Tipos de instrumentos de medición de nivel

Uno de los principios fundamentales que subyacen a la medición de nivel industrial es que los diferentes materiales y las diferentes fases del mismo material tienen densidades diferentes. Esta ley básica de la naturaleza puede utilizarse para medir el nivel mediante la presión diferencial (la que hay en el fondo del depósito en relación con la del espacio de vapor o con la presión atmosférica) o mediante una coma flotante o un desplazador

que depende de las diferencias de densidad entre las fases. La medición de nivel basada en la medición de la presión también se conoce como medición hidrostática de tanques (HTG).

Funciona según el principio de que la diferencia entre las dos presiones (d/p) es igual a la altura del líquido (h, en

pulgadas)

multiplicada por la gravedad específica (SG) del fluido (véase la figura 7-1): d/p=h(SG) Por definición, la gravedad específica es la densidad del líquido dividida por la densidad del agua pura a 68 °F a presión atmosférica. Un manómetro o una célula d/p pueden proporcionar una indicación del nivel (con una precisión superior al 1 %) en amplios rangos, siempre que la densidad del líquido sea constante. Cuando se utiliza una célula d/p, se cancelan los efectos de las variaciones de la presión barométrica, ya que tanto el líquido del tanque como el lado de baja presión de la célula

d/p están expuestos a

la presión atmosférica (Figura 7-1B). Por lo tanto, la lectura de la célula d/p representará el nivel del tanque. Al medir el nivel en tanques presurizados, se utilizan los mismos diseños de celdas d/p (equilibrio de movimiento, equilibrio de fuerza o electrónico) que en los tanques abiertos. Se supone que el peso de la columna de vapor sobre el líquido es insignificante. Por otro lado, la presión en el espacio de vapor no puede descuidarse, sino que debe transmitirse al lado de baja presión de la célula d/p. Esta conexión con el espacio de vapor se denomina ramal seco y se utiliza cuando los vapores del proceso no son corrosivos, no obstruyen y cuando sus tasas de condensación, a temperaturas de funcionamiento normales, son muy bajas (Figura 7-1C). Un tramo seco

permite a la célula d/p compensar la presión que empuja hacia abajo la superficie del líquido, de la misma manera que se cancela el efecto de la presión barométrica en los depósitos abiertos. Es importante mantener seco este tramo de referencia, ya que la acumulación de condensado u otros líquidos provocaría un error en la medición del nivel. Cuando los vapores del proceso se condensan a temperaturas ambientales normales o son

corrosivos, este tramo de referencia se puede llenar para formar un tramo húmedo. Si el condensado del proceso es corrosivo, inestable o no es deseable utilizarlo para llenar el tramo húmedo, este tramo de referencia se puede llenar con un líquido inerte. En este caso, se deben tener en cuenta dos factores. En primer lugar, se debe determinar con precisión la gravedad específica del fluido inerte (SGwl) y la altura (hwl) de la columna

referencia. Cualquier cambio en el nivel
de referencia, y la célula d/p debe ser presionada por el equivalente a la altura hidrostática de esa columna [(SGwl)(hwl)]. En segundo lugar, es conveniente colocar un indicador de flujo visible en la parte superior de la columna húmeda para poder comprobar visualmente la altura de esa columna de

de llenado del tubo (debido a fugas o vaporización) introduce un error en la medición del nivel. Si la gravedad específica del líquido de llenado de la pata húmeda es mayor que la del líquido de proceso, el lado de alta presión debe conectarse a la pata de referencia y el de baja presión al depósito. Figura 7-2: Imagen a ancho completo Pie de foto Si se puede utilizar el condensado para llenar la pata de referencia, se puede montar un recipiente de condensado y conectarlo tanto a la conexión de alto nivel del depósito como a la parte superior del espacio de

vapor. El recipiente de condensado debe montarse ligeramente más alto que la conexión de nivel alto (grifo) para que mantenga un nivel de condensado constante. El exceso de líquido se drenará de nuevo al tanque. También es conveniente instalar un medidor de nivel en el recipiente de condensado o utilizar un indicador de flujo visible en lugar del recipiente, para que se pueda inspeccionar cómodamente el nivel del recipiente. Cualquiera de los dos métodos (húmedo o seco) garantiza una rama de referencia constante para la célula d/p, lo que garantiza

