medidores de nivel

República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Defensa

Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada

UNEFA

Medidores De Nivel

Bachiller:Juan Carlos tello I.

Ci: 19.196.680Puerto Cabello, Junio 2013

ObjetivosObjetivos

Conocer los instrumentos de nivel de Conocer los instrumentos de nivel de líquidos y sólidos y las aplicaciones líquidos y sólidos y las aplicaciones particulares de las que son objeto.particulares de las que son objeto.

Comparar las distintas Comparar las distintas características técnicas de estos características técnicas de estos instrumentos de medición de nivel.instrumentos de medición de nivel.

IntroducciónIntroducción Dentro de los procesos industriales la medición Dentro de los procesos industriales la medición

y el control de nivel se hace necesario cuando se y el control de nivel se hace necesario cuando se pretende tener una producción continua: cuando pretende tener una producción continua: cuando se desea mantener una presión hidrostática, se desea mantener una presión hidrostática, cuando un proceso requiere de control y cuando un proceso requiere de control y medición de volúmenes de líquidos ó; bien en el medición de volúmenes de líquidos ó; bien en el caso más simple, para evitar que un líquido se caso más simple, para evitar que un líquido se derrame, la medición de nivel de líquidos, dentro derrame, la medición de nivel de líquidos, dentro de un recipiente parece sencilla, pero puede de un recipiente parece sencilla, pero puede convertirse en un problema más ó menos difícil; convertirse en un problema más ó menos difícil; el control de nivel entre dos puntos, uno alto y el control de nivel entre dos puntos, uno alto y otro bajo, es una de las aplicaciones más otro bajo, es una de las aplicaciones más comunes de los instrumentos para controlar y comunes de los instrumentos para controlar y medir el nivel.medir el nivel.

Los niveles se pueden medir y mantener Los niveles se pueden medir y mantener mediante dispositivos mecánicos de caída de mediante dispositivos mecánicos de caída de presión, eléctricos y electrónicos.presión, eléctricos y electrónicos.

DISTINTOS TIPOSDISTINTOS TIPOS

Indicadores localesIndicadores locales

Medidores de nivel en líquidosMedidores de nivel en líquidos

Medidores de nivel en sólidosMedidores de nivel en sólidos

Nivel tubularNivel tubular

Tubo de material Tubo de material transparente y rígido transparente y rígido conectado al depósito por conectado al depósito por dos bridas con dos válvulas dos bridas con dos válvulas manuales de corte.manuales de corte.

El liquido sube por el tubo El liquido sube por el tubo hasta igualar al nivel del hasta igualar al nivel del depósitodepósito

Limitaciones:Limitaciones: No mucha presiónNo mucha presión No Tª altaNo Tª alta No impactosNo impactos No líquidos que No líquidos que

manchan interior tubomanchan interior tubo También de vidrio armadoTambién de vidrio armado

reflexiónreflexión refracciónrefracción

Medidor de nivel tubularMedidor de nivel tubular

Tubo de vidrio para líquidos limpiosModelo NDAMBRUNO SCHILING

Medidores de nivel en Medidores de nivel en líquidoslíquidos

Desplazamiento (flotador)Desplazamiento (flotador) Presión diferencialPresión diferencial BurbujeoBurbujeo RadioactivoRadioactivo CapacitivoCapacitivo UltrasonidosUltrasonidos ConductivímetroConductivímetro RadarRadar ServoposicionadorServoposicionador

Medidor de nivel en Medidor de nivel en flotadorflotador

Constituido por un Constituido por un flotador pendiente de un flotador pendiente de un cable, un juego de cable, un juego de poleas, y un contrapeso poleas, y un contrapeso exteriorexterior

