Métodos Directos. Métodos Indirectos. Medidores de sonda o de vara. Instrumentación

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1 Tea 4. Medición de Nivel Introducción a edición de nivel consiste en edir la altura a la que se encuentra la superficie libre del líquido a partir de una línea de referencia. Eisten básicaente dos étodos: Métodos Directos Estos consisten en edir directaente la superficie libre del líquido a partir de una línea de referencia. ueden ser: Observación visual directa de la altura sobre una escala graduada: edidor de vara, de tubo de vidrio, etc. Deterinación de la posición de un flotador que descansa sobre la superficie libre del líquido: flotador cinta, flotador eje, etc. Electrodos que acen contacto con la superficie libre del líquido. Métodos Indirectos Estos consisten en edir otros efectos que cabian con el nivel del líquido. Entre ellos están: Medición de presión idrostática o presión diferencial. Medición de fuerza de epuje. Coo en el de tubo de torsión. Medición de la radiación nuclear. Medidor radioactivo. Refleión de ondas de radio, de radar o sónicas desde la superficie libre del líquido. Medidor ultrasónico. Medición de la capacitancia eléctrica. Estos étodos tienen un error inerente debido a que el nivel se deterina a partir de la edida de otra variable. Medición Directa de Nivel Medidores de sonda o de vara Estos instruentos consisten en una varilla o regla graduada de la longitud conveniente para introducirla dentro del depósito, la deterinación del nivel se efectúa por la lectura directa de la longitud ojada por el líquido, cuando la sonda se introduce asta el fondo del tanque. Este étodo sirve para tanques a presión atosférica se usa coúnente en tanques de fuel oil, gasolina aceites en otores de cobustión interna. Una variante de este étodo consiste en una varilla graduada con ganco, que se suerge en el líquido se levanta después asta que el ganco rope la superficie del líquido. En este caso la distancia entre ese punto la parte superior del tanque representa directaente el nivel del tanque. Este se puede usar solo cuando la superficie libre del líquido se puede ver directaente. Cuando el tanque tiene una profundidad grande, entonces se ace difícil anipular la regla por su longitud, en este caso se puede sustituir la varilla por una cinta fleible al cual se le coloca un peso en la punta, forando el edidor de cinta ploada. Jean-François DUHOSTE Escuela de Ingeniería Mecánica - U

2 Medidores de nivel de cristal Consiste en un tubo de vidrio con sus etreos conectados al tanque ediante bloques etálicos válvulas. Se usan por lo general tres válvulas: dos de cierre de seguridad anteniiento en los etreos del tubo, con las cuales se ipide la fuga de líquido en caso de ruptura del tubo; una válvula de purga. Tanque abierto Tanque cerrado Con aradura El nivel de cristal noral se eplea para presiones de asta 700Ka, para presiones as elevadas se usa un cristal grueso, de sección rectangular protegido por una aradura etálica. En este caso la lectura se puede efectuar por refleión o por transparencia. Cristal Juntas íquido Cristal Juntas íquido Refleión Transparencia a principal ventaja de este étodo es la gran seguridad que ofrece en la lectura del nivel del líquido, pudiendo controlar o calibrar con este las lecturas de Refleión otros aparatos. Sin ebargo presenta la desventaja de peritir solo una indicación local. unque se pueden usar cáaras de televisión para la edición a distancia. Medidores de nivel de flotador Consisten en un flotador situado en el seno de un líquido conectado al eterior del tanque indicando directaente el nivel. a coneión puede ser directa, agnética, eléctrica e idráulica. Coneión directa Eisten dos odalidades: Flotador cinta Consta de un flotador que puede ser de níquel, cobre o plástico el cual esta conectado ediante una cinta a través de una polea a un contrapeso al eterior del tanque. a posición del contrapeso indicará directaente el nivel. Su rango de edida será igual a la altura del tanque. Este étodo solo sirve para tanques abiertos, debido a la dificultad de producir un sello suficienteente erético en la cinta. Eiste una odalidad de este instruento en donde la polea es accionada por un otor eléctrico, sustituendo así el contrapeso. En este caso cuando eiste se controla le tensión de la cinta, cuando esta es inferior al valor deseado se tensa la cinta cuando es u grande se deja caer, la posición del eje del otor indicará entonces directaente el valor del Jean-François DUHOSTE Escuela de Ingeniería Mecánica - U