que la única variable sea el nivel en el tanque. Las tuberías y válvulas requeridas deben estar siempre disponibles tanto en el tanque como en el lado de la rama de referencia de la célula d/p, de modo que las operaciones de drenaje

y lavado puedan realizarse fácilmente. Cuando se utiliza una rama de referencia húmeda, se debe seleccionar un líquido de llenado de baja expansión térmica. De lo contrario, el diseñador debe corregir las variaciones de densidad en la pata de referencia causadas por las variaciones de temperatura ambiente. Si se utilizan transmisores inteligentes y se conocen los datos del líquido de llenado, se puede proporcionar localmente la compensación de temperatura de la rama húmeda. Alternativamente,

el sistema de control host o supervisor puede realizar los cálculos de compensación. Si se desea mantener los vapores del proceso en el tanque, se puede utilizar un repetidor de presión. Estos dispositivos repiten la presión de vapor (o vacío) y envían una señal de aire idéntica a la del

espacio

de vapor. El lado de medición del repetidor se conecta al espacio de vapor y su señal de salida al lado de baja presión de la célula d/p. Si la

conexión del tanque está sujeta a acumulación de material o obstrucción, se pueden considerar repetidores de diafragma extendido tipo 1:1 para el servicio (Figura 7-2). Aunque los repetidores eliminan los errores causados por las patas húmedas, introducen sus propios errores en función de la presión repetida. Por ejemplo, a 40 psig, el error del repetidor es de aproximadamente 2 pulgadas. A 400 psig, es de 20 pulgadas. En muchas aplicaciones, el primero es aceptable, pero el

En una célula d/p de tipo equilibrio
segundo no. Células d/p Dado que los diseños de las distintas células d/p se tratan de forma detallada en otro número de Transactions, aquí solo se ofrece una breve descripción general. La célula de equilibrio de movimiento es muy adecuada para lugares remotos donde no se dispone de aire comprimido ni de energía eléctrica. Si se utiliza un fuelle como elemento sensor en una célula d/p de equilibrio de movimiento, un aumento de la presión en cualquiera de los lados provoca la contracción del fuelle correspondiente (Figura 7-3A). El fuelle está conectado a un conjunto de articulaciones que convierte el movimiento lineal del fuelle en un movimiento rotatorio del indicador, que puede ser calibrado para indicar el nivel del tanque.

de fuerzas, el elemento sensor (a menudo un diafragma) no se mueve. Se proporciona una barra de fuerza para mantener en equilibrio las fuerzas que actúan sobre el diafragma (Figura 7-3B). En las células d/p neumáticas, esto se consigue a menudo mediante el uso de una disposición de boquilla y aleta que garantiza que la señal de salida neumática sea siempre proporcional a la presión diferencial a través de la célula. La salida de las células d/p neumáticas es

lineal y suele oscilar

entre 3 y 15 psig. Los niveles representados por estas señales transmitidas (neumáticas, de Electrónica, de fibra óptica o digitales) pueden mostrarse en indicadores locales o instrumentos remotos. Los transmisores neumáticos requieren un suministro de aire comprimido (o nitrógeno). Figura 7-3 Imagen a ancho completo Pie de foto Las células d/p electrónicas proporcionan una precisión del ±0,5 % del intervalo o superior, que normalmente se transmite a través de una señal de 4-20 mA. El rango de estas células sencillas y robustas puede ser tan estrecho como un rango de tiro de 0- 1/2 pulgada de H2O o tan amplio como 0-1000 psid. Algunas células d/p electrónicas pueden funcionar a presiones de línea de hasta 4500 psig a 250 °F. La deriva y la imprecisión de algunas de estas unidades se han probado durante períodos de hasta 30 meses,

