Tipi di strumentazione per la misurazione del livello

Uno dei principi fondamentali alla base della misurazione industriale dei livelli è che materiali diversi e fasi diverse dello stesso materiale hanno densità diverse. Questa legge fondamentale della natura può essere utilizzata per misurare il livello tramite la pressione differenziale (quella sul fondo del serbatoio rispetto a quella nello spazio di vapore o alla pressione atmosferica) o tramite un galleggiante o un dislocatore che

dipende dalle differenze di densità tra le fasi. La misurazione del livello basata sulla misurazione della pressione è anche denominata misurazione idrostatica del serbatoio (HTG).

Funziona in base al principio che la differenza tra le due pressioni (d/p) è uguale all'altezza del liquido (h, in pollici)

moltiplicata

per il peso specifico (SG) del fluido (vedi Figura 7-1): d/p=h(SG) Per definizione, il peso specifico è la densità del liquido divisa per la densità dell'acqua pura a 68° F a pressione atmosferica. Un manometro o una cella d/p possono fornire un'indicazione del livello (con una precisione superiore all'1%) su ampi intervalli, purché la densità del liquido sia costante. Quando si utilizza una cella d/p, questa annulla gli effetti delle variazioni di pressione barometrica perché sia il liquido nel serbatoio che il lato a bassa pressione della cella d/p sono esposti alla pressione

atmosferica (Figura

7-1B). Pertanto, la lettura della cella d/p rappresenterà il livello del serbatoio. Progetti con gamba asciutta e gamba bagnata In caso di misurazione del livello nei serbatoi pressurizzati, si utilizzano gli stessi tipi di sonda (bilanciamento del movimento, bilanciamento della forza o elettronica) utilizzati nei serbatoi aperti. Si presume che il peso della colonna di vapore sopra il liquido sia trascurabile. D'altra parte, la pressione nello spazio del vapore non può essere trascurata, ma deve essere trasmessa al lato a bassa pressione della cella d/p. Tale collegamento allo spazio del vapore è chiamato dry leg (gamba asciutta) e viene utilizzato quando i vapori di processo non sono corrosivi, non intasano e quando i loro tassi di condensazione, a

temperature di esercizio normali, sono molto bassi (Figura 7-1C). Un dry leg consente alla cella d/p di compensare la pressione che spinge verso il basso sulla superficie del liquido, allo stesso modo in cui l'effetto della pressione barometrica viene annullato nei serbatoi aperti. È importante mantenere asciutto questo dry leg perché l'accumulo di condensa o altri liquidi causerebbe errori nella misurazione del livello. Quando i

vapori di processo condensano a temperature ambiente normali o sono corrosivi, questo ramo di riferimento può essere riempito per formare un ramo umido. Se la condensa di processo è corrosiva, instabile o indesiderabile per riempire il ramo umido, questo ramo di riferimento può essere riempito con un liquido inerte. In questo caso, è necessario considerare due fattori. In primo luogo, è necessario determinare con precisione il peso

umido in modo da poter controllare
specifico del fluido inerte (SGwl) e l'altezza (hwl) della colonna di riferimento, e la cella d/p deve essere depressa di un valore equivalente alla testa idrostatica di tale colonna [(SGwl)(hwl)]. In secondo luogo, è opportuno prevedere un indicatore di flusso visivo nella parte superiore del serbatoio

visivamente l'altezza di tale serbatoio di riferimento. Qualsiasi variazione del livello di riempimento del tubo (dovuta a perdite o vaporizzazione) introduce un errore nella misurazione del livello. Se il peso specifico del liquido di riempimento del tubo umido è superiore a quello del fluido di processo, il lato ad alta pressione deve essere collegato al tubo di riferimento e quello a bassa pressione al serbatoio. Figura 7-2: Didascalia immagine a larghezza intera Se la condensa può essere utilizzata per riempire il tubo di riferimento, è possibile montare

un serbatoio di condensa e collegarlo sia al raccordo di livello alto del serbatoio che alla parte superiore dello spazio di vapore. Il serbatoio di condensa deve essere montato leggermente più in alto del raccordo di livello alto (rubinetto) in modo da mantenere un livello di condensa costante. Il liquido in eccesso verrà scaricato nel serbatoio. È inoltre consigliabile installare un indicatore di livello sul serbatoio di condensa o utilizzare un indicatore di flusso visivo al posto del serbatoio, in modo da poter controllare facilmente il

