medidores de nivel

5/17/2018 medidores de nivel - slidepdf.com

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MEDIDORES DE NIVEL

Mayra BuenañoRobert Chamorro



MEDIDOR DE NIVEL

LÍQUIDOS



• La medida del nivel de los líquidos es una de lasmediciones fundamentales que se encuentran con másfrecuencia en las industrias.

• El conocimiento del nivel de un líquido dentro de unrecipiente puede necesitarse simplemente para comprobarla cantidad de material en existencia, para determinar lacantidad de líquido que se suministra a un proceso, o bien

puede ser la medición primaria en un sistema de regulacióndestinado a mantener el nivel en un recipiente que formaparte de un proceso continuo.



Instrumentos de medición

• INSTRUMENTOS DE MEDIDA DIRECTA

• INSTRUMENTOS BASADOS EN LA PRESION HIDROSTATICA

• INSTRUMENTO BASADO EN EL DESPLAZAMIENTO

• INSTRUMENTOS BASADOS EN CARACTERISTICAS ELECTRICASDEL LIQUIDO

• MEDICIÓN POR ULTRASONIDO

• MEDICIÓN POR RADIACIONES GAMMA

• MEDICIÓN HIDRÁULICA Y NEUMÁTICA



INSTRUMENTOS DE MEDIDA DIRECTA

• Los instrumentos de medida directa son aquellos que trabajan midiendodirectamente la altura de un líquido sobre una línea de referencia. Losprincipales instrumentos de medida directa son:

el medidor de sonda

nivel de cristal

instrumentos de flotador.



Medidor de sonda



Nivel de cristal

(mirillas de nivel)

Se obtiene una indicación visual de nivel en líquidos si partedel tanque o contenedor esta fabricado con algún materialtransparente. Si la mirilla de nivel se monta en una tubería dederivación con llaves de paso, se logra aislarla lo cual permitesu retiro para mantención



Nivel tubular

• Tubo de material transparente yrígido conectado al depósito pordos bridas con dos válvulas

manuales de corte.• El liquido sube por el tubo hasta

igualar al nivel del depósito• Limitaciones:

– No mucha presión

– No Tª alta – No impactos – No líquidos que manchan

interior tubo• También de vidrio armado



Medidor de nivel tubular

Tubo de vidrio paralíquidos limpiosModelo NDAMBRUNO

SCHILING



Instrumentos de flotador.

• La medición de nivel con instrumentos de flotador es menos común en laindustria en general, pero se emplea muy frecuentemente en el campo deltratamiento de aguas potables y de desechos.

• Hay que señalar que en estos instrumentos, el flotador puede tener formas muy

variadas y estar formado por diversos materiales según sea el tipo de fluido.• Básicamente, consisten en un flotador situado en el seno del líquido y

conectado al exterior de un tanque indicando directamente el nivel, dondedicha conexión puede ser directa, magnética o hidráulica.



INSTRUMENTOS BASADOS EN LA PRESION HIDROSTATICA

• Estos instrumentos miden el nivel de unlíquido aprovechando la presión

hidrostática. Entre ellos, podemosmencionar el medidor manométrico, elmedidor de tipo burbujeo y el medidor de

presión diferencial



Medidor Manométrico.

• Este método se basa en la medición de la presión hidrostática correspondientea una columna de liquido de una altura determinada

• La presión se calcula:

• A partir de la formula se observa que la densidad es constante, la únicavariable es h. Así la presión es directamente proporcional a la altura.

• La presión hidrostática de la columna de liquido se mide directamente con un

transmisor de presión o de presión diferencial.• El manómetro mide la presión debida a la altura h que existe entre el nivel del

tanque y el eje del instrumento.



Medidor de presión diferencial

• Tanque abierto:

medidor de P

P = ·g·h

• Tanque cerrado:

P=Pliq-Pdeposito



Medidor de tipo burbujeo

• El medidor de tipo burbujeo es el más flexible y generalmenteutilizado. Este instrumento coloca un tubo sumergido en el líquido, através del cual se hace burbujear aire mediante un rotámetro con

regulador de caudal incorporado, que permite mantener un caudal deaire constante a través del líquido, independientemente del nivel. Si noexistiera, habría una gran diferencia en los caudales de aire necesariosdesde el nivel mínimo al máximo, produciéndose un gasto de aireindebido. La tubería empleada suele ser de ½ pulgada con el extremobiselado para una fácil formación de las burbujas de aire.

• La presión del aire en el tubo es entonces igual a la presión de lacolumna del líquido y se puede medir con un transmisor de presión,que convierte la señal en una señal eléctrica.