y los errores no superaron el límite del ±0,5 % del intervalo. Fluidos de proceso difíciles Al ser el fluido de proceso un lodo, un polímero viscoso o ser difícil de manejar por cualquier otro motivo, el objetivo es aislar el proceso contaminado de la célula d/p. Se puede atornillar un diafragma plano a una válvula de bloqueo en la boquilla del tanque para que la célula d/p se pueda retirar para su limpieza o sustitución sin poner el tanque fuera de servicio. Si es aceptable poner el tanque fuera de servicio cuando es necesario retirar la célula d/p, se puede considerar un diseño de diafragma extendido. En este caso, la extensión del diafragma llena la boquilla del tanque de modo que el diafragma queda al ras con la superficie interior del tanque. Esto elimina los extremos muertos o las cavidades donde se pueden acumular sólidos y afectar el rendimiento

de la célula.

Hay disponibles células d/p de diafragma plano y extendido, repetidores de presión y sellos químicos para proteger las células d/p en estas condiciones. Los sellos químicos, o sellos de presión de diafragma, están disponibles con líquidos de llenado como agua, glicol, alcohol y diversos aceites. Estos sellos se utilizan cuando puede producirse obstrucción o corrosión en ambos lados de la célula. Hay disponible una amplia gama de materiales de diafragma y revestimiento resistentes a la corrosión. El revestimiento de PFA se utiliza a menudo para minimizar la acumulación de material y el recubrimiento. La precisión de la medición de nivel se ve afectada cuando se utilizan estos sellos. La longitud de los tubos capilares debe ser lo más corta posible y los tubos deben estar apantallados del sol. Además, se deben utilizar fluidos de llenado de baja expansión térmica o se debe proporcionar compensación de temperatura ambiente, como se ha comentado en relación con las patas húmedas. Si las juntas tienen fugas, el mantenimiento de estos sistemas se suele realizar en la fábrica del proveedor debido a los

transmisor. El tubo de inmersión debe
complejos procedimientos de evacuación y relleno que conllevan. Los tubos burbujeadores proporcionan un sistema de medición de nivel sencillo y económico, pero menos preciso (±1-2 %), para aplicaciones corrosivas o de tipo lodo. Los burbujeadores utilizan aire comprimido o un gas inerte (normalmente nitrógeno) que se introduce a través de un tubo de inmersión (Figura 7-4A). El flujo de gas se regula a una velocidad constante (normalmente a unos 500 cc/min). Un regulador de presión diferencial a través de un medidor de flujo de área variable mantiene un flujo constante, mientras que el nivel del tanque determina la contrapresión. A medida que el nivel desciende, la contrapresión se reduce proporcionalmente y se lee en un manómetro calibrado en porcentaje de nivel o en un manómetro o

tener un diámetro relativamente grande (aproximadamente 2 pulgadas) para que la caída de presión sea insignificante. El extremo inferior del tubo de inmersión debe estar situado lo suficientemente lejos del fondo del tanque para que los sedimentos o lodos no lo obstruyan. Además, su extremo debe estar ranurado con una ranura o en forma de «V» para

garantizar la formación

de un flujo uniforme y continuo de pequeñas burbujas. Una alternativa a la ubicación del tubo de inmersión en el tanque es colocarlo en una cámara externa conectada al tanque. En los depósitos presurizados, se necesitan dos juegos de tubos de inmersión para medir el nivel (Figura 7-4B). Las dos contrapresiones de los dos tubos de inmersión pueden conectarse a los dos lados de un manómetro de tubo en U, un manómetro diferencial o una célula/transmisor d/p. Las tuberías o tubos neumáticos de un sistema de burbujeo deben tener una pendiente hacia el tanque, de modo

consumen gases inertes, que pueden
que los vapores condensados del proceso se drenen de nuevo al tanque si se pierde la presión de purga. El suministro de gas de purga debe ser limpio, seco y estar disponible a una presión al menos 10 psi superior a la presión total máxima requerida (cuando el tanque está lleno y la presión de vapor es máxima). Una alternativa al burbujeador continuo es utilizar una bomba manual (similar a una bomba de aire para neumáticos de bicicleta) que proporcione aire de purga solo cuando se lee el nivel. Figura 7-4: Imagen a ancho completo Pie de foto Los burbujeadores

acumularse posteriormente y cubrir el equipo de procesamiento. También requieren mantenimiento para garantizar que el suministro de purga esté siempre disponible y que el sistema esté correctamente ajustado y calibrado. Aplicaciones más comunes: Las células d/p suelen ser preferibles a los burbujeadores en la mayoría de las aplicaciones.