3 3 nivel. Esta variante se usa en tanques con fluidos que poseen líquidos en suspensión o cuando eiste una tapa flotante en el tanque, en cuo caso el flotador reposa sobre la tapa. Flotador eje Consiste en un flotador conectado a un eje giratorio que sale del tanque en cuo etreo se encuentra una aguja indicadora, la cual indica sobre una escala el nivel del tanque. Este étodo se puede utilizar en una gran variedad de líquidos, inclusive en aquellos de alta viscosidad en tanques cerrado con presiones asta de 000 psi. Es sin ebargo aconsejable no usarlo para líquidos con sólidos en suspensión, a que estos sólidos se pueden depositar sobre el flotador produciendo un error en la edida. En este caso el rango (H) está liitado por la longitud del brazo del flotador () el ángulo rotado (α) que no debe ser superior a 60º a que para valores aores la edida se vuelve altaente no lineal. El valor del rango se puede calcular H sin α. con la epresión: ( ) Tubo para aortiguar turbulencia Flotador cinta Flotador eje Coneión agnética Esta puede ser de dos tipos. Flotador agnético con cinta El prier tipo consta de un flotador anular que posee un ián en su interior que se desliza alrededor de un tubo sellado instalado en fora vertical dentro del tanque. Dentro del tubo una pieza agnética sigue al flotador en su oviiento ediante un cable o varilla arrastra el indicador del instruento situado generalente en la parte superior del tanque. El instruento puede ser adeás transisor neuático o electrónico. Este étodo es recoendable para tanques cerrados en donde no se pueda correr el riesgo de fugas, coo por ejeplo un tanque de gas licuado. Tubo sellado Flotador agnético cinta Guía Flotador agnético con indicación por color Flotador agnético con indicación por color Esta es una variante de la coneión agnética en donde el flotador, que posee en su interior un ián, se desliza sobre una guía próia a una pared del tanque. En este caso la indicación se realiza ediante la rotación de pequeños eleentos agnetizables de color que el ián atrae al pasar cerca de ellos. Si cada una de las paredes del eleento son Jean-François DUHOSTE Escuela de Ingeniería Mecánica - U

4 4 de color distinto entonces el eleento que esta en una posición diferente de los otros, por tanto uestra un color distinto indicará la posición del nivel. a coneión eléctrica Esta consta de un flotador conectada a un eje giratorio ediante un brazo, el cual ace girar el eje de un potencióetro o desplaza la guía de un potencióetro recto. Este es básicaente un transductor eléctrico de resistencia variable. or lo que es usado principalente cuando se requiere acer la edición a distancia. En aparatos de cierta sofisticación se puede sustituir el potencióetro por algún instruento electrónico. e i e 0 a coneión idráulica o neuática En este caso el flotador actúa sobre un fuelle de tal odo que varía la presión del circuito idráulico o neuático señala en el receptor el nivel correspondiente. Esta tabién es usada generalente para ediciones a distancia perite distancias de transisión de asta 75 etros puede eplearse en tanques cerrados. Sin ebargo requiere una instalación calibración coplicada posee partes óviles en el interior del tanque. El flotador de estos instruentos puede tener foras u variadas estar ecos de ateriales u diversos según el tipo de fluido a edir. Estos tienen una precisión de ±0.5 %. Uno de los inconvenientes de este instruento es que el flotador puede agarrotarse en el tubo guía, a sea por depósitos de ateriales o por dobladura. Medidor de electrodos Consiste en uno o varios electrodos dentro de un tanque un relé electrónico o eléctrico que es ecitado cuando el líquido los oja. Con este étodo se aproveca la conductividad eléctrica del líquido para acer el contacto eléctrico. or lo tanto el líquido debe ser suficienteente conductor para que el relé sea capaz de detectar el paso de corriente. a ipedancia ínia en este caso está en el orden de los 0MΩ/c. Siendo la corriente que circula por el líquido del orden de los. Se usa por lo general tensión alterna para evitar fenóenos de electrólisis que pueden desgastar los electrodos. El instruento se eplea generalente coo alara o sensor para control alto bajo los electrodos se encuentran en puntos de áio ínio nivel. Sin ebargo se puede tener un núero aor de puntos de edición colocando un aor núero de electrodos, cada electrodo representará en este caso un punto de edición. as liitaciones de este instruento son principalente el requerir un gran núero de poo Electrodos REE Salida electrodos para poder realizar una edición cercana a la continua. Y su dificultad de uso en líquidos no conductores, eplosivos o que contienen sólidos que se depositan sobre los electrodos tienden a aislarlos. Jean-François DUHOSTE Escuela de Ingeniería Mecánica - U

