Los sensores ultrasónicos envían ondas sonoras que superan el rango audible para el oído humano (más de 20 kHz). Estas ondas sonoras rebotan en la superficie de un objetivo determinado, se repelen del objetivo (por ejemplo, la base de un recipiente que contiene zumo y pasta) y regresan a un transmisor ultrasónico para registrar el flujo y el nivel en el equipo de monitorización.
Los transmisores de nivel ultrasónicos se utilizan para controlar el flujo y el nivel de líquidos en la industria de producción de alimentos. Los métodos para el nivel de integridad de seguridad (SIL) y la instrumentación se diseñan para garantizar la fiabilidad en las pruebas y la certificación en el cumplimiento de la normativa en las industrias de fabricación de líquidos y producción de alimentos.
Medición del nivel de zumo en un recipiente
Los transmisores de nivel ultrasónicos se utilizan para controlar el flujo y el nivel de líquidos en la industria de producción de alimentos. Los métodos para el nivel de integridad de seguridad (SIL) y la instrumentación se diseñan para garantizar la fiabilidad en las pruebas y la certificación en el cumplimiento de la normativa en las industrias de fabricación de líquidos y producción de alimentos.
La ciencia alimentaria ha reconocido el valor del uso de ondas ultrasónicas para la medición y el control seguros y precisos cuando se necesitan sistemas sensoriales para la detección y el control preciso de los niveles de líquidos.
Cómo funcionan los transmisores de nivel ultrasónicos
Transmisor de nivel sin contacto Los impulsos ultrasónicos continuos supervisan los niveles en los recipientes mientras están montados en la parte superior del tanque, por encima de la distancia de bloqueo. Los impulsos viajan a través de la distancia vacía del recipiente, por encima de la superficie del líquido en el tanque, atravesando el líquido (zumo, pasta u otros líquidos acuosos) hasta el fondo del tanque. La distancia recorrida desde el nivel del líquido hasta el fondo del tanque se mide mediante el sensor ultrasónico y el objetivo de detección situado en el fondo del tanque.
El cálculo del tiempo que tarda la señal del pulso ultrasónico en viajar desde el transmisor ultrasónico hasta el objetivo y volver depende de la precisión del estándar de la velocidad del sonido en el ambiente atmosférico. Al dividir el tiempo de recorrido del pulso por dos y multiplicar el resultado por la velocidad del sonido, se obtiene el nivel exacto de zumo en el recipiente.
Fórmula:
Nivel = velocidad particular del sonido en el aire en el entorno de fabricación X retardo de tiempo ÷ 2.
Análisis de peligros y puntos críticos de control (HACCP)
Los fabricantes de alimentos están regulados por las Directrices de aplicación de los principios de la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA). Durante la fabricación y la producción alimentaria de fluidos coloidales, la supervisión de los límites críticos de cada punto de control para prevenir, limitar o reducir los riesgos de seguridad a un nivel aceptable se rige por el Título 21 del Código de Regulaciones Federales (CFR), Parte 120.1(a). Las pruebas de verificación son una parte importante de la validación de la función de seguridad de un instrumento de nivel.
Los instrumentos de nivel, como los conmutadores, los transmisores ultrasónicos, los transmisores de RF, los transductores de presión empotrados y otros instrumentos SIL son sistemas destinados a prevenir y regular la posibilidad de que se produzcan eventos peligrosos. Estos equipos están certificados para detectar una condición de sobrellenado en un recipiente o tanque. Los procedimientos de prueba del usuario final, como las pruebas de nivel o las pruebas parciales de los instrumentos de nivel, para mantener las clasificaciones SIL, evitan fallos de los instrumentos o el desbordamiento de los depósitos, manteniendo los niveles de seguridad adecuados. La norma IEC 61508 proporciona un enfoque sistemático para el diseño y las pruebas de productos en aplicaciones relacionadas con la seguridad. La IEC (Comisión Electrotécnica Internacional) define el SIS (Sistema Instrumentado de Seguridad) y recopila los estándares. El cumplimiento de los requisitos de los instrumentos de nivel se define en el estándar IEC 61508, que se aplica a los fabricantes de productos alimenticios y a los proveedores de productos SIL.