livello nel serbatoio. Entrambi i metodi (a umido o a secco) assicurano un ramo di riferimento costante per la cella d/p, garantendo che l'unica variabile sia il livello nel serbatoio. Le tubazioni e le valvole necessarie devono

essere sempre fornite sia sul lato del serbatoio che sul lato del ramo di riferimento della cella d/p, in modo da poter eseguire facilmente le operazioni di scarico e lavaggio. Quando si utilizza un ramo di riferimento umido, è necessario selezionare un fluido di riempimento a bassa espansione termica. In caso contrario, il progettista deve correggere le variazioni di densità nel ramo di riferimento causate dalle variazioni della temperatura ambiente. Se si utilizzano trasmettitori intelligenti e

se i dati del fluido di riempimento sono noti, è possibile fornire localmente la compensazione della temperatura del ramo umido. In alternativa, il sistema di controllo host o di supervisione può eseguire i calcoli di compensazione. Se si desidera mantenere i vapori di processo nel

serbatoio, è

possibile utilizzare un ripetitore di pressione. Questi dispositivi ripetono la pressione del vapore (o il vuoto) e inviano un segnale d'aria

identico a quello dello spazio di vapore. Il lato di misurazione del ripetitore è collegato allo spazio di vapore e il suo segnale di uscita al lato di bassa pressione della cella d/p. Se il collegamento al serbatoio è soggetto ad accumuli di materiale o intasamenti, è possibile prendere in considerazione l'uso di ripetitori a membrana estesa di tipo 1:1 (Figura 7-2). Sebbene i ripetitori eliminino gli errori causati dai tubi umidi, introducono errori propri in funzione della

gruppo di collegamento che converte
pressione ripetuta. Ad esempio, a 40 psig, l'errore del ripetitore è di circa 2 pollici. A 400 psig, è di 20 pollici. In molte applicazioni, il primo è accettabile, ma il secondo no. Celle d/p Poiché il design delle varie celle d/p è discusso in dettaglio in un altro numero di Transactions, qui viene fornita solo una breve panoramica. La cella a bilanciamento di movimento è particolarmente adatta per luoghi remoti dove non sono disponibili aria strumentale o energia elettrica. Se in una cella d/p a bilanciamento del movimento viene utilizzato un soffietto come elemento sensibile, un aumento della pressione su entrambi i lati provoca la contrazione del soffietto corrispondente (Figura 7-3A). Il soffietto è collegato a un

il movimento lineare del soffietto in un movimento rotatorio dell'indicatore, che può essere calibrato per indicare il livello del serbatoio. In una cella d/p di tipo a equilibrio di forze, l'elemento sensibile (spesso un diaframma) non si muove. È prevista una barra di forza per mantenere in equilibrio le forze che agiscono sul diaframma (Figura 7-3B). Nelle celle d/p pneumatiche, ciò si ottiene spesso mediante l'uso di un ugello e di un dispositivo a cerniera

che garantisce che il

segnale di uscita pneumatico sia sempre proporzionale alla pressione differenziale attraverso la cella. L'uscita delle celle d/p pneumatiche è lineare e di solito varia da 3 a 15 psig. I livelli rappresentati da tali segnali trasmessi (pneumatici, elettronici, in fibra ottica o digitali) possono essere visualizzati su indicatori locali o strumenti remoti. I trasmettitori pneumatici richiedono una fornitura di aria compressa (o azoto). Figura 7-3 Didascalia immagine a larghezza intera Le celle d/p elettroniche forniscono una precisione pari o superiore a ±0,5% dell'intervallo, tipicamente trasmessa tramite un segnale da 4-20 mA. L'intervallo di queste celle semplici e robuste può essere ridotto fino a 0- 1/2 inH2O o ampio fino a 0-1.000 psid. Alcune celle d/p elettroniche possono funzionare a pressioni di linea fino a 4.500

