La medición y supervisión precisas de los niveles de fluidos es una tarea fundamental que exige una cuidadosa consideración a la hora de seleccionar la metodología adecuada para el medio y el recipiente en cuestión. Es esencial elegir un método que se adapte bien a las propiedades físicas del fluido y a las características específicas del recipiente de contención.
En general, existen seis métodos principales para la medición y supervisión del nivel de fluidos. Dado que cada método tiene sus propias ventajas y posibles inconvenientes, es importante evaluar cuál es el más adecuado para la aplicación concreta en cuestión.
Estos métodos varían en cuanto a:
- Precisión
- Idoneidad para diferentes tipos de fluidos
- Facilidad de instalación
- Requisitos de mantenimiento
1. Transmisores de nivel continuo
Sensores de flotador Estos monitores de nivel funcionan utilizando un flotador suspendido en o sobre el fluido desde una varilla, algo así como una varilla medidora, que envía una vibración a través de la varilla hasta un sensor.
Hay dos tipos principales. En los diseños magnetoestrictivos, el flotador lleva un imán que interrumpe el pulso eléctrico enviado por la varilla desde el sensor. Se mide el tiempo de la vibración de retorno (pulso de tensión) y se determina el nivel del flotador.
Los sensores de nivel resistivos utilizan la misma configuración de varilla y flotador magnético; sin embargo, ahora la varilla contiene conmutadores de láminas con resistencias. A medida que el flotador sube y baja, estos conmutadores se cierran y cambian la resistencia del circuito. La resistencia indica la posición del flotador al sensor.
Se puede instalar un segundo conjunto de flotadores y sensores para medir los niveles de dos fluidos diferentes. Por ejemplo, si se desea comprobar si hay fugas de agua en un tanque de almacenamiento subterráneo, se pueden utilizar dos sensores para determinar si un fluido (Aceite) flota sobre un segundo fluido (Agua).
Estas mediciones son precisas. Una ventaja de la medición por flotador es su precisión en medios espumosos. Las tecnologías sin contacto, como los ultrasonidos, pueden dar lecturas falsas en estas condiciones.
Sin embargo, el hecho de requerir contacto conlleva inconvenientes. Es posible que no desee entrar en contacto con el medio. Es posible que los materiales de la varilla o los flotadores no sean compatibles con el medio. Los problemas de temperatura y flotabilidad pueden alterar la precisión de los resultados. Por último, el desplazamiento de los flotadores y las varillas en recipientes mucho más pequeños puede dar lugar a resultados imprecisos.
Los transmisores de nivel de flotador continuo son adecuados y precisos para aplicaciones más comunes.
2. Transmisor de presión diferencial
Transductores de presión Ampliamente utilizados en muchas aplicaciones, los transmisores de presión diferencial pueden utilizarse para determinar los niveles de fluido mediante la determinación de la diferencia de presión entre el puerto de baja presión y el puerto de alta presión en su configuración habitual.
La diferencia de presión se convierte en una señal de salida que se calibra para indicar el nivel de fluido.
3. Celdas de carga
Celdas de carga Una célula de carga es una técnica transductora que mide el peso, una fuerza mecánica o una carga, y crea una señal de salida que transmite datos para ser extrapolados a un nivel de fluido.
Estas tecnologías van desde las más económicas y disponibles en el mercado hasta las diseñadas a medida, y desde las con instalación sencilla hasta las más complicadas. Su aplicación determinará la idoneidad y la rentabilidad.
La monitorización de fluidos suele ser de baja complejidad. La fuerza es unidireccional, estática y repetitiva.
Se aplican las variaciones de temperatura y los problemas de las tecnologías de contacto.
4. Transmisores de nivel por radar
Sensores de radar de onda guiada El radar es un método sin contacto que consiste en hacer rebotar un pulso electromagnético en la superficie de un fluido y medir el tiempo que tarda el pulso en volver al sensor.
The quicker the pulse returns, the higher level the fluid.
Cuanto más rápido vuelve el pulso, mayor es el nivel del fluido. La medición sin contacto tiene las ventajas de que las características del medio no son tan restrictivas. Sin embargo, el radar funciona mejor en recipientes metálicos. El recipiente puede restringir el uso de esta tecnología para determinados medios.
Por ejemplo, los medios altamente corrosivos no se almacenarían en un recipiente de acero. Por esta razón, el radar puede no ser la mejor opción.
La tecnología de detección por radar requiere cierto tiempo de instalación. Es necesario instalar el software para poder calibrar el equipo.
La calibración elimina los ecos falsos del interior del recipiente.
Estas restricciones y calibraciones implican otro problema con el radar: la portabilidad. Si su aplicación requiere medir muchos depósitos o un fluido más denso por debajo de un nivel flotante, es posible que el radar no sea la mejor opción.
Los sensores de radar se pueden utilizar cuando los materiales del proceso son inflamables o contaminados y cuando la composición o la temperatura del espacio de vapor varía. Por ejemplo, una cuba de una fábrica de cerveza, donde las características del aire en el recipiente van a cambiar a medida que la levadura actúa para liberar más CO2, formando una capa de espuma. En esta aplicación, ningún otro tipo de sensor va a funcionar.
5. Capacitancia de radiofrecuencia (RF)
Conmutadores de nivel de punto único de capacitancia RF La tecnología RF utiliza las características eléctricas de los condensadores en un recipiente para trazar los contornos de la superficie. Sí, los contornos.
Esta tecnología, por lo tanto, se puede utilizar para determinar los niveles de gránulos, lodos e incluso fluidos con diferentes densidades.
El aparato es similar a la sonda de nivel de flotador continuo. En lugar de colocar imanes, la pared del recipiente suele servir como segundo conductor. Este método define el área de interés, el interior del recipiente, compartida por los dos conductores. El volumen se definirá en última instancia como la suma de estas áreas a lo largo de la sonda.
La tecnología se basa en la capacitancia eléctrica, es decir, la capacidad de un conductor para almacenar una carga eléctrica, que existe entre dos conductores. Esta capacitancia también se ve afectada por el medio, el fluido o material no conductor que se va a medir.
El aire tiene un efecto mínimo sobre la capacitancia de la sonda y la pared del recipiente. Los diferentes fluidos y materiales tienen características aislantes relativamente altas.
A medida que la sonda mide un aumento de las propiedades aislantes en comparación con el aire, señala la presencia de fluido o material en ese nivel. También señala la cantidad relativa de propiedad aislante, lo que podría indicar una distribución desigual en la superficie.
Una desventaja de utilizar esta tecnología es la acumulación de fluido en la sonda. Sin un mantenimiento y una limpieza adecuados, pueden producirse lecturas de nivel falsas.
Es importante configurar la sonda y el recipiente correctos para la aplicación. Hay diseños personalizados disponibles que se adaptan a su aplicación.
6. Sensores y transmisores ultrasónicos de nivel de líquido
Transmisor de nivel ultrasónico Al igual que los radares, los sensores ultrasónicos son menos sensibles a las características del medio y a la construcción del recipiente. Se trata prácticamente de una tecnología de apuntar y disparar para niveles de fluidos en la que basta con una lectura.
Al tratarse de una tecnología sin contacto, se pueden medir fácilmente ácidos, productos químicos de impresión e incluso aguas residuales.
Las lodosidades y los fluidos espumosos pueden reducir la precisión de esta tecnología si no se diseña un proceso más sofisticado para la recopilación de datos.
¿Qué es un anemómetro y qué mide? Introducción a la medición de la velocidad del aire