Modelos:Modelos: de regletade regleta de unión magnéticade unión magnética

Medidor de nivel de Medidor de nivel de flotadorflotador

Flotante a cable

Flotante lateral magnetico

Flotante con columna magneticaFlotante con cable y contrapeso

Interruptor de nivel Interruptor de nivel tipo flotadortipo flotador

Consta de un flotador pendiente del techo del depósito por una Consta de un flotador pendiente del techo del depósito por una barra a través de la cual transmite su movimiento a una barra a través de la cual transmite su movimiento a una ampolla de mercurio (la hace bascular) con un interruptorampolla de mercurio (la hace bascular) con un interruptor

Si el nivel alcanza al flotador lo empuja en sentido ascendente, Si el nivel alcanza al flotador lo empuja en sentido ascendente, ascendiendo si la fuerza supera al peso del flotadorascendiendo si la fuerza supera al peso del flotador

Este movimiento es transmitido por la barra y el interruptor Este movimiento es transmitido por la barra y el interruptor cambia de posicióncambia de posición

Medidor de presión Medidor de presión diferencialdiferencial

Tanque abierto: Tanque abierto:

medidor de medidor de PP

P = P = ·g·h·g·h

Tanque cerrado: Tanque cerrado:

P=PP=Pliqliq-P-Pdepositodeposito

Medidor de presiónMedidor de presión

PRESION NEUMATICA PRESION NEUMATICA

sensa la presión ejercida por sensa la presión ejercida por el líquidos sobre el aire que el líquidos sobre el aire que se encuentra dentro del tubo.se encuentra dentro del tubo.

Uso: líquidos con vaporesUso: líquidos con vapores

PRESION HIDROSTATICAmide la presión en el fondo del tanqueLíquidos, Gases y Vapores muy Inflamables.productos Químicos con Sólidos en Suspensión alcance hasta hasta 5

Medidor de presiónMedidor de presión

Esquema del sistema HTG

Medidor de nivel por Medidor de nivel por burbujeoburbujeo

Generar una Generar una corriente continua de corriente continua de burbujas desde el burbujas desde el nivel mínimonivel mínimo

La presión requerida La presión requerida es proporcional a la es proporcional a la columna de líquidocolumna de líquido

Aplicaciones:Aplicaciones: líquidos corrosivoslíquidos corrosivos mats en suspensiónmats en suspensión

Medidor radioactivoMedidor radioactivo

Fuente radioactiva a un Fuente radioactiva a un ladolado

Medidor de radiación al Medidor de radiación al otrootro

Necesaria recalibracionNecesaria recalibracion LimitacionesLimitaciones

dificultades técnicasdificultades técnicas y administrativasy administrativas

Aplicaciones:Aplicaciones: Fluidos Fluidos TªTª Líquidos corrosivosLíquidos corrosivos

Medidor capacitivoMedidor capacitivo

Se basa en medir la variación de capacitancia Se basa en medir la variación de capacitancia de un condensador cuando va variando el medio de un condensador cuando va variando el medio dieléctrico entre sus placasdieléctrico entre sus placas

Con el depósito metálico e introduciendo una Con el depósito metálico e introduciendo una sonda metálica sin contacto entre ambos, se sonda metálica sin contacto entre ambos, se forma un condensadorforma un condensador

Al variar el nivel del líquido varía Al variar el nivel del líquido varía proporcionalmente la capacidadproporcionalmente la capacidad

Si el depósito no es metálico se introducen dos Si el depósito no es metálico se introducen dos sondassondas

También se usan como interruptores de nivelTambién se usan como interruptores de nivel

Medidor capacitivoMedidor capacitivo

Sensor RF de Nivel por Capacitancia action-probe (ap-c)

DETECTOR CAPACITIVO para LIQUIDOS, PASTAS, POLVOS y GRÁNULOS

Medidor por Medidor por ultrasonidosultrasonidos

Medidor de ondas sonoras de alta frecuencia (20-40 Medidor de ondas sonoras de alta frecuencia (20-40 KHz) que se propaga por la fase gas hasta que KHz) que se propaga por la fase gas hasta que choca con el líquido, se refleja y alcanza el receptor choca con el líquido, se refleja y alcanza el receptor situado en el mismo punto que el emisorsituado en el mismo punto que el emisor