Elevación y supresión

Si la célula d/p no se encuentra a una altura que corresponda al nivel 0 % del tanque, debe realizarse la Calibración para tener en cuenta la diferencia de altura. Este ajuste de calibración se denomina elevación cero cuando la célula se encuentra por encima de la toma inferior, y se denomina supresión cero o depresión cero cuando la célula se encuentra por debajo de la toma

inferior. La mayoría de las células d/p están disponibles con rangos de elevación y supresión del 600 % y el 500 % del intervalo calibrado,

respectivamente, siempre

que el intervalo

100 % del límite superior del rango de la célula. Por ejemplo, supongamos que una célula d/p electrónica se puede calibrar para rangos entre 0 y 10 psid (que es su límite inferior de rango, LRL) y 0 y 100 psid (que es su límite superior de rango, URL). La célula se va a utilizar en un depósito de agua cerrado de 45 pies de altura, que requiere un rango hidrostático de 0-20 psid. La célula se encuentra a unos 11 pies (5 psid) por encima de la toma inferior del depósito; por lo tanto, se necesita una elevación cero de 5 psid. La

célula d/p

puede manejar esta aplicación, ya que el intervalo calibrado es el 20 % del URL y la elevación es el 25 % del intervalo calibrado. Figura 7-5: Imagen a ancho completo Pie de foto En aplicaciones de medición de nivel de interfaz con una referencia de pierna húmeda, el lado de alta presión de la célula d/p debe conectarse al depósito si la gravedad específica del líquido de llenado de la pierna húmeda es cercana a la de la capa ligera. Debe conectarse a la referencia si la

densidad del fluido

del lado húmedo es más cercana a la de la capa pesada. Aplicaciones especiales Cuando el fluido del proceso está en ebullición, como en un tambor de vapor, se mantiene una referencia húmeda mediante un recipiente de condensado, que se drena de nuevo al tambor de vapor para que el nivel de la referencia húmeda se mantenga constante. Los cambios en la temperatura ambiente (o la exposición al sol) modificarán la densidad

del agua en el pie de referencia y, por lo tanto, será necesaria una compensación de temperatura (manual o automática). La figura 7-5 describe una aplicación típica del nivel del tambor de vapor en una central eléctrica. La presión diferencial detectada por la célula de nivel d/p es: d/p=h1SG1+h2SG2-h3SG3 d/p=0,03h1+0,76h2-0,99h3 Tenga en cuenta que la SG de la capa de vapor saturado (0,03) y la de la capa de líquido saturado (0,76) varían no solo con la presión del tambor, sino también con la tasa de vaporización. Esto provoca el hinchamiento de las burbujas al aumentar

salida de la célula d/p, sino también
la tasa de vaporización (y disminuye SG2), así como su colapso al disminuir la tasa de vaporización (y aumenta SG2). Por lo tanto, para determinar con precisión tanto el nivel como la masa del agua en el tambor de vapor, el cálculo debe tener en cuenta no solo la

la presión del tambor y la tasa de

vaporización predominante.

Parques de tanques Los sistemas computarizados de parques de tanques suelen aceptar señales de nivel de varios tanques a través de redes de campo. Estos sistemas realizan las tareas de supervisión del nivel utilizando diversos algoritmos de compensación y conversión. Los algoritmos proporcionan correcciones de densidad, conversiones volumétricas o de masa y correcciones para tener en cuenta las formas de los depósitos horizontales, verticales o esféricos. Estos sistemas pueden realizar funciones de seguridad, como apagar las bombas de alimentación para evitar el sobrellenado. Flotadores y desplazadores Hace más de 2200 años, Arquímedes descubrió por primera vez que el peso aparente de un objeto flotante se reduce por el peso del líquido desplazado. Unos 2000 años más tarde, a finales del siglo XVIII, apareció la primera aplicación industrial del flotador de nivel, cuando