5 5 Medición indirecta de nivel Medidor de nivel por fuerza de epuje El representante coún de este tipo de edidor es el edidor de tubo de torsión, el cual consiste en un flotador, vertical largo, parcialente suergido en el líquido conectado ediante un brazo a un tubo de torsión unido rígidaente al tanque. Dentro del tubo unido a su etreo libre se encuentra una varilla que transite el oviiento de giro a un indicador en el eterior del tanque. Este tubo de torsión se caracteriza porque el ángulo de rotación de su etreo libre es directaente proporcional al oento aplicado, o sea al epuje que ejerce el flotador que según el principio de rquíedes el flotador sufre un epuje acia arriba que viene dado por la epresión: F sh El oento sobre la barra de torsión será entonces: M ( sh W )l Donde: F: fuerza de epuje del líquido s: sección transversal del flotador H: altura suergida del flotador : peso específico del líquido l: longitud del brazo del flotador W: peso del flotador uego al auentar el nivel del líquido este ejerce un epuje sobre el flotador igual al voluen de la parte suergida ultiplicada por el peso específico del líquido, tendiendo a neutralizar su peso propio. El oviiento angular del etreo libre del tubo de torsión es u pequeño, del orden de los 9º. as diensiones del flotador dependerán de la aplitud de la edida requerida. Sabiendo que su uso es apto para la edida de pequeñas diferencias de nivel asta aplitudes de 00. Este sistea presenta adeás la ventaja de proporcionar un cierre estanco entre el tanque el eterior. or lo tanto se puede usar en tanques abiertos o cerrados, a presión o al vacío. a precisión de este instruento es del orden del % Medición de nivel por presión idrostática o presión diferencial Este étodo se basa coo su nobre lo indica en la edición de la presión idrostática en el fondo del tanque o la presión diferencial entre dos puntos del tanque, la cual será directaente proporcional al nivel de líquido en el tanque según la epresión: G Donde: H O : presión ejercida por la coluna de líquido : altura del nivel de líquido por encia del edidor de presión : peso específico del líquido G: gravedad específica de líquido H O : peso específico del agua Estos instruentos se pueden usar tanto en tanques abiertos coo en tanques cerrados, sin ebargo su funcionaiento es diferente en abos casos. ara tanques abiertos se usa la presión idrostática anoétrica en tanques cerrados se usa una presión diferencial entre la parte inferior superior del tanque. El rango de estos instruentos varía entre 0 a 8 c de agua asta el rango áio del anóetro utilizado para edir la presión. Jean-François DUHOSTE Escuela de Ingeniería Mecánica - U

