto; isto feito, a distância obtida deve ser subtraída da cota do sensor em relação ao fundo do reservatório, resultando então a profundidade desejada.
Um princípio similar viabiliza medidor de nível ótico. Em lugar da fonte de ultrassom, é posta uma fonte de luz ou um emissor LASER, e em lugar do sensor acústico é colocado um sensor de luz. Mesmo para a gigantesca velocidade da, o circuito consegue medir o intervalo entre a emissão e a recepção, resultando uma leitura bastante precisa. Ao se multiplicar o período lido pela velocidade da luz, encontra-se a distância do sensor até a superfície líquida, porém em dobro. A partir daí, o cálculo segue uma rotina similar à do Medidor de nível acústico.