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Projeto e desenvolvimento de sensor óptico para detecção do nível de preenchimento de tanques e reservatórios para líquidos e gases liquefeitos, sem peças móveis

Resumo

O presente projeto de pesquisa e desenvolvimento tem como objetivo a construção de um protótipo de um novo dispositivo para medição por meios ópticos, do nível de preenchimento de tanques e reservatórios para líquidos e gases liquefeitos sem a utilização de peças móveis para aplicações gerais, estacionárias ou não, industriais, químicas, em veículos, na construção. A medição do nível de um líquido pode ser feita de muitas maneiras diferentes, existe farta disponibilidade de tecnologias como a eletrônica, a ultrassônica, a magnética, a pneumática, a óptica, e outras. Através de dispositivos específicos que utilizam essas tecnologias conseguem-se medições com variados graus de precisão, confiabilidade e segurança. Isso pode ser comprovado pelo grande número de patentes depositadas relacionadas diretamente ao tema. Fenômenos físicos tais como efeito Hall, Snell-Descartes, Campo Evanescente, Ultrassom, entre outros, têm grande potencial de aplicabilidade, mas podem depender de sofisticados e dispendiosos equipamentos e sistemas de interpretação. Os custos e a complexidade de construção e configuração exigidas para seus funcionamentos adequados são fatores importantes para a não utilização massiva destes dispositivos. Atualmente a maioria dos dispositivos sensores e indicadores da quantidade de um líquido contido dentro de um reservatório ou tanque, é caracterizada por montagens compostas de um elemento flutuador preso a uma haste que altera o ponto de contato em um resistor variável de acordo com a posição deste flutuador. Esta variação da resistência elétrica, proporcional ao deslocamento do flutuador, altera a corrente do mostrador indicando o nível do líquido armazenado dentro do tanque ou reservatório. Esta indicação pode ocorrer em um galvanômetro, em um display eletro-eletrônico, etc. Estes projetos têm limitações como, por exemplo, a mudança da flutuabilidade pela alteração da densidade do flutuador, pela absorção de porções do líquido ou deformações mecânicas, o que muda sua posição relativa. Podem-se citar também como outras limitações: a degradação e alteração da massa da haste por interações químicas entre o líquido e o material de que é feita; sua deformação por batidas ou esforços mecânicos. O fato da indicação do nível não ser linear na maioria dos casos; o fato do valor da resistência elétrica poder variar com o desgaste provocado pelo atrito dos contatos, etc., podem ocasionar erros na leitura. A tecnologia óptica pode ser considerada como um dos métodos mais seguros de se aferir níveis de líquidos classificados. Uma fonte luminosa e um detector sensível à luz podem ser instalados do lado de fora de um tanque ou reservatório e o percurso da luz até e/ou, dentro do reservatório pode ser definido por componentes ópticos intrinsecamente seguros como fibras ópticas, guias de luz, prismas, lentes, e outros, moldando e direcionando um feixe de energia inócuo ao meio. O sensor proposto neste projeto, possibilita a utilização de materiais resistentes a ataques químicos desde que consideradas as propriedades ópticas inerentes ao seu princípio de funcionamento que será apresentado neste projeto de pesquisa. (AU)

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