Respostas dos Exerc Exerc í cios – Capí tulo 7 1) Conceitue medida de nível contínua e medida de nível discreta. Resposta:
Medida de nível contínua, como o próprio nome diz, é a medida toma tomada da na unid unidad ade e de tem empo po,, em que que o moni monito tora rand ndo o do processo é feito em tempo integral. Medida de nível discreta é o tipo de medida utilizado quando se necessita de informações especícas apenas em determinados pontos, tais como limites m!"imos e mínimos. #) $"pl $"pliq ique ue o prin princí cípi pio o da mediç mediç%o %o de nível nível por por elet eletrrodos odos de contato e cite suas limitações de uso. Resposta:
& sistema sistema de mediç%o mediç%o de nível por contatos contatos de eletrodos eletrodos 'aseia( se no princípio da variaç%o da resistncia de um condutor em funç%o do seu comprimento. *ó pode ser usado em tanques com +uidos condutores. *e o tanque for met!lico, pode ser utilizado somente um condutor que é imerso no +uido, sendo o tanque a outra fonte condutora. *e o tanque for n%o condutor, ent%o, s%o utilizados dois condutores imersos. variaç%o do comprimento do condutor se d! em funç%o do nível do +uido. -) Co Cons nsid ider ere e dois tanqu tanques es que util utiliz izam am o princí princípi pio o de mediç% mediç%o o por capacitncia e contm a mesma su'stncia armazenada. /or meio das equações o'ten0a o valor da capacitncia C a, considerando os seguintes valores Capacitor cil í í ndrico
Dimens ões da Sonda a 2 -mm ' 2 #3mm 4 2 5m Ca26 7esposta 15#,#5 Coulom'
Capacitor de placas paralelas
2 8m# 425m Ca26 7esposta 19,8 Coulom'
2 9,935198919"1:(1# C#;<.m# =r ou v!cuo) (11 # # 12 #,>3#3>-535"1: C ;<.m =?leo de &liva) 0 2 #m :
Solução:
Capacitncia do tanque com capacitor cilíndrico
− C a ⋅ ln( ' ) + # ⋅ π ⋅ ε : ⋅ 4 a 0= − ⋅ π ⋅ ε : ⋅ ( ε1 − 1) # 1
Ca
# ⋅ π ⋅ ( ε ( 4 − 0) + ε ⋅ ε ⋅ 0) : : 1 = ' ln a
=8.1)
=8.#)
Ca
# ⋅ π ⋅ (9,93519819"1:−1# ( 5 − #) + 9,93519819"1:−1# ⋅ #,>3#3>-5"1:−11 ⋅ #) = #3 ln
Ca
= 1,--31"1:−11
=8.5)
Capacitncia do tanque com capacitor de placas paralelas 0=
ε ⋅ (− C a ⋅ 4 + ε: ⋅ ) − 1 C a ⋅ ( ε1 − 1)
=8.3)
/ondo o Ca em evidncia Ca
ε1 ⋅ ε : ⋅ = 0( − ε1 + 1) + ε1 ⋅ 4
=8.>)
#
Ca
=
#
−11 C −1# C # ⋅ ⋅ #,>3#3>-5"1: 9,93519819"1: 8m # #
3#3>-5"1: ⋅ 5m #m − #,>3#3>-5"1: # #
=8.8)
Ca
= 9,##:#"1:−##
4) @m medidor de nível por empu"o foi instrumentado por straingauges. Considere os seguintes valores e determine o valor da
deformaç%o o'tida pelo strain(gauge =+uido com 25A3:<;m-). Bimensões do m'olo B2 3:mm 0 2 1,3m =nível do +uido2comprimento su'merso do m'olo) arra instrumentada a21::mm '2 #:mm l2 1,3m $2 #,:>9"1:11<;m#
Solução:
ε=
D$ ⋅ 4 #
> ⋅ $ ⋅ '⋅ a
=
0⋅
(3:"1:- m) # ⋅ 5A3: < 1,3m ⋅ π ⋅ 5 m
⋅ γ ⋅ 4 = # 11 > ⋅ $ ⋅ '⋅ a > ⋅ #,:>9"1:
< #
m
⋅ #:"1:−- m ⋅ (1::"1:−- m)
=8.9
ε = 1,183"1:−A
=8.A)
#
5) $"plique o princípio de funcionamento de uma célula do tipo d;p C$44. Resposta:
célula d;p C$44 mede a press%o e"ercida por um líquido, utilizando para tal um transmissor de células de press%o diferencial . $sse transmissor ir! transmitir quer um sinal pneum!tico, quer um sinal eletrEnico a um indicador distante. press%o 0idrost!tica e"erce uma força contra um diafragma de aço da cmara de press%o =F), sendo este equili'rado contra a press%o atmosférica da cmara de press%o inferior =4). Gualquer desequilí'rio é detectado pelo transmissor que contém um amplicador que enviar! um sinal em proporç%o direta ao nível no tanque. 3) $"plique o princípio de mediç%o de nível por cai"a de diafragma fec0ada. Resposta:
) $m se tratando de mediç%o de nível por radiaç%o, e"plique o que signica o termo I meia-vida” e por que as fontes de radiaç%o nesse sistema utilizam o césio = 1-8Cs). Resposta:
Meia(vida é o termo designado para fazer referncia a um isótopo radioativo que, ao se desintegrar, perde meia. Guando um isótopo se desintegra, perde força. & tempo que um isótopo demora a perder metade da sua força é c0amado de meia(vida. meia(vida do co'alto >: é 3,- anos, o que é reduzido. o longo de pouco tempo a fonte teria pouca força e aca'aria por ser su'stituída ao m de mais ou menos 3 anos. Jal fato tornaria e"tremamente dispendiosa a utilizaç%o deste princípio de mediç%o.
& césio K! n%o tem este pro'lema. meia(vida dele é -- anos. $ste tempo é suciente para que a fonte esteKa 'em forte durante v!rios processos, Kusticando assim seu alto investimento inicial. 8) & que é cmara de ionizaç%o e como funciona6 Resposta:
cmara de ionizaç%o é um detector de nível contínuo, confeccionada a partir de um tu'o met!lico com 5 a > polegadas de dimetro e"terno contendo um g!s pressurizado a v!rias atmosferas. @ma pequena voltagem de polarizaç%o é aplicada a um grande eletrodo, que se encontra dentro da cmara de ionizaç%o "o e concntrico a esta. o mesmo tempo que a energia dos raios gama atinge a cmara, um sinal muito pequeno =medido em pico(amperes) é detectado enquanto o g!s é ionizado. $ssa corrente que é proporcional H quantidade de radiaç%o gama rece'ida pelo detector é amplicada e transmitida como um sinal de mediç%o de nível.
9) @m tanque de armazenamento com 42 >m tem seu nível
controlado por ultra(som. *a'endo que o aparel0o é montado no topo do tanque e o nível 0 detectado de su'stncia contida nele é de 5m, calcule o tempo t que a onda sonora leva de sua saída na fonte até sua recepç%o que se encontra no mesmo aparel0o =velocidade do som 2 -5-m;s).
Solução:
v=
ρ
0=4
− t⋅
=8.1:)
ρ
= 4 − t⋅ v → t =
4
−0 v
=
>m − 5m -5-m ; s
= 3,:9-"1:−- s =8.11)
1:) $"plique o princípio de operaç%o do sistema de mediç%o de nível por vi'raç%o. Resposta:
$ste princípio de mediç%o utiliza(se de dois osciladores piezelétricos "ados dentro de um tu'o, gerando vi'rações nesse tu'o H sua freqLncia de res(sonncia. freqLncia ressoante do tu'o varia de acordo com a sua profundidade de imers%o na su'stncia líquida ou sólida armazenada. @m circuito /44 é utilizado para acompan0ar essas vi'rações e aKustar a freqLncia aplicada ao tu'o pelos osciladores piezelétricos. medida do nível 0 é o'tida em funç%o da freqLncia de saída do oscilador quando o tu'o est! em ressonncia.