Medidor de nivel por burbujeo

• Generar una corriente

continua de burbujasdesde el nivel mínimo• La presión requerida

es proporcional a la

columna de líquido• Aplicaciones:

– líquidos corrosivos – mats en suspensión



INSTRUMENTO BASADO EN EL DESPLAZAMIENTO

• Estos instrumentos son aquellos que midenel nivel aprovechando el empuje producido

por el propio líquido



• Este método se basa en la diferencia entre el peso del cuerpo y lafuerza de flotación hacia arriba que el medio ejerce sobre el cuerpo de

desplazamiento (Ley de Arquímedes). La fuerza de flotación haciaarriba depende del volumen del cuerpo de desplazamiento, la densidadrelativa y el nivel del medio. Debe cumplir con la condición de quepara que un cuerpo se desplace, debe ser mas pesado que el medio. Lafuerza diferencial se transmite frecuentemente a un transductor demedición por un sistema de barra de torsión de manera que el equipose mantenga sellado. El transductor empleado es un transductor dedesplazamiento o transductor de fuerza



INSTRUMENTOS BASADOS EN CARACTERISTICAS ELECTRICAS DEL

LIQUIDO

• Se conocen varios métodos eléctricos para medir nivelesde líquidos, pero estos se emplean principalmente pararegular el nivel en un punto o entre dos puntos sin ningunamedición intermedia. Algunos de estos son:

el medidor de nivel conductivo

medidor de capacidad

medidor de nivel ultrasónico el sistema de medición de rayos gamma

el medidor de láser.



Medidor de Nivel Conductivo

• El medidor de nivel conductivo consiste en uno o varios electrodos yun relé eléctrico o electrónico, dispositivo que abre y cierra un circuito,que es excitado cuando el líquido moja a dichos electrodos. El líquido

debe ser lo suficientemente conductor para excitar el circuitoelectrónico, y de este modo el aparato puede discriminar la separaciónentre el líquido y su vapor, y tal como ocurre, por ejemplo, en el nivelde agua de una caldera de vapor

• El instrumento se emplea como alarma o control de nivel alto y bajo,

utiliza relés eléctricos para líquidos con buena conductividad, y reléselectrónicos para líquidos con baja conductividad. Montados en gruposde 24 o más electrodos, puede complementar los típicos niveles devidrio de las calderas, y se presta a la transmisión de nivel a la sala decontrol y a la adición de alarmas correspondientes.



Medidor de Capacidad

• El medidor de capacidad mide lacapacidad del condensador formado por el

electrodo sumergido en el líquido y lasparedes del tanque (figura 2.12). Lacapacidad del conjunto depende linealmente

del nivel del líquido



Medidor capacitivo

• El medidor de capacidad mide la capacidad del condensadorformado por el electrodo sumergido en el líquido y las paredesdel tanque. La capacidad del conjunto depende linealmente delnivel del líquido

• Se basa en medir la variación de capacitancia de un condensadorcuando va variando el medio dieléctrico entre sus placas

• Con el depósito metálico e introduciendo una sonda metálica sin

contacto entre ambos, se forma un condensador• Al variar el nivel del líquido varía proporcionalmente la

capacidad

• Si el depósito no es metálico se introducen dos sondas

• También se usan como interruptores de nivel



Medidor capacitivo

Sensor RF de Nivel por Capacitancia action-

probe (ap-c)

DETECTOR CAPACITIVO paraLIQUIDOS, PASTAS, POLVOS yGRÁNULOS



Medidor de nivel ultrasónico

• El sistema ultrasónico de medición de nivel se basa en la emisión deun impulso ultrasónico a una superficie reflectante y la recepción deleco del mismo receptor. El retardo en la captación del eco dependedel nivel del tanque.

• La detección de niveles ultrasonidos mide la diferencia entre lostiempos de resonancia de una señal de sonido emitida desde un sensormontado en la pared de un tanque y la misma señal recibida de vueltapor el mismo sensor.

• El tiempo entre emisión y recepción es inversamente proporcional alnivel

• La aplicación de este tipo de sensores es común en donde se requiereuna medición no invasiva, ya sea porque el producto puedacontaminar, o ser venenoso, corrosivo o no homogeneo.



Medidor por ultrasonidos

Transmisor hidra-wave Sensor por ultrasonidos

Ultrasónico P+F

Ultrasónico Probe



Sistema de medición de rayos

gamma• El sistema de medición por rayos gamma consiste en un emisor de rayos gamma

montado verticalmente en un lado del tanque y con un contador Geiger quetransforma la radiación gamma recibida en una señal eléctrica de corrientecontinua. Como la transmisión de los rayos es inversamente proporcional a lamasa del líquido en el tanque, la radiación captada por el receptor es inversamenteproporcional al nivel del líquido ya que el material absorbe parte de la energía

emitida.• Los detectores son, en general, tubos Geiger o detectores de cámara iónica yutilizan amplificadores de corriente continua o de corriente alterna.