James Brindley y Sutton Thomas Wood en Inglaterra e I. I. Polzunov en Rusia introdujeron los primeros reguladores de nivel de tipo flotador en calderas. Los flotadores son dispositivos de equilibrio de movimiento que se mueven hacia arriba y hacia abajo con el nivel del líquido. Los desplazadores son dispositivos de equilibrio de fuerzas (comas flotantes restringidas), cuyo peso aparente varía de acuerdo con el

principio de Arquímedes: La fuerza de flotación que actúa sobre un objeto es igual al peso del fluido desplazado. A medida que el nivel cambia alrededor del flotador desplazador estacionario (y de diámetro constante), la fuerza de flotación varía proporcionalmente y puede detectarse como una indicación del nivel. Los flotadores normales y desplazadores están disponibles tanto como transmisores de nivel continuo como conmutadores de nivel de medición puntual. En aplicaciones industriales, los flotadores desplazadores suelen ser los preferidos porque no requieren movimiento. Además, la fuerza a menudo se puede detectar con mayor precisión que la posición. Sin embargo, también se utilizan flotadores normales, principalmente para servicios públicos y otras

aplicaciones secundarias. Figura 7-6: Imagen

a ancho completo Pie de

foto Imagen 7-7: Imagen a ancho completo Leyenda Conmutadores de nivel de flotador La fuerza de flotación disponible para el funcionamiento de un conmutador de nivel de flotador (es decir, su flotabilidad neta) es la diferencia entre el peso del fluido desplazado (flotabilidad bruta) y el peso del flotador. Los flotadores están disponibles en forma esférica (Figura 7-6A), cilíndrica (Figura 7-6B) y en una variedad de otras formas (Figura 7-6C). Pueden estar fabricados en acero inoxidable, PFA, Hastelloy, Monel y diversos materiales plásticos. Las temperaturas y presiones nominales típicas son de

-40 a 80 °C (-40 a 180 °F) y hasta 150 psig para comas flotantes de caucho o plástico, y de -40 a 260 °C (-40 a 500 °F) y hasta 750 psig para comas flotantes de acero inoxidable. Los tamaños estándar de los flotadores están disponibles en diámetros de 1 a 5 pulg. Se

diferencia de al menos 0,3 SG. Esto
pueden solicitar tamaños, formas y materiales personalizados a la mayoría de los fabricantes. El flotador de un interruptor montado lateralmente es horizontal; un imán permanente acciona el interruptor de láminas que contiene (Figura 7-6B). Los flotadores siempre deben ser más ligeros que la gravedad específica (SG) mínima esperada del fluido de proceso. Para líquidos limpios, una diferencia de 0,1 SG puede ser suficiente, mientras que para aplicaciones viscosas o contaminadas, se recomienda una

proporciona una fuerza adicional para superar la resistencia debida a la fricción y la acumulación de material. En aplicaciones contaminadas, los flotadores también deben ser accesibles para su limpieza. Los flotadores pueden fijarse a brazos o palancas mecánicos y pueden accionar mecanismos eléctricos, neumáticos o mecánicos. El conmutador en sí puede ser de mercurio (imágenes 7-6A y 7-6C), de contacto seco (de acción rápida o tipo lámina, como se muestra en la imagen 7-6B),

sellado hermético o neumático. El conmutador se puede utilizar para accionar una pantalla visual, un anunciador, una bomba o una válvula. Los contactos eléctricos pueden ser de servicio ligero (10-100 voltios amperios, VA) o de alta resistencia (hasta 15 A a 120 VCA). Si el conmutador va a operar un circuito con una carga mayor que la clasificación de los contactos del conmutador, es necesario insertar un relé intermedio. Si el conmutador se va a insertar en un circuito de 4-20 mA CC, se deben especificar contactos secos chapados en oro para garantizar la resistencia de contacto muy baja requerida. Imagen 7-8: Imagen a ancho completo Leyenda Aplicaciones e instalaciones En el interruptor de inclinación (Figura 7-6C), se monta un elemento de mercurio o un relé dentro de un flotador de plástico; el cable eléctrico del flotador se sujeta a una tubería dentro del tanque o sumidero. A medida que el nivel sube y baja, la Coma flotante se inclina hacia arriba y hacia abajo