6 6 Medición de nivel por presión idrostática en tanques abiertos En tanques abiertos se utiliza directaente la presión idrostática anoétrica edida en el fondo del tanque, la cual será directaente proporcional a la presión. Eisten varios tipos de edidores de nivel para tanques abiertos a saber. Medidor anoétrico Consiste en un anóetro conectado directaente a la parte inferior del tanque, la lectura del anóetro indicará directaente la altura entre el nivel del líquido el eje del anóetro, por lo que este se puede calibrar en unidades de nivel. ara este instruento se acostubra instalar adeás una válvula de cierre, para poder desontar el instruento sin tener que vaciar el tanque. Y Nivel ínio se suele añadir tabién un recipiente de decantación, con una válvula de purga, para evitar que las partículas en suspensión del líquido lleguen al anóetro poder urga eliinar regularente las que se acuulen en el recipiente. Coo los niveles son valores liitados, debido a aor altura el nivel requiere de una resistencia uco aor, entonces el capo de edida de los anóetros es bastante pequeño por lo cual se usan generalente eleentos sensores de tipo fuelle. Este sistea solo sirve para fluidos relativaente lipios en tanques abiertos. Medidor de ebrana (caja de diafraga) Este utiliza una ebrana conectada con un tubo estanco lleno de aire a un instruento edidor de presión. En este caso la fuerza ejercida por la coluna de líquido sobre el área de la ebrana coprie el aire atrapado en el tubo con una presión igual a la presión ejercida por la coluna de líquido. Nivel ínio Caja abierta urga Caja cerrada El voluen de aire interno suele ser bastante grande por lo cual el sistea está liitado a distancias no aores de 5 debido a la copresibilidad del aire. El edidor tiene una eactitud de asta % puede trabajar asta teperaturas de 60ºC. Este sistea es delicado a que cualquier pequeña fuga de aire puede dañar la calibración e incluso inutilizar el sistea, por lo cual no es conveniente usarlo para líquidos corrosivos. Sistea de trapa de aire Este sistea es siilar al de la caja diafraga abierta solo que no posee diafraga, quedando el aire del sistea de edición atrapado sipleente por el líquido. a principal liitación de este sistea es la posibilidad de pequeñas fugas del aire atrapado, por lo cual se requiere de aire de reposición de una calibración periódica. Jean-François DUHOSTE Escuela de Ingeniería Mecánica - U

7 7 Suinistro de aire de reposición Nivel ínio Medidor de tipo burbujeo Este eplea un tubo suergido en el líquido a cuo través se ace burbujear aire ediante un regulador de caudal. a presión del aire en la tubería es equivalente a la presión idrostática ejercida por la coluna del líquido, es decir al nivel. El regulador de caudal perite antener el flujo constante a través de la tubería sin iportar el nivel (caudal coún 50Nl/). a tubería de aire suele ser de ½ pulgada con el etreo biselado para la fácil foración de burbujas. Tubo ½ Tubo ¼ Regulador de flujo de aire Manóetro lientación El anóetro receptor puede colocarse asta distancias de 300. Se puede adeás usar otros tipos de gas adeás de aire, e incluso líquido coo fluido de purga si en algún caso se requiere. Este sistea es siple da buenos resultados, en particular en el caso de líquidos u corrosivos o con sólidos en suspensión eulsiones. No se recoienda su uso cuando el fluido de purga puede perjudicar el líquido del proceso. Tapoco es conveniente para líquidos u viscosos en donde se presentan dificultades para la foración de las burbujas. Medición de nivel por presión idrostática en tanques cerrados a edición del nivel en tanques cerrados utilizando la presión idrostática se puede acer de dos foras: Medir la presión en la parte inferior del tanque restarle la de la parte superior. Esto se puede acer siepre que ésta últia sea constante. Utilizar un edidor de presión diferencial que ide la diferencia entre la presión de la parte superior del tanque la parte inferior. a segunda fora es la ás utilizada, para ello se suelen usar por lo general dos tipos de edidor de presión diferencial. Jean-François DUHOSTE Escuela de Ingeniería Mecánica - U