psig a 250 °F. La deriva e l'imprecisione di alcune di queste unità sono state testate per periodi fino a 30 mesi e gli errori non hanno superato il limite di ±0,5% dell'intervallo. Liquidi di processo difficili In caso il fluido di processo sia un fango, un polimero viscoso o sia comunque difficile da gestire, l'obiettivo è isolare il processo sporco dalla cella d/p. È possibile fissare un diaframma piatto a una valvola a blocco sull'ugello del serbatoio in modo che la cella d/p possa essere rimossa per la pulizia o la sostituzione senza mettere fuori servizio il serbatoio. Se è accettabile mettere fuori servizio il serbatoio quando è necessario rimuovere la cella d/p, si può prendere in considerazione un design con membrana estesa. In questo caso, l'estensione della membrana riempie l'ugello del serbatoio in modo che la membrana sia a filo con la superficie

interna

del serbatoio. Questo elimina i punti morti o le sacche dove i solidi possono accumularsi e influire sulle prestazioni della cella. Sono disponibili celle d/p di tipo a membrana piatta ed estesa, ripetitori di pressione e guarnizioni chimiche per proteggere le celle d/p in queste condizioni. Le guarnizioni chimiche, o guarnizioni a membrana, sono disponibili con liquidi di riempimento quali acqua, glicole, alcool e vari oli. Queste guarnizioni vengono utilizzate in caso di otturazioni o corrosioni su entrambi i lati della cella. È disponibile un'ampia gamma di materiali resistenti alla corrosione. I materiali per il rivestimento in PFA sono disponibili. Il rivestimento in PFA viene spesso utilizzato per ridurre al minimo l'accumulo di materiale e il rivestimento. L'accuratezza della misurazione del livello risente dell'utilizzo di queste guarnizioni. La lunghezza dei tubi capillari deve essere la più breve possibile e i tubi devono essere protetti dal sole. Inoltre, è necessario utilizzare liquidi di riempimento a bassa espansione termica o prevedere una compensazione della temperatura ambiente,

livello del serbatoio determina la
come discusso in relazione alle gambe umide. In caso di perdite dalle guarnizioni, la manutenzione di questi sistemi viene solitamente effettuata presso la fabbrica del fornitore a causa delle complesse procedure di evacuazione e riempimento necessarie. Tubi gorgogliatori I tubi gorgogliatori forniscono un sistema di misurazione del livello semplice ed economico, ma meno accurato (±1-2%) per applicazioni corrosive o di tipo liquame. I gorgogliatori utilizzano aria compressa o un gas inerte (solitamente azoto) introdotto attraverso un tubo di immersione (Figura 7-4A). Il flusso di gas è regolato a una frequenza costante (solitamente circa 500 cc/min). Un regolatore di pressione differenziale su un misuratore di portata ad area variabile mantiene il flusso costante, mentre il

contropressione. Man mano che il livello scende, la contropressione si riduce proporzionalmente e viene letta su un manometro calibrato in percentuale di livello o su un manometro o trasmettitore. Il tubo di immersione dovrebbe avere un diametro relativamente grande (circa 2 pollici) in modo che la caduta di pressione sia trascurabile. L'estremità

inferiore del tubo di

immersione deve essere posizionata abbastanza lontano dal fondo del serbatoio in modo che i sedimenti o i fanghi non lo ostruiscano. Inoltre, la sua punta deve essere intagliata con una fessura o una "V" per garantire la formazione di un flusso uniforme e continuo di piccole bolle. In alternativa al posizionamento del tubo di immersione nel serbatoio, è possibile collocarlo in una camera esterna collegata al serbatoio. Nei serbatoi pressurizzati, per misurare il livello sono necessari due set di tubi di immersione (Figura 7-4B). Le due contropressioni sui due tubi

e la pressione del vapore è al massimo).
di immersione possono essere collegate ai due lati di un manometro a U, un manometro differenziale o una cella/trasmettitore d/p. Le tubazioni o i tubi pneumatici in un sistema a gorgogliatore devono essere inclinati verso il serbatoio in modo che i vapori di processo condensati possano defluire nuovamente nel serbatoio in caso di perdita della pressione di spurgo. L'alimentazione del gas di spurgo deve essere pulita, asciutta e disponibile a una pressione di almeno 10 psi superiore alla pressione totale massima necessaria (quando il serbatoio è pieno

Un'alternativa al gorgogliatore continuo è l'uso di una pompa a mano (simile a una pompa per pneumatici di bicicletta) che fornisce aria di spurgo solo quando viene letto il livello. Figura 7-4: Didascalia immagine a tutta larghezza I gorgogliatori consumano gas inerti, che possono successivamente accumularsi e ricoprire le apparecchiature

di processo.