El tiempo entre emisión y recepción es El tiempo entre emisión y recepción es inversamente proporcional al nivelinversamente proporcional al nivel

El tiempo depende de la Tª ==> compensar El tiempo depende de la Tª ==> compensar medidasmedidas

Evitar obstáculos en el recorrido de las ondasEvitar obstáculos en el recorrido de las ondas Sensibles al estado de la superficie del líquido Sensibles al estado de la superficie del líquido

(espumas)(espumas)

Medidor por ultrasonidosMedidor por ultrasonidos

Transmisor hidra-wave Sensor por ultrasonidos

Ultrasónico P+F

Ultrasónico Probe

Medidor de tipo Medidor de tipo conductivímetroconductivímetro

Sonda con dos Sonda con dos electrodos.electrodos.

El líquido cierra un El líquido cierra un circuito eléctrico y se circuito eléctrico y se conmuta un contactoconmuta un contacto

Aplicaciones:Aplicaciones: interruptores de nivel interruptores de nivel

en líquidos en líquidos conductoresconductores

Medidor de tipo Medidor de tipo conductivímetroconductivímetro

Medidor de campo Medidor de campo eléctricoeléctrico

líquidos. líquidos. Dos electrodos Dos electrodos

producen un producen un campo alterno, campo alterno,

y originan una y originan una señal cuando señal cuando detectan contacto detectan contacto con el producto. con el producto.

Sistemas de radarSistemas de radar

No necesitan contactoNo necesitan contacto No elementos móvilesNo elementos móviles AplicacionesAplicaciones

Viscosos (asfaltos)Viscosos (asfaltos) Movimiento Movimiento

(barcos(barcos)) Rango : 40 mRango : 40 m Precisión: 2 mm.Precisión: 2 mm.


RADAR de PROCESO RADAR de PROCESO

Medición continua de Nivel en Medición continua de Nivel en líquidos y sólidos. líquidos y sólidos.

IQ Radar 160

Condiciones atmosféricas extremas


Esquema del sistema HIMS con Radar

ServoposicionadorServoposicionador

Gran precisión: 1 mm con alta repetibilidad y sensibilidadGran precisión: 1 mm con alta repetibilidad y sensibilidad Mide la tensión de un hilo del que pende un contrapeso (disco)Mide la tensión de un hilo del que pende un contrapeso (disco) Sistema en equilibrio: ligero contacto contrapeso - líquidoSistema en equilibrio: ligero contacto contrapeso - líquido Cambio nivel --> Cambio tensión --> ServoposicionadorCambio nivel --> Cambio tensión --> Servoposicionador Restituir equilibrio de tensiones desplazando contrapesoRestituir equilibrio de tensiones desplazando contrapeso

Servoposicionador Servoposicionador

Esquema del sistema HIMS con Servo

Servoposicionador Servoposicionador

Medición de interfaz mediante un Servo

Medidores de nivel de Medidores de nivel de líquidoslíquidos

Medidores de nivel en Medidores de nivel en sólidossólidos

Problema: definir el nivelProblema: definir el nivel No existe una única superficie horizontalNo existe una única superficie horizontal Medidores de líquidos -- específicos para sólidosMedidores de líquidos -- específicos para sólidos TiposTipos

PalpadorPalpador Paletas rotativasPaletas rotativas VibratorioVibratorio Membrana sensitivaMembrana sensitiva PesoPeso UltrasonidosUltrasonidos RadarRadar

Medidor por Medidor por palpadorpalpador

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

extremoextremo Al chocar el peso con la superficie se conmuta Al chocar el peso con la superficie se conmuta

el motor y el peso asciendeel motor y el peso asciende Longitud cable desenrollado --> nivel depósitoLongitud cable desenrollado --> nivel depósito Suficiente sección peso --> evitar Suficiente sección peso --> evitar

hundimientoshundimientos Materiales sólidos, granulometría < 3 mmMateriales sólidos, granulometría < 3 mm

