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Experimentos com Sensores de Nível de Água: Análise e Aplicação, Notas de aula de Mecatrônica

Um conjunto didático de experimentos relacionados a sensores de nível de água. Ele aborda o objetivo, materiais utilizados, introdução teórica e procedimentos para realizar as experiências. O documento também inclui uma situação de problema relacionada a um sistema de abastecimento de água em um prédio e a solução utilizando circuitos comparadores.

Tipologia: Notas de aula

2013

Compartilhado em 29/10/2013

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Conjunto Didático de Sensores – Parte experimental 61
14 - Controle de nível de fluido (água)
Objetivo;
- Analisar o funcionamento de um sensor de nível de fluídos (água).
Material utilizado;
- Conjunto didático de sensores (Bit9);
- Kit didático de controle de nível;
- Multímetro digital;
- Água destilada ou filtrada potável.
- Cabinhos de conexão;
Introdução teórica
Os sensores eletrônicos permitem a automação de um sistema de abastecimento de
água em caixas de águas de edifícios.
O sistema automático permite manter o nível de abastecimento de água constante
independente da vazão da água consumida.
O controle de nível é composto por dois reservatórios.
O sensor medidor de nível do fluido está localizado em cada reservatório.
Entre o reservatório superior e o inferior possui uma válvula de escape (dreno)
comandada manualmente.
O reservatório inferior possui uma bomba d´água que transfere líquido do reservatório
inferior para o reservatório superior.
O sensor de nível fornece uma tensão de 0 a 10V proporcional ao nível de líquido do
reservatório.
Recomenda-se a utilização de água destilada para executar a experimentação,
A água destilada não contém elementos químicos que podem oxidar os elementos que
constituem o sistema, tais como bomba d`água, sensores etc.
Sempre que terminar a experimentação, drenar totalmente a água do recipiente e
manter totalmente seco antes de guardar o equipamento.
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14 - Controle de nível de fluido (água)

Objetivo;

  • Analisar o funcionamento de um sensor de nível de fluídos (água). Material utilizado;
  • Conjunto didático de sensores (Bit9);
  • Kit didático de controle de nível;
  • Multímetro digital;
  • Água destilada ou filtrada potável.
  • Cabinhos de conexão; Introdução teórica Os sensores eletrônicos permitem a automação de um sistema de abastecimento de água em caixas de águas de edifícios. O sistema automático permite manter o nível de abastecimento de água constante independente da vazão da água consumida. O controle de nível é composto por dois reservatórios. O sensor medidor de nível do fluido está localizado em cada reservatório. Entre o reservatório superior e o inferior possui uma válvula de escape (dreno) comandada manualmente. O reservatório inferior possui uma bomba d´água que transfere líquido do reservatório inferior para o reservatório superior. O sensor de nível fornece uma tensão de 0 a 10V proporcional ao nível de líquido do reservatório. Recomenda-se a utilização de água destilada para executar a experimentação, A água destilada não contém elementos químicos que podem oxidar os elementos que constituem o sistema, tais como bomba d`água, sensores etc. Sempre que terminar a experimentação, drenar totalmente a água do recipiente e manter totalmente seco antes de guardar o equipamento.

Parte experimental 1 – Ligar a chave do Conjunto Didático de sensores. A chave de acionamento está localizado na lateral direita do kit. 2 – Pegar o kit didático de Controle de Nível , conforme está mostrado na figura a seguir. O sensor de nível utilizado nesta experiência tem como finalidade a compreensão do seu funcionamento. Para um projeto profissional existem no mercado inúmeros tipos e formatos de sensores de nível que podem ser utilizadas em inúmeras finalidades. 3 – Ligar o módulo de controle de nível na tomada, observando com atenção se a chave de seleção 110/220V está compatível com a tensão da rede; 4 – Fechar a válvula de dreno (escape de água) do recipiente superior indicado por caixa dágua A. 5 – Encher o recipiente A (caixa dágua A) com água filtrada até atingir aproximadamente 800ml. 6 – Utilizar um voltímetro com fundo de escala ajustado para medir tensões maiores que 10Volts. Meça a tensão de saída do sensor S1 (recipiente A cheio de a água) ao borne Azul. Tensão com recipiente cheio : _________V. 7 – Fechar a válvula de escape do recipiente B (caixa d`água B). Esta válvula é de esvaziamento do fluído do sistema.

11 – Com base nos resultados das medidas obtidas com os comparadores, montar o circuito para acionar o motor da bomba de a água do sistema de bombeamento de a água do prédio. 12 – Considerando Volt/ml, ou seja 1000ml = 10000 litros dágua total da caixa dágua do prédio. Esquematize um sistema que mantenha a caixa dágua abastecida em aproximadamente 6000 litros de a água. 13 – Utilizar os circuitos comparadores existentes no conjunto de sensores para elaborar o esquemático deste projeto. Faça uma conexão realimentada de forma que o motor ligue ou desligue no nível dágua estabelecida, no caso (6000 litros). 6000 litros = 600ml 1 4 – Montar o circuito elaborado. 1 5 – Observar se o reservatório A (caixa A) está cheia. Caso esteja vazia, conectar a tensão de referência de +10 Volts ao motor da bomba de forma que bombeie a água do reservatório A para B.

Ao terminar a montagem chame o seu instrutor para a verificação e coloque o circuito para funcionar. 14 – Abrir a válvula de dreno 1 (Simulação da vazão de a água consumida). 15 – Observar se o nível de a água do reservatório A ao atingir aproximadamente 600ml o que corresponde a 6000 litros, o motor da bomba inicia a abastecer de a água. 16 – Caso isso não ocorra, reajuste as tensões dos comparadores de forma a obter o resultado esperado. 17 – Fazer uma conclusão descrevendo as características observadas neste experimento. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................