abriendo y cerrando así su contacto

eléctrico. La longitud

libre del cable determina el nivel de accionamiento. Se pueden utilizar uno, dos o tres conmutadores para operar estaciones de bombeo de sumidero simplex y dúplex. Un sistema simplex (una bomba) utilizará un solo conmutador conectado en serie con los cables del motor, de modo que el conmutador arranque y pare directamente el motor de la bomba (Figura 7-7). Una aplicación dúplex (dos bombas) puede utilizar tres conmutadores: uno en la parte inferior del depósito (LO) para parar ambas bombas, otro en el centro (HI) para iniciar una bomba y el último en la parte superior (HI-HI) para accionar la segunda bomba, así como, quizás, una alarma acústica y/o visual. La figura 7-8A

ilustra cómo un conmutador de flotador montado lateralmente puede accionar un conmutador de láminas sellado adyacente. La principal ventaja de este diseño es que la extensión de la palanca tiende a amplificar la fuerza de flotación generada por el flotador. Por lo tanto, el flotador en sí puede ser bastante pequeño. El inconveniente es que es necesario abrir el tanque para realizar el mantenimiento del conmutador. Si la fuerza de flotación

del flotador se utiliza

mecánicamente para accionar un conmutador de acción rápida, solo se necesita una fuerza de una onza. Figura 7-9: Imagen a ancho completo Pie de foto En los interruptores de flotador magnéticos montados en la parte superior (o inferior) (Figura 7-8B), el imán se encuentra en el flotador cilíndrico que se desplaza hacia arriba o hacia abajo por un tubo guía vertical corto que contiene un interruptor de láminas. El movimiento del flotador está restringido por clips y solo puede ser de 1/2 pulgada o menos. Estos flotadores y

tubos guía están disponibles con múltiples flotadores que pueden detectar varios niveles. El conjunto del conmutador puede insertarse directamente en el depósito o montarse lateralmente en una cámara separada. También se puede montar un conmutador magnético accionado por pistón en una cámara externa (Figura 7-8C). A medida que el imán se desliza

de agua de alimentación, recipientes
hacia arriba y hacia abajo dentro de un tubo no magnético, acciona el conmutador de mercurio fuera del tubo. Estos conmutadores están completamente sellados y son muy adecuados para aplicaciones industriales de alta resistencia de hasta 900 psig y 400 °C (750 °F), cumpliendo con los requisitos del código ASME. Estos conmutadores pueden montarse lateralmente, en la parte superior o en una jaula (Figura 7-9) y pueden desempeñar funciones tanto de alarma como de control en tambores de vapor, calentadores

de condensado, separadores de gas/aceite, receptores y acumuladores. También son disponibles interruptores de flotador con jaula para servicios ligeros con capacidades de hasta 250 psig a 200 °C (400 °F) y 400 psig a 40 °C (100 °F), adecuados para muchas calderas, receptores de condensado, tanques de expansión, tanques diarios, tanques de retención y controles de válvulas

de descarga. Las jaulas pueden suministrarse con medidores de nivel. Son disponibles múltiples conmutadores para aplicaciones de conmutación múltiple, como alarmas y controles de nivel de calderas. Imagen 7-10: Imagen a ancho completo Pie de foto Conmutadores de desplazamiento Mientras que una coma flotante suele seguir el nivel del

