Modo de funcionamento e tecnologia de medição de nível e sensores de nível de enchimento

Um elétrodo integrado na ponta do sensor forma um capacitador em conjunto com o ambiente. O meio determina o valor da capacitância com base na sua constante dielétrica (valor DK) e forma um circuito ressonante com a ajuda de uma bobina no sistema eletrônico do sensor. Dependendo da frequência de ressonância medida e dos limiares de comutação programáveis, o sinal de comutação do sensor é acionado.

Os sensores de nível limite de aplicação universal da série CleverLevel detectam todos os meios, independentemente de serem sólidos, líquidos ou adesivos, tornando-os a alternativa inteligente aos garfos de equilíbrio.

Em princípio, o sensor capacitivo de nível de enchimento funciona como um capacitador aberto. É formado um campo elétrico entre o elétrodo de medição e o elétrodo GND. Se um material com uma constante dielétrica r superior ao ar penetrar no campo elétrico, a capacitância do campo aumenta dependendo do r deste material. O sistema eletrónico mede este aumento da capacidade, o sinal gerado é avaliado no processamento do sinal subsequente e, se a magnitude for adequada, resulta na comutação da saída.

O princípio de funcionamento dos sensores óticos de nível de enchimento baseia-se na alteração do ângulo limite para a reflexão total, dependendo de se a ponta do sensor está rodeada por líquido ou ar. Se a ponta do sensor estiver rodeada por um líquido, o feixe de luz é desviado para o líquido e a saída do sensor muda o seu estado de comutação. O meio líquido pode ser eletricamente condutor, turvo ou transparente.

Os sensores de nível de enchimento para montagem de mangueira/tubo ascendente funcionam segundo um princípio semelhante, mas sem contato com o meio. No estado sem líquido, a luz emitida atinge diretamente o receptor. Se entrar líquido na área de detecção, parte da luz emitida é desviada de modo a que menos luz atinja o receptor. Esta alteração da luz pode ser avaliada em conformidade pelo sensor.

O princípio de medição dos sensores potenciométricos de nível de enchimento funciona com a alteração da relação de tensão entre a haste de medição do sensor e a parede de metal do tanque a ser enchido. Através do líquido gera-se um campo de fluxo elétrico, formado pela sua condutividade elétrica e pela propriedade capacitiva. A sonda de medição torna-se assim um divisor de tensão em que a relação entre as duas tensões se altera em função do nível de enchimento. A relação entre as duas tensões é proporcional ao nível de enchimento. Simplificado, o sistema de sonda e líquido pode também ser considerado como um potenciômetro, em que uma alteração do nível de enchimento corresponde à rotação de um potenciômetro normal.

O princípio de medição dos sensores hidrostáticos de nível de enchimento baseia-se numa medição de pressão, em que a célula de medição do transdutor de pressão mede a pressão do meio de enchimento no fundo do reservatório e calcula assim o nível de enchimento correspondente. Por ação da gravidade, a pressão hidrostática aumenta à medida que o nível de enchimento no reservatório sobe.

Sensores ultrassom são baseados no tempo de funcionamento medido do sinal ultrassónico. Eles enviam ondas sonoras de alta frequência para a superfície do meio a ser medido. Os meios podem ser líquidos, granulados ou em pó. Objetos transparentes e outros oticamente difíceis de detectar são manifestamente detectados com sensores ultrassom.
Nos sensores ultrassom para medição contínua de nível, o valor de distância medido do sensor até à superfície do meio é emitido como um valor de tensão. A corrente de saída ou a tensão de saída é proporcional ao nível de enchimento ou à distância da superfície do meio.