Medición de una altura de líquido discreta única
Los sensores de medición de nivel puntual marcan una condición de nivel de líquido preestablecida en el proceso de fabricación de zumos o pulpas. Estos sensores supervisan las condiciones de sobrellenado, activando una función de alarma alta.
Los sensores de nivel continuo más sofisticados proporcionan una supervisión del nivel de sistemas completos. En lugar de limitarse a supervisar un punto crítico del proceso de producción de zumo, los sensores de detección de interfaz de nivel miden los niveles de líquido dentro de un rango establecido específicamente.
La salida analógica se correlaciona directamente con los niveles de zumo o pulpa en los tanques o recipientes. El sistema puede conectarse a un indicador visual y a un bucle de control de procesos que crea un sistema completo de gestión de la supervisión del nivel.
Medición del nivel con un transductor de presión
El nivel del líquido puede calcularse utilizando un transductor de presión y la siguiente ecuación.
p = h ρ g (1) (N/m 2, Pa, lbf/Pies 2, psf)
donde:
p = presión o ρ = densidad del líquido (kg/m 3, slugs/Pies 3)
h = altura de la columna de fluido, o profundidad en el fluido a la que se mide la presión (m, pulgadas)
y
g = constante gravitacional (aceleración) (9,81 m/s 2, 32,17405 ft/s 2)
La ventaja de los transmisores y transductores OMEGA® en la producción de zumos, la producción de alimentos y la fabricación de líquidos
Interruptores de nivel capacitivos (RF) Si su funcionamiento requiere un sensor de silicio microfabricado diseñado para proporcionar un transductor muy estable con una precisión excepcionalmente alta, ideal para aplicaciones de presión o nivel, la serie sanitaria OMEGA® PX409S-USBH proporciona estabilidad a largo plazo. Nuestra serie sanitaria homologada por 3A está conectada directamente a su PC o a la configuración de su empresa. Viene con un Cable USB estándar para facilitar la configuración y registrar con precisión los datos y trazar rápidamente sus lecturas. El transductor de presión adecuado es resistente y cuenta con un sistema de contención secundario, manómetro y presión absoluta de hasta 600 psi. Instale el transductor de presión en el interior de la parte inferior del recipiente. El manómetro compuesto proporciona de ±10 inH2O a ±15 psi. El manómetro sellado de 100 a 600 psi, el vacío de 10 inH2O a 15 psi y los rangos barométricos incluyen 32 inHg o 1100 Torr.
El software de instalación y funcionamiento se incluye de forma gratuita. Si le gusta el PX409S-USBH, asegúrese de que el interior del recipiente tenga la misma presión que el exterior. Si hay una diferencia de presión dentro del recipiente, es mejor utilizar un transductor de presión diferencial. Cuando el producto, ya sea zumo u otro líquido, contiene pasta o pulpa, es obligatorio utilizar un transductor de presión con lavado. De lo contrario, la pulpa bloqueará este transductor.
De hecho, OMEGA es un proveedor único para todas sus piezas de medición y control de procesos y dispositivos de sistema. Los transductores de presión pueden adaptarse a las especificaciones de los transductores de presión de película fina de alto rendimiento, transductores de presión intrínsecamente seguros y tecnología de silicio de última generación para transductores de silicio microfabricados con presión diferencial húmeda/húmeda. Si su funcionamiento requiere especificaciones que superan nuestros modelos estándar, ofrecemos diseños personalizados para fines generales, diafragmas empotrados, ubicaciones peligrosas, uso industrial pesado, alta precisión y soluciones específicas para montaje en placas de circuito impreso.
Ya sea que su producción de alimentos u otras preocupaciones de fabricación sean la consistencia del nivel, la higiene, la sumergibilidad o cualquier otro fin específico, nuestros ingenieros de diseño pueden satisfacer sus necesidades. Los interruptores de nivel capacitivos (RF) de OMEGA de la serie LVCN6000/7000 son ideales para la detección de niveles bajos y altos, tanto de líquidos como de sólidos.
- Cómo funcionan los transmisores de nivel ultrasónicos
- Análisis de peligros y puntos críticos de control (HACCP)
- Medición de la altura de un solo líquido discreto
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