Tamara: Los sensores de nivel de los decantadores, se han quedado anticuados y no se pueden conectar al nuevo autómata que va a gobernar el proceso. Tendremos que encontrar los adecuados al nivel de los depósitos, con salida analógica de 0 a 10 voltios, para que puedan ser conectados a las entradas analógicas del autómata.
El nivel es una característica que se suele medir en muchos procesos industriales (depósitos). Se mide en unidades de distancia que son, normalmente, el metro y sus múltiplos (cm, mm). También se puede utilizar la pulgada ( 1pulgada = 1 inch = 25,4 mm ).
Existen medidores de nivel que se utilizan para evitar sobrellenado o rebosamiento (detección de valor límite) y medidores continuos para controlar pérdidas o consumo. También es importante el tipo de material a controlar y sus características (sólido o líquido, pulvurulento o de grano grueso, transparente u opaco, si tiene material abrasivo, tiende a formar espumas, etc.). La forma del depósito, si es metálico o no, la precisión que se desea conocer el nivel son parámetros que hay que tener en cuenta.
PRESIÓN DIFERENCIAL
Se obtiene la altura que alcanza un líquido a partir de la presión existente en el fondo del depósito, que dependerá del peso específico de la sustancia y de la profundidad a que se efectúe la medida. Estos medidores presentan una elevada precisión y reproductividad y pueden utilizarse también en procesos que presenten formación de vapor o en líquidos abrasivos o agresivos. Se puede medir el nivel tanto en depósitos abiertos como cerrados.
Utilizando las fórmulas clásicas se puede establecer la relación entre la altura del depósito y la presión en el fondo del mismo. Cuando el depósito es cerrado habrá que medir además la presión interior.
FLOTADOR
Se basa en el desplazamiento de un flotador que se mueve a través de una guía y actúa sobre un indicador. Este indicador puede ser simplemente visual o puede tener un sistema resistivo para dar una tensión proporcional a la altura. En sistemas más sofisticados se puede colocar un encoder. Este sistema no le afecta las variaciones de temperatura ni de presión, pero si la acumulación de suciedad, turbulencias o cambios de densidad del líquido.
Para indicar el valor límite se puede utilizar una boya que flota en el líquido y cuando llega a una determinada altura actúa un interruptor eléctrico.
CAPACITIVOS
Se puede utilizar tanto para líquidos como para sólidos. Estos medidores están basados en la constante dieléctrica del material, sea porque es conductor o porque tiene una constante dieléctrica mayor que la del aire. El medidor es una sonda creada por un condensador cilíndrico. También si el deposito es metálico se puede generar el condensador entre éste y un conductor.
CONDUCTIVO
Si el líquido es conductor, un medidor muy económico es el medidor conductivo, compuesto por dos electrodos y en el que el contacto del líquido con el electrodo cierra un interruptor. Evidentemente se utiliza para la medida del valor límite. Actualmente se comercializan electrodos especialmente diseñados para utilización con líquidos agresivos.
ULTRASONIDOS
El sensor se compone de un emisor y un receptor. El emisor emite ondas ultrasónicas y el receptor las recibe. Si mediante unos circuitos electrónicos se mide el tiempo desde que el haz sale del emisor hasta que se recibe, basta con conocer la velocidad del sonido en el medio de propagación para que podamos determinar la distancia hasta la superficie.
Este sistema se utiliza también con otro tipo de ondas, como las electromagnéticas (microondas, radar, láser, etc.). Todos ellos se basan en medir el tiempo que le cuesta al haz, desde que se emite hasta que se recibe una vez reflectado.
RADIACTIVOS
Este método se basa en la determinación del grado con el que el líquido absorbe la radiación procedente de una fuente de rayos gamma. Esta absorción es directamente proporcional al nivel del liquido e inversamente proporcional a su densidad. La radiación residual es medida con un contador de centelleo que suministra pulsos de tensión y cuya frecuencia es inversamente proporcional a la densidad.
CÉLULAS DE CARGA
Para la determinación del nivel de un material en un silo, sea este del tipo que sea, se instalan en la superficie externa del mismo elementos de pesaje. De esta forma se determina el peso del líquido si restamos al peso anterior el peso del silo. Sabiendo el peso del líquido, la geometría del silo y las características del material podemos calcular el nivel.
Un sensor de presión que da una tensión de 0,2mV/kPa, se utiliza para medir el volumen de aceite contenido en un recipiente cilíndrico de 4 metros de alto, y 2 metros de diámetro, según el dibujo de la figura:
Sabiendo que el sensor mide la presión relativa del líquido contenido en el tanque, que el aceite tiene una densidad ρ=850 Kg/m3 , que la presión ejercida por un líquido en la base de un recipiente es P= ρ.g.h (densidad por gravedad por altura en N/m2), y que 1Pa equivale a 1N/m2 , y que 1 bar equivale a 100000 Pa, se pide:
a) Capacidad del depósito en litros.
b) Rango de funcionamiento del sensor.
c) Ecuación de la tensión del sensor en función de la altura del nivel de aceite.
d) Ecuación del volumen del líquido en función de la tensión de salida del sensor.
e) Tensión de salida si el nivel de aceite es de 2,75 metros.
f) Volumen de aceite si el sensor entrega una tensión de 4,746mV