8 8 Tanque cerrado con atósfera no condensable De diafraga, que por lo general fora parte de un transisor neuático o electrónico. El diafraga indica Donde: H De tubo en U, Que se usa cuando se quiere acer la edición en sitio. Si se usa un anóetro sin líquido sellador las epresiones son: El equilibrio de presiones se obtiene para: ( 0 d ) ( d z) En este caso el voluen desalojado por el líquido es: V d z d z or lo tanto: z 0 Si la sección del tubo del anóetro es igual por abos lados: z 0 d 0 z 0 0 d C 0 S 0 z Sin líquido sellador Con líquido sellador Si en cabio se requiere del uso de un anóetro con líquido sellador las epresiones serán las siguientes. El equilibrio de presiones se obtiene para: Jean-François DUHOSTE Escuela de Ingeniería Mecánica - U

9 Jean-François DUHOSTE Escuela de Ingeniería Mecánica - U 9 ( ) ( ) ( ) ( ) S S S S d d 0 ( ) ( ) ( ) S d d 0 Donde: : peso específico del líquido a edir S : peso específico del líquido sellador : peso específico del líquido anoétrico El voluen desalojado será en este caso: d d V C C ; Se obtiene entonces la epresión para el nivel () en función de la altura ediada sobre el anóetro (): S C C 0 0 C S C Si la sección del tubo del anóetro es igual por abos lados ( ): 0 C S C Si adeás la sección del tubo en la zona del líquido sellador es la isa ( C ): 0 Tanque cerrado con atósfera condensable En el caso de tanques cerrados con atósfera condensable, coo por ejeplo en una caldera, se presenta la particularidad que el vapor que se encuentra en la parte superior del tanque se condensará al enfriarse en la tubería de coneión al anóetro de edición de presión. or lo tanto en este caso la presión edida en el anóetro del lado de la toa de la parte superior del tanque ( ) será aor que la presión edida por el anóetro del lado de la toa de la parte inferior del tanque ( ). Veos que en este caso la epresión para la diferencia de presión viene dada por: ( ) ( ) H ( ) H Esto indica entonces que entre aor sea la presión diferencial ( ) enor será el nivel. En la práctica coún se suele invertir las coneiones del edidor de presión para toar en cuenta esta particularidad. H

10 0 rreglos de tuberías ara la edida de nivel de líquidos en tanques cerrados se pueden acer una serie de arreglos de tuberías, según el proceso al que se le realiza la edición: Tanque cerrado con atósfera no condensable Esta uestra la coneión típica de de las coneiones para tanques cerrados con atósfera no condensable. Es de notar aquí la presencia de válvulas de bloqueo de igualación, las cuales periten realizar una calibración del instruento de edición de presión sin requerir el vaciado del tanque ni la desconeión del instruento del proceso. Si el tanque es abierto se requerirá solo la línea de coneión de alta presión. Tanque cerrado con atósfera condensable Esta uestra la coneión típica de de las coneiones para tanques cerrados con atósfera condensable. Obsérvese aquí que la coneión es idéntica al caso de atósfera no condensable pero con la particularidad que se an invertido las coneiones de alta (H) baja presión (). Sistea de purga por líquido Jean-François DUHOSTE Escuela de Ingeniería Mecánica - U

11 Este es un sistea que se utiliza para la edición de nivel de líquidos corrosivos, cuando se tienen sólidos en suspensión o en el caso de líquidos que se pueden solidificar o precipitar al enfriarse en la tubería. Se eplea en este arreglo un líquido apropiado el cual se ace fluir acia el tanque a través de las toas de presión. Se regula el flujo de este líquido al valor ás bajo posible, de esta anera la presión edida será solo ligeraente superior al valor real. Si este flujo es igual acia abos lados entonces la edida de la diferencia de presión, por tanto el nivel, no presenta error por el efecto del flujo de entrada. Sistea de purga por aire o gas Jean-François DUHOSTE Escuela de Ingeniería Mecánica - U