Richiedono inoltre manutenzione per garantire che l'alimentazione di spurgo sia sempre disponibile e che il sistema sia correttamente regolato e calibrato. Considerando tutti i fattori, nella maggior parte delle applicazioni le celle d/p sono generalmente preferibili ai gorgogliatori. Elevazione e soppressione Se la cella d/p non si trova ad un'elevazione che corrisponde al livello

0% nel serbatoio, deve essere calibrata per tenere conto della differenza di elevazione. Questa regolazione di calibrazione è chiamata

elevazione zero quando

la cella si trova sopra

il rubinetto inferiore, e soppressione zero o depressione zero quando la cella si trova sotto il rubinetto inferiore. La maggior parte delle celle d/p sono disponibili con intervalli di elevazione e soppressione rispettivamente del 600% e del 500% dell'intervallo calibrato, purché l'intervallo calibrato non superi il 100% del limite superiore dell'intervallo della cella. Ad esempio, supponiamo che una cella d/p elettronica possa essere calibrata per intervalli compresi tra 0-10 psid (che è il suo limite inferiore di intervallo, LRL) e 0-100

psid (che è

il suo limite superiore di intervallo, URL). La cella deve essere utilizzata su un serbatoio d'acqua chiuso alto 45 piedi, che richiede un intervallo idrostatico di 0-20 psid. La cella si trova a circa 11 piedi (5 psid) sopra il rubinetto inferiore del serbatoio; pertanto, è necessaria un'elevazione zero di 5 psid. La cella d/p può gestire questa applicazione, perché l'intervallo calibrato è il 20% dell'URL e l'elevazione è il 25% dell'intervallo calibrato. Figura 7-5:

Didascalia immagine

a larghezza intera Nelle applicazioni di misurazione del livello dell'interfaccia con un riferimento wet leg, il lato alta pressione della cella d/pp deve essere collegato al serbatoio se il peso specifico del liquido di riempimento del ramo umido è vicino a quello dello strato leggero. Deve essere collegato al ramo di riferimento se il peso specifico del liquido di riempimento del ramo umido è più vicino a quello

dello strato pesante. Applicazioni speciali Quando il fluido di processo è in ebollizione, come in un tamburo di vapore, un ramo di riferimento bagnato viene mantenuto da un serbatoio di condensa, che drena nuovamente nel tamburo di vapore in modo che il livello del ramo bagnato sia mantenuto costante. Le variazioni della temperatura ambiente (o l'esposizione al sole) modificano la densità dell'acqua nel ramo di riferimento e, pertanto, È necessaria una compensazione della temperatura (manuale o automatica). -h3SG3 La figura 7-5 descrive una tipica applicazione del

non solo con la pressione del
livello del tamburo del vapore in una centrale elettrica. La pressione differenziale rilevata dalla cella di livello d/p è: d/p=h1SG1+h2SG2 d/p=0,03h1+0,76h2-0,99h3 Si noti che il SG dello strato di vapore saturo (0,03) e quello dello strato di liquido saturo (0,76) variano

tamburo, ma anche con la frequenza di

vaporizzazione. Ciò

provoca il rigonfiamento delle bolle quando la velocità di vaporizzazione aumenta (e SG2 diminuisce), nonché il loro collasso quando la velocità di vaporizzazione diminuisce (e SG2 aumenta). Pertanto, per determinare con precisione sia il livello che la massa dell'acqua nel tamburo di vapore, il calcolo deve tenere conto non solo dell'uscita della cella d/p, ma anche della pressione del tamburo e della velocità di vaporizzazione prevalente. Parchi serbatoi I sistemi computerizzati dei parchi serbatoi di solito accettano segnali di livello provenienti da diversi serbatoi attraverso reti di campo. Questi sistemi eseguono le attività di monitoraggio del livello utilizzando una varietà di algoritmi di compensazione e conversione. Gli algoritmi forniscono correzioni di densità, conversioni volumetriche o di massa e correzioni per tenere conto delle forme dei serbatoi orizzontali,

