Qual a diferença entre um interruptor de nível térmico e um óptico?

Quando se trata de medição e controle de nível em diversas aplicações industriais, as chaves de nível desempenham um papel crucial. Entre os diferentes tipos de chaves de nível disponíveis no mercado, as chaves de nível térmicas e ópticas são duas escolhas populares. Como fornecedor de interruptores de nível, sou frequentemente questionado sobre as diferenças entre estes dois tipos de interruptores. Nesta postagem do blog, irei me aprofundar nos detalhes das chaves de nível térmico e óptico, destacando seus princípios de funcionamento, vantagens, desvantagens e aplicações típicas.

Princípios de Trabalho

Interruptor de nível térmico

Um interruptor de nível térmico opera com base no princípio da transferência de calor. Consiste em um elemento de aquecimento e um sensor de temperatura. Quando o interruptor está no ar, o elemento de aquecimento aquece o ar circundante e o sensor de temperatura detecta esse aumento de temperatura. No entanto, quando o interruptor entra em contacto com um líquido, o líquido conduz o calor para longe do elemento de aquecimento de forma mais eficiente do que o ar. Isso causa uma diminuição na temperatura detectada pelo sensor. O interruptor então usa essa mudança de temperatura para determinar a presença ou ausência do líquido.

O projeto básico de uma chave de nível térmico é relativamente simples. O elemento de aquecimento e o sensor de temperatura geralmente ficam alojados em uma sonda, que é inserida no tanque ou recipiente onde o nível precisa ser monitorado. A chave pode ser configurada para acionar um alarme ou sinal de controle quando a mudança de temperatura indicar que o nível do líquido atingiu um determinado ponto.

Interruptor de nível óptico

Uma chave de nível óptico, por outro lado, funciona segundo o princípio da reflexão da luz. Normalmente consiste em um LED infravermelho e um fotodetector. Quando o interruptor está no ar, a luz do LED é refletida de volta para o fotodetector em um determinado ângulo. Entretanto, quando a chave é submersa em um líquido, o índice de refração do líquido altera o ângulo de reflexão da luz. Como resultado, menos luz é refletida de volta ao fotodetector. O switch detecta essa mudança na quantidade de luz refletida e a utiliza para determinar a presença ou ausência do líquido.

As chaves de nível óptico podem ser projetadas em diferentes configurações, como feixe direto e tipos reflexivos. Em uma chave de nível óptica de feixe direto, o LED e o fotodetector são colocados em lados opostos do tanque ou recipiente. A luz do LED passa pelo líquido e o fotodetector mede a intensidade da luz. Em uma chave de nível óptico reflexiva, o LED e o fotodetector são colocados no mesmo lado e a luz é refletida na superfície do líquido.

Vantagens e Desvantagens

Interruptor de nível térmico

Vantagens

• Simples e confiável: Os interruptores de nível térmico têm um design relativamente simples, o que os torna confiáveis ​​e fáceis de instalar. Não possuem partes móveis, o que reduz o risco de falha mecânica.
• Ampla gama de aplicações: Eles podem ser usados ​​em uma variedade de líquidos, incluindo água, óleo e produtos químicos. Eles também são adequados para aplicações onde o líquido tem alta viscosidade ou contém sólidos.
• Insensível à espuma e ao vapor: Os interruptores de nível térmico não são afetados por espuma ou vapor, o que os torna ideais para aplicações onde estas condições estão presentes.

Desvantagens

• Tempo de resposta lento: O tempo de resposta dos interruptores de nível térmico pode ser relativamente lento, especialmente quando o líquido tem baixa condutividade térmica. Isto pode ser uma limitação em aplicações onde é necessária uma resposta rápida.
• Faixa de temperatura limitada: Os interruptores de nível térmico são sensíveis a mudanças de temperatura e seu desempenho pode ser afetado por temperaturas extremas. Eles normalmente são projetados para operar dentro de uma determinada faixa de temperatura.

Interruptor de nível óptico

Vantagens

• Tempo de resposta rápido: As chaves de nível óptico possuem um tempo de resposta rápido, o que as torna adequadas para aplicações onde é necessária uma detecção rápida do nível do líquido.
• Alta Sensibilidade: Eles são altamente sensíveis a mudanças no nível do líquido e podem detectar até mesmo pequenas quantidades de líquido.
• Medição sem contato: As chaves de nível óptico podem fornecer medições sem contato, o que é útil em aplicações onde o líquido é corrosivo ou perigoso.

Desvantagens

• Sensível à Contaminação: As chaves de nível óptico podem ser afetadas por contaminação na superfície do sensor, como sujeira, poeira ou óleo. Isso pode reduzir sua sensibilidade e precisão.
• Limitado a líquidos transparentes: Eles normalmente são projetados para uso com líquidos transparentes, pois líquidos opacos ou altamente coloridos podem absorver ou espalhar a luz, dificultando a detecção do nível do líquido pelo switch.

Aplicações Típicas

Interruptor de nível térmico

• Controle de nível da caldeira: Os interruptores de nível térmico são comumente usados ​​em aplicações de caldeiras para monitorar o nível de água. Podem ser utilizados para evitar que a caldeira fique seca ou transborde.Interruptor de nível da caldeira
• Monitoramento do nível do tanque: Eles também são usados ​​em tanques para monitorar o nível de líquidos como água, óleo e produtos químicos. Eles podem ser usados ​​para disparar um alarme quando o nível do líquido atinge um determinado ponto.
• Controle da bomba: Os interruptores de nível térmico podem ser usados ​​para controlar o funcionamento das bombas. Eles podem ser configurados para ligar ou desligar a bomba quando o nível do líquido no tanque atingir um determinado nível.

Interruptor de nível óptico

• Indústria de Alimentos e Bebidas: Os interruptores de nível óptico são amplamente utilizados na indústria de alimentos e bebidas para monitorar o nível de líquidos como leite, suco e cerveja. Eles são adequados para aplicações onde a higiene é importante, pois podem fornecer medições sem contato.
• Indústria Farmacêutica: Também são utilizados na indústria farmacêutica para monitorar o nível de líquidos em tanques e recipientes. Eles podem ser usados ​​para garantir a dosagem precisa de líquidos e evitar enchimento excessivo.
• Indústria de Semicondutores: Os interruptores de nível óptico são usados ​​na indústria de semicondutores para monitorar o nível de produtos químicos e solventes. Eles podem ser usados ​​para garantir o funcionamento adequado do equipamento e evitar danos aos wafers semicondutores.

Conclusão

Concluindo, as chaves de nível térmicas e ópticas são dois tipos diferentes de chaves de nível com seus próprios princípios de funcionamento, vantagens e desvantagens. A escolha entre os dois depende dos requisitos específicos da aplicação, como o tipo de líquido, o tempo de resposta, a sensibilidade e as condições ambientais. Como fornecedor de chaves de nível, posso fornecer conhecimento e orientação para ajudá-lo a selecionar a chave de nível certa para sua aplicação.

Se você estiver interessado em adquirir interruptores de nível ou tiver alguma dúvida sobre nossos produtos, não hesite em nos contatar para uma discussão detalhada. Estamos comprometidos em fornecer interruptores de nível de alta qualidade e excelente atendimento ao cliente.

Referências

• "Manual de Medição de Nível", da Endress+Hauser
• "Manual de Automação Industrial", da Rockwell Automation