12 En esencia es el iso sistea de la purga por líquido pero se usa aire o algún gas en lugar del líquido. Se usa en las isas aplicaciones que el caso de purga por líquido. a diferencia principal entre los dos tipos de purga es que en el sistea por líquido se tiende a añadir un voluen de líquido, por u pequeño que este sea, se tiende auentar el nivel en el tanque, en cabio en el sistea de gas se tiende auentar la presión interior del tanque. Trapas de sedientos Estas tabién se conocen coo cáaras de asiento. eriten drenar condensación o uedad en la tubería, lo cual es recoendable acer a intervalos regulares en los procesos donde se presenta este fenóeno., a que de lo contrario se originarían errores en la edición. Medición de nivel por capacitivo Este funciona idiendo la capacidad de un condensador (capacitor) forado por un electrodo suergido en el edio del tanque las paredes del tanque. a capacidad del conjunto depende linealente del nivel del líquido. Salida Salida Fluido no conductor Fluido conductor En fluidos no conductores se eplea un electrodo noral, la capacidad será función de la capacitancia del dieléctrico forado por el gas as el líquido as el de las coneiones. Si el líquido es conductor con una conductividad ínia de 00 μω/cc el electrodo se aísla, usualente con teflón, se debe añadir entonces la capacitancia del dieléctrico forado por el aislante. Jean-François DUHOSTE Escuela de Ingeniería Mecánica - U

13 3 a precisión de este instruento esta en el orden del %. Su capo de edida es prácticaente iliitado pueden eplearse en la edida de interfases de líquidos, con la única condición de que posean diferentes capacitancias eléctricas. os principales inconvenientes son que teperatura puede afectar las constantes dieléctricas, la posibilidad que se depositen eleentos sólidos sobre el electrodo que falseen la edida. Ventajas El eleento sensor puede ser u siple sin partes óviles El eleento sensor es fácil de lipiar a capacitancia para presión, nivel teperatura es fácil de deterinar Desventajas Se puede originar un error por cabio de la constante dieléctrica del fluido con la teperatura os líquidos conductores viscosos, que cubren el eleento sensor pueden causar lecturas erróneas o copletaente falsas as burbujas de aire o espua en el líquido o espua en la superficie libre producen lecturas erróneas No se puede edir nivel de interfases en líquidos conductores. Medición de nivel por ultrasonido Este étodo se basa en la eisión de un ipulso ultrasónico a una superficie reflectante, la superficie libre, la recepción del eco del iso en el receptor. En este caso el retardo en la lectura o captación del eco depende del nivel del tanque. Montaje superior En ire Montaje ateral En íquido De alara Indicación continua Estos se pueden usar coo alara, en este caso los sensores vibran con una cierta frecuencia se aortiguan (disinue la frecuencia) cuando el líquido los toca. En este caso el ontaje puede ser lateral o superior. Se pueden usar tabién coo indicación continua, en este caso la fuente de ultrasonido genera ipulsos que son detectados por el receptor una vez transcurrido el tiepo de ida vuelta de la onda a la superficie del sólido o líquido. Coo la refleión de la onda se realiza en la superficie libre, el ontaje podrá ser entonces en el aire o en el líquido. Sirven para todo tipo de líquidos, pero son sensibles a la densidad del fluido en el cual es transportada la onda, a que la velocidad de propagación de la onda varía según la densidad del edio de transporte de ésta, por lo tanto el étodo no es conveniente para procesos en donde cabian continuaente las condiciones abientales. Tabién se presentan probleas de refleión cuando en la superficie del líquido se foran espuas, eisten sólidos en suspensión o la superficie no es suficienteente nítida debido a turbulencias por ejeplo. Trabajan generalente con una frecuencia de 0 KHz. a precisión de estos instruentos está en el orden del al 3%. Jean-François DUHOSTE Escuela de Ingeniería Mecánica - U