verticali o sferici. Questi sistemi possono svolgere funzioni di sicurezza, come lo spegnimento delle pompe di alimentazione per evitare il riempimento eccessivo. Galleggianti e dislocatori Più di 2.200 anni fa Archimede scoprì per la prima volta che il peso apparente di un oggetto galleggiante è ridotto dal peso del liquido spostato. Circa 2.000 anni dopo, alla fine del 1700, apparve la prima applicazione

industriale del galleggiante di livello, Quando James Brindley e Sutton Thomas Wood in Inghilterra e I. I. Polzunov in Russia introdussero i primi regolatori di livello a galleggiante nelle caldaie. I galleggianti sono dispositivi di bilanciamento del movimento che si muovono verso l'alto e verso il basso con il livello del liquido. I dislocatori sono dispositivi di bilanciamento della forza (galleggianti vincolati), il cui peso apparente varia con il principio di Archimede: la forza di galleggiamento che agisce su un oggetto è uguale al peso del fluido spostato. Man mano che il livello cambia attorno al galleggiante dislocatore fisso (e di diametro costante), la forza di galleggiamento varia in proporzione e può essere rilevata come indicazione del livello.

I galleggianti regolari e dislocatori

sono disponibili sia come

trasmettitori di livello in continuo che come interruttori di livello a rilevamento puntuale. Nelle applicazioni industriali, i galleggianti a spostamento sono spesso preferiti perché non richiedono movimento. Inoltre, la forza può spesso essere rilevata in modo più accurato rispetto alla posizione. Tuttavia, vengono utilizzati anche galleggianti normali, principalmente per servizi pubblici e in altre applicazioni secondarie. Figura 7-6: Didascalia immagine a larghezza intera Figura 7-7: Didascalia immagine a tutta larghezza Interruttori di livello a galleggiante La forza di galleggiamento

disponibile per azionare un interruttore di livello a galleggiante (ovvero la sua galleggiabilità netta) è la differenza tra il peso del fluido spostato (galleggiabilità lorda) e il peso del galleggiante. I galleggianti sono disponibili in forma sferica (Figura 7-6A),

ordinare galleggianti di dimensioni,
cilindrica (Figura 7-6B) e in una varietà di altre forme (Figura 7-6C). Possono essere realizzati in Acciaio inossidabile, PFA, Hastelloy, Monel e vari materiali plastici. I valori tipici di temperatura e pressione sono da -40 a 80 °C (da -40 a 180 °F) e fino a 150 psig per i galleggianti in gomma o plastica, e da -40 a 260 °C (da -40 a 500 °F) e fino a 750 psig per i galleggianti in Acciaio inox. Le dimensioni standard dei galleggianti sono disponibili da 1 a 5 pollici di diametro. È possibile

forme e materiali personalizzati dalla maggior parte dei produttori. Il galleggiante di un interruttore montato lateralmente è orizzontale; un magnete permanente aziona l'interruttore reed al suo interno (Figura 7-6B). I galleggianti devono sempre essere più leggeri del peso specifico minimo previsto (SG) del fluido di processo. Per i liquidi puliti può essere sufficiente una differenza di 0,1 SG, mentre per applicazioni viscose o sporche si raccomanda una differenza

di almeno 0,3 SG. Ciò fornisce una forza aggiuntiva per superare la resistenza dovuta all'attrito e all'accumulo di materiale. In applicazioni sporche, i galleggianti devono anche essere accessibili per la pulizia. I galleggianti possono essere fissati a bracci meccanici o leve e possono azionare meccanismi elettrici, pneumatici o meccanici. L'interruttore stesso può essere a mercurio (Figure 7-6A e 7-6C), a contatto secco (tipo a scatto o reed, mostrato nella Figura 7-6B), con chiusura ermetica o pneumatico. L'interruttore può essere utilizzato per azionare un display visivo, un segnalatore, una pompa o una valvola. I contatti elettrici possono essere classificati per uso leggero (10-100 volt ampere, VA) o per uso intensivo (fino a 15 A a 120 V CA). Se l'interruttore deve azionare un circuito con un carico superiore alla potenza nominale dei contatti dell'interruttore, è necessario inserire un relè intermedio. Se l'interruttore deve essere inserito in un circuito da

