O papel e a seleção de interruptores e medidores de nível em fábricas de cimento!

As matérias-primas, os produtos semiacabados e os produtos acabados utilizados no processo de produção de cimento são geralmente materiais sólidos granulares ou em pó, e a medição de nível abrange diversas situações em fábricas de cimento, como o armazenamento de matérias-primas, carvão pulverizado, cimento e materiais misturados, além de etapas do processo, como a descarga do resfriador de grelha e a descarga do forno vertical. O sensor de nível de material é amplamente utilizado em fábricas de cimento, mas, devido à seleção inadequada do projeto, seu uso não é eficaz. Principalmente em empresas de cimento com baixo grau de automação, os proprietários podem ter a ideia equivocada de que o sensor de nível é inútil, chegando até mesmo a eliminá-lo para economizar custos de investimento, recorrendo, em última instância, ao método mais rudimentar de medição manual por inspetores de produção, que realizam inspeções frequentes para evitar o transbordamento dos silos, consumindo muita mão de obra. Portanto, qual é o papel do sensor de nível de material em uma fábrica de cimento? Como selecionar corretamente o tipo adequado para otimizar sua aplicação?

I. O papel do interruptor de nível de material

No armazenamento de materiais em uma moderna fábrica de cimento, o medidor de nível é utilizado para medir a altura real do material no reservatório (silo), enquanto o sensor de nível é utilizado para detectar quando o nível do material está alto. Nesse sentido, o sensor de nível é um instrumento essencial que impede que o reservatório (silo) seja considerado cheio quando o medidor de nível apresenta flutuações imprecisas ou mau funcionamento. Contudo, no processo moderno de fabricação de cimento, que exige um controle de automação cada vez maior, somente a seleção e aplicação adequadas do sensor de nível podem garantir a segurança e a confiabilidade do armazenamento de materiais, bem como a produção contínua e estável.

Em segundo lugar, a seleção do interruptor de nível de material

De acordo com os requisitos do processo de produção, existem vários tipos de dispositivos de medição de nível de material. Um deles é o sensor de nível, que geralmente possui dois pontos de detecção, um para os limites superior e outro para o inferior. Quando a superfície do material atinge o nível predefinido, um sinal de controle é enviado para que o equipamento de alimentação ou descarga execute a ação correspondente. O segundo tipo é a medição contínua do nível de material, que pode ser realizada por meio de medições temporizadas ou sob demanda, para uma compreensão mais precisa da altura da superfície do material em diferentes momentos. Existem diversos tipos de sensores de nível, como os de diapasão, de condutividade por radiofrequência (RF), de resistência rotativa e capacitivos, que são descritos a seguir:

1. Interruptor de nível de diapasão

O sensor de nível tipo diapasão é amplamente utilizado em instalações industriais, apresentando alta resistência à suspensão de materiais, forte sensibilidade e não se incomodando com impactos. O sensor de nível tipo diapasão consiste em um cristal piezoelétrico (oscilador), um circuito eletrônico e o diapasão detector. O diapasão possui uma placa polar com dois grupos de cristais piezoelétricos prensados ​​em suas extremidades. Um grupo atua como elemento de excitação, acionando a vibração do diapasão, enquanto o outro grupo atua como elemento detector, convertendo essa vibração em tensão. Ambos os grupos são conectados à entrada e saída de um amplificador, formando um circuito oscilador. Quando o corpo do diapasão é amortecido pelo material sólido, o oscilador para de vibrar e o relé emite um sinal de acionamento, controlando o nível do material. A presença de partículas grandes entre as duas placas pode afetar a precisão da medição. Portanto, o sensor de nível tipo diapasão é mais adequado para a medição de pós e partículas pequenas, sendo especialmente indicado para a produção de materiais sólidos em fábricas de cimento.

2. Interruptor de nível de condutividade de radiofrequência

O sensor de nível por RF utiliza tecnologia de alta frequência para gerar um sinal de RF de baixa potência na sonda por meio de um circuito eletrônico. Quando o fluido medido cobre o polo de medição da sonda, ocorre uma mudança na reatância entre o polo de medição e o circuito ressonante, desequilibrando o circuito de ponte e interrompendo a geração do sinal de oscilação. O circuito de retorno detecta essa mudança e emite um sinal de alarme. O sinal de oscilação é aplicado ao polo de medição da sonda como um sinal de RF e, simultaneamente, é enviado ao polo de proteção da sonda após passar por um seguidor de tensão 1:1. Dessa forma, os sinais de RF do polo de medição e do polo de proteção possuem o mesmo potencial, a mesma fase, a mesma frequência e são isolados um do outro. O sensor de nível por RF foi desenvolvido com base na medição capacitiva, apresentando vantagens como melhor desempenho anti-suspensão, operação mais confiável e medição mais precisa. Geralmente, os sensores de nível por RF são utilizados em diversos depósitos, silos de resfriadores de grelha, fundos de caçambas e outros equipamentos em fábricas de cimento.

3. Interruptor de nível rotativo

É composto por um motor síncrono, um desconector, uma lâmina e um mecanismo de detecção de sobrecarga. Quando o nível do material a ser medido sobe a ponto de obstruir a rotação da lâmina, o mecanismo de detecção gera um deslocamento rotacional em torno do eixo principal. Esse deslocamento aciona inicialmente um microinterruptor, sinalizando a presença de material e ligando o motor para que ele gire; em seguida, outro microinterruptor aciona o interruptor, sinalizando a ausência de material, e esse estado se mantém enquanto não houver material bloqueando a rotação da lâmina de detecção. O sensor de nível rotativo possui características como estrutura simples, operação confiável e fácil instalação e uso. A estrutura simples, o baixo custo, a operação confiável e a fácil manutenção do sensor de nível resistivo são geralmente utilizados em fábricas de cimento em aplicações como silos de cinzas de coletores de pó e no fundo de elevadores de canecas, e também são comumente usados ​​para detecção de níveis elevados de materiais em silos de pó.

4. Interruptor de nível de material do tipo capacitivo

O princípio do sensor de nível capacitivo baseia-se na formação de um capacitor entre o eletrodo inserido no silo e a parede do mesmo. Quando a variação do nível do material no silo provoca uma alteração na capacitância, o sinal de controle correspondente é obtido através de um circuito conversor. Como a capacitância varia continuamente, o sensor de nível pode ser utilizado para medição contínua de nível ou como sensor de nível com alarme ou sinal de entrada para equipamentos de alimentação e descarga. O sensor de nível apresenta características como baixo custo, ausência de desgaste mecânico, facilidade de instalação e manutenção, entre outras. O sensor de nível capacitivo é utilizado para monitoramento de níveis elevados de materiais em silos de matéria-prima, clínquer e cimento em fábricas de cimento, prevenindo eficazmente a ocorrência de silos cheios devido a mau funcionamento do sensor. Materiais viscosos aderem facilmente à sonda e causam acionamentos incorretos; portanto, o sensor de nível capacitivo não é adequado para esse tipo de material.