14 4 Medición de nivel por radiación nuclear Este étodo consiste en el uso de una fuente de radiación (eisor de raos gaa) un detector de radiación, dependiendo del sitio en donde se coloquen abos la radiación captada por el detector será proporcional al nivel del tanque. Eisten dos principios que pueden ser útiles para éste propósito: a intensidad d el radiación recibida varía en proporción inversa al espesor (asa) de cualquier aterial interpuesto entre la fuente el detector. En este caso se puede usar el líquido coo una barrera de espesor variable entre la fuente el detector. a intensidad varía en proporción inversa al cuadrado de la distancia entre la fuente el detector. En este caso el eisor o el receptor se pueden colocar en un flotador que se desplaza sobre la superficie libre del líquido. Receptor Receptor Eisor Eisor or variación de asa interpuesta or variación de distancia El eisor de radiación puede ser por ejeplo una pequeña aguja de platino-iridio que contenga una pequeña cantidad de sales de radio. Esta es usada principalente cuando la fuente esta ontada sobre un flotador. Otro tipo de fuente puede ser cobalto 60 de 5.5 años, el cesio 37 de 33 años el radio 60 de 60 años. os receptores son por lo general de dos tipos: Contador Geiger Es sipleente un contador de radiación el cual eite pulsos eléctricos en proporción a la cantidad de radiación recibida, estos pulsos son integrados rectificados para producir una corriente directa que se puede epresar en térinos de nivel. Este detector puede usarse en cualquiera de los dos principios antes encionados. Celda de ionización de gas Esta es una celda que convierte la energía de radiación gaa en una señal eléctrica. Esta posee dos electrodos separados por un gas, el cual cuando es epuesto a radiación se ioniza originando iones positivos que son atraídos por el electrodo negativo, generando así una corriente eléctrica que será proporcional al nivel. osteriorente esta corriente debe aplificarse para poder realizar la lectura con ás facilidad. En este caso se usa generalente el principio de variación de la asa interpuesta pero se suele acer un ontaje lateral al tanque. plificador Voltíetro Fuente Celda de ionización or lo tanto en este ontaje la cantidad de radiación que llega a la celda será función inversa al nivel interpuesto entre fuente detector. Jean-François DUHOSTE Escuela de Ingeniería Mecánica - U

15 5 Ventajas a radiación atraviesa diversos ateriales por lo cual el sistea puede colocarse al eterior del tanque Se puede usar en líquidos corrosivos a alta presión teperatura rovee eactitud en la edición lta velocidad de respuesta arga vida Desventajas Se trabaja con eleentos radioactivos peligrosos lo cual requiere licencia Se deba acer suo cuidado en el transporte la instalación del instruento Es u costoso Medición de nivel de sólidos (granulados o en polvo) Se usan en la industria para edir el nivel en los tanques o silos destinados a contener ateria pria o productos finales, pueden realizar la edición en puntos fijos o en fora continua. Medición en puntos fijos os detectores de nivel de puntos fijos proporcionan una edida en uno o varios puntos fijos deterinados en el ontaje del instruento. Estos detectan cuando el nivel llega a un punto para dar una señal de alara o controlar la entrada o salida del producto. Tipos: Detector de diafraga Consiste en una ebrana fleible que puede entrar en contacto con el producto dentro del tanque que contiene en su interior un conjunto de palancas con contrapesos que se apoa sobre un interruptor. El aterial del diafraga puede ser de goa, tela, neopreno o fibra de vidrio. Tiene la desventaja de no poder aditir ateriales granulados superiores a 80 de diáetro su precisión es de ± 50. Interruptor Detector de cono suspendido Este consiste en un interruptor ontado dentro de una caja estanca al Interruptor Cono suspendido de los 50. Cabezal de goa Salida Salida polvo con un cabezal de goa en la que se suspende una varilla que terina en cono. Cuando el nivel del producto alcanza el cono el interruptor ce cierra al descargarse el peso de este del cabezal de goa, que posee la fleibilidad suficiente para esto. Este instruento puede actuar coo alara o control de nivel, su aplicación típica es en carbón, granos caliza. Se debe tener la precaución de proteger ecánicaente el instruento para ateriales pesados, a que en su caída de la boca de descarga lo podría dañar, tabién debe protegerse cuando se usa en niveles bajos o interedios. Su precisión es del orden Interruptor Varilla fleible Consiste en una varilla de acero conectada a un diafraga de latón donde está contenido un interruptor. Cuando los sólidos presionan, auque u ligeraente en la varilla, el interruptor se cierra actúa sobre una alara. El instruento funciona coo alara de nivel alto, para lo cual está colocado en la parte superior del tanque. ara ipedir que la siple caída de sólidos produzca una alara infundada, incorpora un relé de retardo. Varilla Salida Jean-François DUHOSTE Escuela de Ingeniería Mecánica - U