4-20 mA cc, è necessario specificare

contatti a secco

placcati in oro per garantire la resistenza di contatto molto bassa necessaria. Figura 7-8: Didascalia immagine a tutta larghezza Applicazioni e installazioni Nell'interruttore a bilanciere (Figura 7-6C), un elemento o relè al mercurio è montato all'interno di un mobile in plastica; il cavo elettrico del mobile è fissato a un tubo all'interno del serbatoio o del pozzetto. Man mano che il livello sale e scende, il mobile si inclina verso l'alto e verso il basso, aprendo e chiudendo il contatto elettrico. La lunghezza libera del cavo determina il livello di azionamento. È possibile utilizzare uno, due o tre interruttori per azionare stazioni di pompaggio simplex e duplex.

Un sistema simplex (una pompa) utilizzerà un singolo interruttore collegato in serie con i cavi del motore in modo che l'interruttore avvii e arresti direttamente il motore della pompa (Figura 7-7). Un'applicazione duplex (due pompe) potrebbe utilizzare tre interruttori: uno sul fondo del serbatoio (LO) per arrestare entrambe le pompe, un altro al centro (HI) per avviare una pompa e l'ultimo nella parte superiore (HI-HI) per azionare la

seconda pompa, oltre

eventualmente a un allarme acustico e/o visivo. La figura 7-8A illustra come un interruttore a galleggiante montato lateralmente possa azionare un interruttore a lamella sigillato adiacente. Il vantaggio principale di questo design è che l'estensione della leva tende ad amplificare la forza di galleggiamento generata dal galleggiante. Pertanto, il galleggiante stesso può essere piuttosto piccolo. Lo svantaggio principale è che il serbatoio deve essere aperto per eseguire la manutenzione dell'interruttore. Se la forza di

galleggiamento del galleggiante viene utilizzata meccanicamente per azionare un interruttore a scatto, è necessaria una forza di solo un'oncia. Figura 7-9: Didascalia immagine a tutta larghezza Negli interruttori a galleggiante magnetico montati nella parte superiore (o inferiore) (Figura 7-8B), il magnete si trova nel galleggiante cilindrico che si

una camera esterna (Figura 7-8C). Quando
muove verso l'alto o verso il basso su un breve tubo guida verticale contenente un interruttore reed. Il movimento del galleggiante è limitato da clip e può essere solo di 1/2 pollice o meno. Questi galleggianti e tubi guida sono disponibili con galleggianti multipli in grado di rilevare diversi livelli. Il gruppo interruttore stesso può essere inserito direttamente nel serbatoio o montato lateralmente in una camera separata. Un interruttore magnetico azionato a pistone può anche essere montato in

il magnete scorre verso l'alto e verso il basso all'interno di un tubo non magnetico, aziona l'interruttore a mercurio all'esterno del tubo. Questi interruttori sono completamente sigillati e ben si adattano ad applicazioni industriali pesanti fino a 900 psig e 400 °C (750°F), soddisfacendo i requisiti del codice ASME. Questi interruttori possono essere montati

lateralmente, superiormente o su gabbia (Figura 7-9) e possono svolgere sia funzioni di allarme che di controllo su tamburi di vapore, riscaldatori dell'acqua di alimentazione, vasche di condensa, separatori di gas/olio, ricevitori e accumulatori. Sono disponibili anche interruttori a galleggiante con gabbia per impieghi leggeri con valori

nominali fino a 250 psig

a 200 °C (400 °F) e 400 psig a 40 °C (100 °F), adatti a molte caldaie, ricevitori di condensa, serbatoi di espansione, serbatoi giornalieri, serbatoi di stoccaggio e comandi di valvole di scarico. Le gabbie possono essere dotate di indicatori di livello. Sono disponibili interruttori multipli per applicazioni di commutazione multipla, come allarmi e controlli di livello delle caldaie. Figura 7-10: Didascalia immagine a tutta larghezza Interruttori a dislocatore Mentre un mobile segue solitamente il livello del liquido, un dislocatore rimane parzialmente o completamente immerso. Come mostrato nella Figura 7-10A, il peso apparente del dislocatore si riduce man mano che viene coperto da una maggiore quantità di liquido. Quando il peso scende al di sotto della tensione della molla,

