A medição de nível utilizando sensores de pressão hidrostática é a solução mais popular para aplicações de medição de nível devido à fácil instalação e uso. No entanto, ao usar um sensor de pressão hidrostática para medir mudanças no nível de enchimento, é essencial calcular corretamente a altura de um vaso a partir do valor da medição de pressão para obter um nível de medição exato.
Cálculo de altura de enchimento utilizando pressão hidrostática
Sob a influência da gravidade, a pressão hidrostática aumenta com o aumento da altura da coluna de líquido, assim com a altura de enchimento do tanque.
Assim, o nível é calculado com a seguinte fórmula:
h = p / (ρ * g)
- p = pressão hidrostática [bar relativa]
- ρ = densidade do líquido [kg/m3]
- g = força gravitacional ou aceleração gravitacional [m/s2]
- h = altura da coluna de líquido
Regra de ouro – Água: h = 1 bar relativa / (1000 kg / m³ * ~ 10 m / s²) = 10 m
Quando o meio for água, pode-se então adotar a regra geral de que uma pressão de 1 bar corresponde a uma altura de enchimento de 10 m.
Essa regra de ouro pode ser utilizada para a escolha e especificação de sondas de nível ou sensores de pressão. Como controle, no entanto, um cálculo mais preciso deve ser realizado, o qual inclui a influência da temperatura na densidade, bem como a força de gravidade dependente da localização no cálculo do nível.
Uma vez que a densidade de um meio pode desviar-se significativamente da densidade da água, esta regra se aplica apenas a líquidos com densidades próximas à água. Assim, por exemplo, com a mesma altura de enchimento de diesel e água, a pressão hidrostática do diesel é muito menor que a da água.
Exemplo – Combustível para motores diesel: h = 0,82 bar relativa / (820 kg / m³ * ~ 10 m / s²) = 10 m
A diferença de densidade, neste exemplo, levou a um erro de medição de cerca de 22%.
Visto que com medição do nível hidrostático em recipientes abertos e tanques, há ventilação constante, ou seja, ocorre uma equalização de pressão entre o gás acima do líquido e o ar ambiente, a pressão do gás suprajacente não deve ser incluída no cálculo do nível. Utilizando transmissores de pressão submersíveis, como o modelo WIKA LH-20, uma versão de cabo especial da sonda de nível, compensa automaticamente a pressão ambiente flutuante fora do tanque aberto e sempre fornece uma medida de nível correta.
Em nossa próxima postagem no blog, vamos explicar o cálculo da altura de enchimento em equipamentos ou tanques fechados e esclarecer o efeito de um gás confinado na medida de nível.
Nota
A WIKA oferece várias soluções para a medição do nível hidrostático. Sua pessoa de contato irá ajudá-lo a selecionar o sensor que é mais adequado para sua aplicação.
Para mais informações sobre esse assunto, acesse nossa plataforma informativa (e inglês) “Hydrostatic level measurement“