• Una de las desventajas en su aplicación figuran el blindaje de la fuente y elcumplimiento de las leyes sobre protección de radiación.

• La precisión en la medida es de 0.5 a 2 %, y el instrumento puede emplearse

para todo tipo de líquidos ya que no está en contacto con el proceso. Su lectura seencuentra influida por el aire o por los gases disueltos en el líquido.• El sistema se emplea en caso de medida de nivel en tanques de acceso difícil o

peligroso. Es ventajoso cuando existen presiones elevadas en el interior del tanqueque impiden el empleo de otros sistemas de medición. Sin embargo, el sistema escaro y la instalación no debe ofrecer peligro alguno de contaminación radiactiva

siendo necesario señalar debidamente las áreas donde están instalados losinstrumentos realizar ins ecciones eriódicas de se uridad.



Medidor radioactivo

• Fuente radioactiva a un lado

• Medidor de radiación al otro• Necesaria recalibracion

• Aplicaciones: – Fluidos Tª

– Líquidos corrosivos

Ó Á



MEDICIÓN HIDRÁULICA Y NEUMÁTICA

Barómetros.

• medida hidrostática de nivel: al aumentar el nivel del agua aumenta lapresión que actúa sobre el manómetro. Amplitud de medida, hasta 150 m.

• medida de nivel por el empuje de Arquímedes: al aumentar el nivel

aumenta el empuje de Arquímedes que se opone al peso de la barilla buzo:la resultante de ambas fuerzas da una medida del nivel del líquido.Amplitud de medida, hasta 50 m.

• Medida neumática de nivel: al burbujear el aire proveniente de unpequeño compresor o botella a presión, la presión del aire a la salida del

tubo sumergido aumenta al aumentar el nivel del líquido. La medida dedicha presión en un manómetro es una medida del nivel del depósito oembalse. Amplitud de medida, hasta 50 m.



Medidores de nivel en sólidos

• Problema: definir el nivel• No existe una única superficie horizontal

• Medidores de líquidos -- específicos para sólidos• Tipos

– Palpador – Paletas rotativas

– Vibratorio – Membrana sensitiva – Peso – Ultrasonidos – Radar



Medidor por palpador

• Análogo al “sondeo” • Bajo demanda de operador o de temporizador• Un motor mueve un cable con un peso en su

extremo• Al chocar el peso con la superficie se conmuta el

motor y el peso asciende• Longitud cable desenrollado --> nivel depósito• Suficiente sección peso --> evitar hundimientos• Materiales sólidos, granulometría < 3 mm



Paletas rotativas

• Un motor hace girar unas paletas (9 rpm) através de un resorte

• Al entrar en contacto el material con las paletas,éstas se paran, pero el motor continua girandohasta que el muelle asociado al motor seexpande al máximo y toca un final de carreraque da un contacto eléctrico

• Cuando el nivel disminuye, el resorte recuperasu posición, el nivel arranca y el contactocambia de posición

• Intensidad del motor proporcional a la longitudde paleta en contacto con el sólido

• Aplicación: sólidos granulados



Medidores de palas rotativas

Sensor de Pala Rotativa actino-probe

Un sensor de medición por puntorobusto, confiable y económico.

Optimo para materiales sólidos.

Paleta rotativa para polvos granuladosAlarma de Nivel Alto, y MedioInyectoras y Extrusoras de PlásticoTemperaturas de hasta 120ºC.Sensibilidad ajustable



Medidor de nivel vibratorio

• Sonda en forma de diapasón que vibra a 80 Hz

• Cuando el material cubre el diapasón lasvibraciones se amortiguan

• Una señal activa un relé

• Posiciones – Instalación lateral y roscada a la altura del nivel

– Sondas verticales



Medidor de nivel vibratorio

Horquilla vibranteAltas Presiones y Temperaturas.

Líquidos muy viscosos.Polvos con tendencia a aglutinarseGránulos grandes

Varilla vibrantesólidos en polvo y granulados gruesosCal, Arena, Pintura en Polvo, Cereales, Café,Altas presiones y temperaturas



Medidor de membrana sensitiva

• Consta de una membrana acoplada a lapared del recipiente en el punto en el que sequiere detectar el nivel

• Cuando el material llega a la altura delinterruptor, presiona la membrana y actúaun conmutador

• Granulometría media y pequeña



Medidor de peso

• Peso Nivel sólido

• Peso de tolva + contenido

• Células de carga

• Galgas extensiométricas



Medidor de peso

Transductor por presión

S2 LOAD STAND LOAD DISC II

Célula de Carga de doble cizalladura



Medidor de ultrasonidos

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