l'interruttore viene azionato. Gli interruttori a dislocatore sono più affidabili dei normali galleggianti in applicazioni turbolente, con fluttuazioni, schiumose o spumose. Modificarne le impostazioni è facile perché i dislocatori possono essere spostati in qualsiasi punto lungo il cavo di sospensione (fino a 50 piedi). Questi interruttori sono intercambiabili tra i

serbatoi perché le differenze

di densità di processo possono essere compensate modificando la tensione della molla di supporto. Per verificare il corretto funzionamento di un normale interruttore a galleggiante può essere necessaria la riempitura del serbatoio fino al livello di azionamento, mentre un interruttore a dislocatore può essere testato semplicemente sollevando una sospensione (Figura 7-10A). Gli interruttori a dislocatore sono disponibili con gabbie e flange per impieghi gravosi per applicazioni fino a 5000 psig a 150 °C (300 °F), adatti per l'uso su accumulatori idraulici, ricevitori di gas

naturale, scrubber ad alta pressione e serbatoi di flash per idrocarburi. Displacer in continuo I displacer sono molto diffusi come trasmettitori di livello e come controllori di livello locali, in particolare nell'industria petrolifera e petrolchimica. Tuttavia, non sono adatti per l'uso con fanghi o liquami perché il rivestimento del dislocatore ne modifica il volume e quindi la forza di galleggiamento. Sono più precisi e affidabili per servizi che coinvolgono liquidi puliti di densità costante. Dovrebbero essere compensati in temperatura, in particolare se le variazioni

strumenti di bilanciamento della forza.
della temperatura di processo causano cambiamenti significativi nella densità del fluido di processo. Quando viene utilizzato come trasmettitore di livello, il dislocatore, che è sempre più pesante del fluido di processo, è sospeso al braccio di torsione. Il suo peso apparente provoca uno spostamento angolare del tubo di torsione (una molla di torsione, una tenuta a pressione senza attrito). Questo spostamento angolare è linearmente proporzionale al peso del dislocatore (Figura 7-10B). Il volume standard del dislocatore è di 100 pollici cubi e le lunghezze più comunemente utilizzate sono 14, 32, 48 e 60 pollici (sono disponibili lunghezze fino a 60 piedi in tipi di sonda speciali). Oltre ai tubi di torsione, la forza di galleggiamento può essere rilevata anche da altri sensori di forza, tra cui molle e

Quando la forza di galleggiamento è bilanciata da una molla, si verifica un certo movimento, mentre con un rilevatore di bilanciamento della forza, il dislocatore rimane in una posizione e varia solo il livello sopra il dislocatore. Figura 7-11: Didascalia immagine a larghezza intera Le unità di spostamento sono disponibili con uscite sia pneumatiche che elettroniche e possono anche essere configurate come controller locali autonomi. Quando viene utilizzato nel servizio idrico, uno spostatore da 100 pollici cubici genererà una forza di galleggiamento di 3,6 libbre. Pertanto, i tubi di torsione standard sono calibrati per un intervallo di forza compreso tra 0 e 3,6 lbf e i tubi di torsione a parete sottile per un intervallo

compreso tra 0 e 1,8 lbf. Per le raffinerie di petrolio e altri processi che funzionano in continuo, l'American Petroleum Institute raccomanda (in API RP 550) che i dislocatori siano installati in tubi di livello esterni con indicatori di livello e valvole di isolamento (Figura 7-11). In questo modo è possibile ricalibrare o effettuare la manutenzione del dislocatore senza interrompere il processo. Applicazioni di interfaccia Quando si misura l'interfaccia tra un liquido pesante e uno leggero (come l'olio sull'acqua), il collegamento superiore del dislocatore viene posizionato nello strato leggero e quello inferiore nello strato pesa

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Misurazione del livello

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Che cos'è un anemometro e cosa misura? Introduzione alla misurazione della velocità dell'aria