16 6 Tiene una precisión de ± 5. Este se utiliza en ateriales coo carbón puede trabajar a teperaturas asta de 300ºC Medidor conductivo Consiste en un electrodo dispuesto en el interior de unas placas con el circuito eléctrico abierto. Cuando los sólidos alcanzan el aparato se cierra el circuito se acciona el relé de alara. Este instruento se liita al uso en sólidos con una conductividad eléctrica apreciable superior a 0-7 Ω, coo por ejeplo el carbón. Funciona asta teperaturas de 300ºC. lacas a tierra Electrodo Detector de paletas rotativas Consiste en un eje vertical dotado de paletas, que gira continuaente a baja velocidad accionado por un otor sincrónico. Cuando el producto sólido llega a las paletas, este las inoviliza con lo que el soporte del otor la caja de engranes gira en sentido contrario. En su giro el soporte del otor actúa sobre dos interruptores, uno de alara otro que apaga el otor. El eje puede ser rígido o fleible según el uso, estos pueden usarse en todo tipo de tanques abiertos para ateriales granulares o carbón. Su precisión es de ± 5. Motor Base fija Interruptores Eje con paletas Detector de celda fotoeléctrica Es el iso sistea que el usado para la seguridad en ascensores por ejeplo. Consiste sipleente en un az de luz que es enviado en fora rectilínea aun detector de luz, si el az es cortado por cualquier eleento opaco el detector lo percibe ace una indicación de alara o corta el circuito de entrada del producto. En algunas configuraciones se puede colocar el generador de luz el receptor en el iso lugar se coloca un reflector en el lado opuesto del tanque, para reflejar el az de luz. Esta últia configuración suele ser ás utilizada en la actualidad a que eisten eleentos copactos que incluen el generador de luz el detector en un iso eleento. En el ontaje de este instruento se debe tener cuidado que el punto de descarga del producto esté desfasado del az de luz de lo contrario este actuara coo si estuviese lleno cuando se estén descargando eleentos. Espejo Espejo Descarga CORTE Fuente de luz Celda fotoeléctrica Descarga Fuente de luz Detector de ultrasonido Su funcionaiento configuración es idéntica al utilizado para líquidos. NT Celda fotoeléctrica Detectores de nivel continuos Estos son los que son capaces de realizar una edida continua del nivel del sólido, no solo la edida en algunos puntos deterinados. Jean-François DUHOSTE Escuela de Ingeniería Mecánica - U

17 7 Medidor de peso óvil Consiste en un pequeño peso óvil sostenido por un cable desde la parte superior del silo ediante poleas. Un otor un prograador situados en el eterior establecen un ciclo de trabajo del peso. Éste baja suaveente en el interior del silo asta cocar con el leco de sólido, en este instante la cuerda se afloja, un detector adecuado invierte el sentido del oviiento asciende asta la parte superior del silo, el punto donde cabia el sentido indica el nivel. eso Motor con prograador Medidor de nivel de báscula Este instruento ide el nivel indirectaente a través del peso del conjunto tolva ás producto. Coo el peso de la tolva es conocido es fácil deterinar el peso del producto por lo tanto el nivel. En este caso la tolva se apoa sobre una platafora de carga actuando sobre la palanca de la báscula o bien carga sobre eleentos de edida neuáticos, idráulicos o eléctricos. El sistea es relativaente caro, en particular para tolvas de gran taaño, su sensibilidad depende del sensor de peso utilizado, variando entre 0.5 % a %. Este tiene adeás la desventaja de tener que ser calibrado para un producto específico. Medidor capacitivo, ultrasonido de radiación Su estructura funcionaiento es idéntica a la de los edidores de líquidos del iso tipo Jean-François DUHOSTE Escuela de Ingeniería Mecánica - U

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