líquido, un desplazador

permanece parcial o totalmente sumergido. Como se muestra en la figura 7-10A, el peso aparente del desplazador se reduce a medida que se cubre con más líquido. Cuando el peso cae por debajo de la tensión del resorte, el conmutador se activa. Los conmutadores de desplazamiento son más fiables que los flotadores normales en aplicaciones turbulentas, con oleaje, espumosas o con burbujas. Cambiar su configuración es fácil, ya que los desplazadores se pueden mover a cualquier punto a lo largo del cable de suspensión (hasta 15 pies). Estos conmutadores son intercambiables entre depósitos, ya que las diferencias en la densidad del proceso se pueden adaptar cambiando la tensión del resorte de soporte. Para comprobar el correcto funcionamiento de un interruptor de flotador normal puede ser

requerido llenar el tanque hasta el nivel de activación, mientras que un interruptor de desplazamiento se puede comprobar simplemente levantando una suspensión (Figura 7-10A). Los interruptores de desplazamiento están disponibles con jaulas y bridas de alta resistencia para aplicaciones de hasta 5000 psig a 150 °C/°F, adecuados para su uso en acumuladores hidráulicos,

receptores de gas natural,

depuradores de alta presión y tanques de destello de hidrocarburos. Desplazadores de nivel continuo Los desplazadores son populares como transmisores de nivel y como controladores de nivel locales, especialmente en las industrias petrolera y petroquímica. Sin embargo, no son adecuados para servicios con lodos o sedimentos, ya que el recubrimiento del desplazador cambia su volumen y, por lo tanto, su fuerza de flotación. Son más precisos y fiables para servicios que implican líquidos limpios de densidad constante. Deben compensarse en cuanto a la temperatura, especialmente si las

variaciones en la temperatura del proceso provocan cambios significativos en la densidad del fluido del proceso. Cuando se utiliza como transmisor de nivel, el desplazador, que siempre es más pesado que el fluido del proceso, se suspende del brazo de torsión. Su peso aparente provoca un desplazamiento angular del tubo de torsión (un resorte de torsión, un sello de presión sin fricción). Este desplazamiento angular es linealmente proporcional al peso del desplazador (Figura 7-10B). El volumen estándar del desplazador es de 100 pulgadas cúbicas y las longitudes más utilizadas

3,6 libras. Por lo tanto, los tubos de
son 14, 32, 48 y 60 pulgadas. (Hay disponibles longitudes de hasta 60 pies en diseños especiales). Además de los tubos de torsión, la fuerza de flotación también puede detectarse mediante otros sensores de fuerza, como resortes e instrumentos de equilibrio de fuerzas. Cuando la fuerza de flotación se equilibra con un resorte, se produce cierto movimiento, mientras que con un detector de equilibrio de fuerzas, el desplazador permanece en una posición y solo varía el nivel sobre el desplazador. Figura 7-11: Imagen a ancho completo Pie de foto Las unidades desplazadoras están disponibles con salidas neumáticas y de Electrónica, y también se pueden configurar como controladores locales autónomos. Cuando se utiliza en el servicio de agua, un desplazador de 100 pulgadas cúbicas generará una fuerza de flotación de

torsión estándar están calibrados para un rango de fuerza de 0-3,6 lbf y los tubos de torsión de pared delgada para un rango de 0-1,8 lbf. Para las refinerías de petróleo y otros procesos que funcionan de forma continua, el Instituto Americano del Petróleo recomienda (en API RP 550) que los desplazadores se instalen en tuberías verticales externas con medidores de nivel y válvulas de aislamiento (Figura 7-11). De esta manera es posible recalibrar o mantener el desplazador sin interrumpir el proceso. Aplicaciones de interfaz Al medir la interfaz entre un líquido pesado y un líquido ligero (como el aceite sobre el agua), la conexión superior del desplazador se coloca en la capa ligera y la conexión inferior en la capa pesada.

Si la salida de dicho transmisor se ajusta a cero cuando la cámara está llena del líquido ligero y al 100 % cuando está llena de la fase pesada, la salida corresponderá al nivel de la interfaz. Naturalmente, al medir la interfaz, es esencial que las dos conexiones de la cámara del desplazador se encuentren en las dos capas de líquido diferentes y que la cámara esté siempre inundada. El diámetro del desplazador se puede cambiar para adaptarse a la diferencia en las densidades de los líquidos, y la longitud del desplazador se puede ajustar para adaptarse

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