Paletas rotativasPaletas rotativas

Un motor hace girar unas paletas (9 Un motor hace girar unas paletas (9 rpm) a través de un resorterpm) a través de un resorte

Al entrar en contacto el material con Al entrar en contacto el material con las paletas, éstas se paran, pero el las paletas, éstas se paran, pero el motor continua girando hasta que el motor continua girando hasta que el muelle asociado al motor se expande al muelle asociado al motor se expande al máximo y toca un final de carrera que máximo y toca un final de carrera que da un contacto eléctricoda un contacto eléctrico

Cuando el nivel disminuye, el resorte Cuando el nivel disminuye, el resorte recupera su posición, el nivel arranca y recupera su posición, el nivel arranca y el contacto cambia de posiciónel contacto cambia de posición

Intensidad del motor proporcional a la Intensidad del motor proporcional a la longitud de paleta en contacto con el longitud de paleta en contacto con el sólidosólido

Aplicación: sólidos granuladosAplicación: sólidos granulados

Medidores de palas Medidores de palas rotativasrotativas

Sensor de Pala Rotativa actino-probe

Un sensor de medición por punto robusto, confiable y económico.

Optimo para materiales sólidos.

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

Medidor de nivel Medidor de nivel vibratoriovibratorio

Sonda en forma de diapasón que vibra a Sonda en forma de diapasón que vibra a 80 Hz80 Hz

Cuando el material cubre el diapasón las Cuando el material cubre el diapasón las vibraciones se amortiguanvibraciones se amortiguan

Una señal activa un reléUna señal activa un relé PosicionesPosiciones

Instalación lateral y roscada a la altura Instalación lateral y roscada a la altura del niveldel nivel

Sondas verticalesSondas verticales

Medidor de nivel Medidor de nivel vibratoriovibratorio

Horquilla vibrante Altas Presiones y Temperaturas.Líquidos muy viscosos.Polvos con tendencia a aglutinarseGránulos grandes

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

Medidor de membrana Medidor de membrana sensitivasensitiva

Consta de una membrana acoplada Consta de una membrana acoplada a la pared del recipiente en el a la pared del recipiente en el punto en el que se quiere detectar punto en el que se quiere detectar el nivelel nivel

Cuando el material llega a la altura Cuando el material llega a la altura del interruptor, presiona la del interruptor, presiona la membrana y actúa un conmutadormembrana y actúa un conmutador

Granulometría media y pequeñaGranulometría media y pequeña

Medidor de pesoMedidor de peso

Peso Peso Nivel sólido Nivel sólido Peso de tolva + contenidoPeso de tolva + contenido Células de cargaCélulas de carga Galgas extensiométricasGalgas extensiométricas

Medidor de pesoMedidor de peso

Transductor por presión

S2 LOAD STAND LOAD DISC II

Célula de Carga de doble cizalladura

Medidor de ultrasonidosMedidor de ultrasonidos

Medidores de nivel de Medidores de nivel de sólidossólidos

ConclusionesConclusiones Los sensores de nivel permite la Los sensores de nivel permite la medida de niveles en el

entorno de instrumentación (depósitos, procesos, envasados, tanques, ...)

La medida de nivel de líquidos tienen propiedades aplicables que ocupan todo el volumen (superficie enrasada), presión proporcional a la altura, flotabilidad, vasos comunicantes, entre sus inconvenientes: tenemos oleaje, oxidación, fugas, etc.

La Medida de nivel de sólidos es más difícil porque no tienen la mayoría de las propiedades aplicables a los líquidos, además tienen otros inconvenientes como la granularidad, dependencia de la humedad, compacidad,etc

GraciaGraciass

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