Tecnologia Híbrida para Medição de Interface
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interface. Um segundo pico de reflexão é gerado na camada entre óleo e água (interface), onde, da mesma forma, é detetada a distância através do tempo de propagação.
so. Neste artigo, serão tratados dois dos métodos mais frequentemente aplicados para medição de interface e algumas novidades tecnológicas que fazem estes métodos ainda mais eficientes nas mais variadas aplicações.
A qualidade do pico de reflexão é proporcional ao valor da constante dielétrica (DC ou DK em algumas literaturas) do produto. A constante dielétrica é basicamente a capacidade de um produto de armazenar cargas. Quanto maior o valor da constante dielétrica, maior a capacidade do produto refletir a onda eletromagnética, portanto, em produtos com DC muito baixos, as ondas são refletidas com uma qualidade menor, ou até mesmo – em casos extremos – não são refletidas. O menor valor de DC encontrado é o do vácuo (e =1). Alguns radares de onda guiada existentes no mercado já conseguem trabalhar com fiabilidade em produtos com DC a partir de 1,4.
MEDIÇÃO DE INTERFACE POR RADAR DE ONDA GUIADA Um dos métodos para medição de interface é a tecnologia TDR (Time Domain Reflectometer), aplicada em medidores de nível tipo Radar de Onda Guiada, que possibilita a medição tanto do nível total (água+óleo) quanto da interface, simultaneamente. Neste princípio, uma onda eletromagnética é propagada através de uma haste metálica que guia a mesma. Ao encontrar o produto a ser medido, parte desta onda é refletida e retorna ao módulo do instrumento. A distância entre o topo do tanque - onde está instalado o instrumento – e a primeira face de produto é conhecida através do tempo que esta onda levou para percorrer a haste. A partir de então, já é conhecida a primeira variável – o nível total – de óleo, se tomarmos este como exemplo. Parte da onda reflete-se na camada de óleo possibilitando a identificação do nível total. Uma outra parte da onda contínua propaga-se pelo óleo até chegar à
A velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas é conhecida e a sua variação está diretamente ligada ao tipo de meio onde a mesma está a ser propagada. Geralmente, em ar, vácuo e gases não polares, mesmo que pressurizados, esta velocidade é praticamente inalterada. Já em meios líquidos, a propagação através destes, ou até mesmo a reflexão total, depende da constante dielétrica deste meio. Sabemos que a constante dielétrica da água é alta (e ~ 80), neste caso, a energia emitida pelo TDR não a atravessa, sendo toda refletida. Em meios com DC baixa, como o caso do óleo (e ~ 2), parte das ondas continuam a ser propagadas através do meio, porém, como há uma caraterística diferente em relação à constante dielétrica em relação ao ar ou fase gasosa, a velocidade de propagação já não é a mesma. Há um atraso na propagação, gerando a interpretação da distância maior que o real. Como o instrumento simplesmente conta o tempo que a onde levou para ir e voltar, se esta onda começa a propagar-se com veloci-
Figura 1. Separador água-óleo.
INTRODUÇÃO É comum encontrarmos nos mais variados processos industriais, principalmente na extração de petróleo e na indústria química/petroquímica, o comportamento imiscível entre dois produtos líquidos de densidades diferentes, mais conhecido como interface. A diferença de densidade faz o produto mais leve (densidade menor) subir, enquanto o produto mais pesado (densidade maior) permanece na parte inferior do tanque ou recipiente. Um exemplo típico e mais fácil de ser encontrado é a interface entre água e óleo. Neste caso, o óleo, normalmente com densidade menor que a da água, é depositado na parte superior do recipiente. A medição contínua da interface é quase sempre exigida em processos em que existe um controlo de quanto de cada produto há no tanque ou até mesmo para uma simples monitorização remota. Um controlo automático é aplicado, por exemplo, em separadores de água e óleo, onde a água da parte inferior deve ser expelida e o óleo transferido para outra parte do processo. Para medições desta natureza existem algumas técnicas que são aplicadas utilizando tecnologias distintas, cada uma selecionada levando em conta as suas vantagens e desvantagens, de acordo com a necessidade do proces-