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Medición del nivel de llenado

Información general sobre la medición del nivel de llenado y sobre diversos procedimientos de medida

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Different principles of level measurement scheme

Definición

Para medir el nivel de llenado, se determina la altura de llenado del medio en contenedores industriales, por ejemplo, en depósitos de proceso o de almacenamiento, silos o canales abiertos. Para ello, los valores medidos se transfieren mediante señales electrónicas. La señal enviada se integra en el circuito de mando del controlador del proceso. En este punto, se distingue entre métodos de medida continuos y receptores de valor límite. A continuación se explicarán al detalle las diferentes clases así como las ventajas de los principios en los que se basan.

Clases de medición del nivel de llenado

Métodos de medida continuos

Medición del nivel de llenado por ultrasonido

Ultraschall Füllstandsmessung
Principios básicos del ultrasonido

El transmisor envía una onda de ultrasonido a una superficie. Allí se refleja la señal. A partir de la duración de la señal el equipo calcula la distancia del extremo inferior del sensor a la superficie. La influencia de la velocidad del sonido, que depende de la atmósfera circundante, se compensa automáticamente introduciendo unos valores específicos y midiendo la temperatura ambiente del transmisor.
Conociendo la distancia entre el extremo inferior del sensor y el fondo de un recipiente, el equipo podrá indicar su nivel de llenado. Si se conoce la geometría del recipiente, también puede calcularse el volumen. Gracias a diferentes filtros para el eco perturbador, es posible igualmente utilizarlo dentro de un recipiente, incluso aunque existan elementos que generen eco presentes.
Los sensores de ultrasonido pueden medir en:

  • Fluidos
  • Medios pastosos
  • Polvo
  • Materiales a granel
Ámbito de aplicación para sensores de ultrasonido

Los medidores de nivel de llenado por ultrasonido, gracias su principio de medición subyacente, son adecuados para diversas aplicaciones. De modo que, principalmente, se emplean en tanques abiertos y con aguas residuales, además de silos o tanques de plantas químicas y centrales lecheras.

Aquí es donde entran en juego las ventajas de la medición sin contacto. Ya que el grado de suciedad del agua o la presencia de lodos en el tanque no ejercen ninguna influencia sobre los resultados de la medida. Además, no existe contacto directo con el medio, por lo que también es posible el uso en aplicaciones con altas exigencias higiénicas.

Ventajas
  • La medición se realiza independientemente de las propiedades del medio
  • Aptos para medios abrasivos y agresivos gracias a que no hay contacto durante la medición

Medición del nivel de llenado según el principio del radar

Radarprinzip Schema
Funcionamiento de la medición de nivel por radar

El equipo de medición por radar consiste en una carcasa con un sistema electrónico, una conexión a proceso con antena y un sensor. Desde la antena del sensor de radar se emiten unos impulsos cortos de radar de aproximadamente 1 ns de duración. Dichos impulsos se reflejan en el material de llenado y son recibidos por la antena en forma de eco. Las ondas de radar se propagan a la velocidad de la luz. La duración del impulso de radar desde la emisión hasta la recepción será proporcional a la distancia y, por consiguiente, a la altura de llenado. La altura calculada por este procedimiento se transforma en la correspondiente señal de salida y se muestra como valor de medida.
Los sensores de radar pueden medir en:

  • Fluidos
  • Medios pastosos
  • Polvo
  • Materiales a granel
Ámbito de aplicación de los sensores de radar

Los sensores de nivel de llenado se emplean a menudo con medios agresivos y con condiciones de proceso dinámicas, como por ejemplo altas temperaturas u oscilaciones de presión. La medición se realiza del mismo modo que en la medición por ultrasonido sin contacto. Puesto que no existe contacto directo con el medio, el principio de medición es especialmente idóneo para aplicaciones higiénicas. Los procesos productivos para los derivados del yogur funcionan de forma controlada en un entorno altamente estéril. Las condiciones son especialmente exigentes en términos de facilidad de limpieza de todas las partes móviles que entran en contacto con el medio. Los ciclos de limpieza son consiguientemente extremos, puesto que una contaminación por otras bacterias podría suponer la pérdida de lotes completos. El principio del radar sin contacto no recibe ninguna influencia por cambios en la densidad del yogur, y no sufre ningún tipo de abrasión por parte de las frutas.

Además, la medición sin contacto es insensible a la influencia de la presión y del vacío, y es idónea para la medición del nivel de llenado en tanques de almacenamiento. Para poder disolver la bauxita en esta aplicación, se añade sosa cáustica diluida en el mezclador donde se mezcla con bauxita.  Para poder alcanzar una carga óptima del proceso es importante la regulación del nivel de llenado en un rango determinado.  El equipo de medición por radar calcula la altura de llenado actual y se lo transmite al sistema de control. Ni siquiera el sistema de agitación interfiere en la medición. La atmósfera de vapor dominante tampoco tiene influencia alguna.

Ventajas
  • Gran exactitud de los valores medidos
  • Ideal para condiciones de proceso dinámicas

Microonda guiada

Geführte Mikrowellle Schema
Funcionamiento del principio de la microonda guiada

Las microondas de alta frecuencia son guiadas a lo largo de una varilla o de un cable de acero. En cuanto alcanza la superficie del medio, estas ondas se reflejan y son recibidas por el sensor. Con el dato de la duración de la onda se calcula el nivel de llenado y se muestra como valor de medida.

Detección de nivel

Interruptor flotante

Schwimmerschalter
Funcionamiento del principio del flotador

Un flotador representa un sensor que, gracias a su reducida densidad, «nada» sobre el fluido. Dentro del flotador se encuentra un imán y uno o varios contactos reed. Al alcanzar el nivel de líquido definido, debido al empuje de flotación el imán activa el contacto reed. Se produce entonces la medición independientemente de la influencia de factores como la presión, la temperatura, la conductividad y la formación de burbujas en el medio. Por eso, este principio es idóneo para diferentes aplicaciones, como por ejemplo en medios en los que se forma espuma o superficies dinámicas, así como dentro de un amplio rango de temperatura.
Los sensores de flotador son capaces de medir en:

  •  Líquidos

Horquilla vibrante

Tuning Fork Scheme
Funcionamiento del principio de la horquilla vibrante

En el tanque hay una horquilla vibrante. Dicha horquilla recibe una excitación piezoeléctrica y vibra con su frecuencia de resonancia mecánica, que es de aprox. 1200 Hz. Debido al contacto con el medio, varía la frecuencia de vibración. La variación en la frecuencia es registrada por un oscilador integrado, y es transformado por un comando de conmutación.

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