Medidores de nivel
Tipos y caracterÃsticas
Existen distintos métodos para la medición de nivel de lÃquidos con caracterÃsticas particulares que los hacen más para unas aplicaciones u otras.
Los principales tipos de medidores de nivel son los que se basan en :
- Medición directa.
- La presión hidrostática.
- Las propiedades eléctricas del lÃquido.
- El desplazamiento.
Los medidores de nivel comerciales suelen combinar varios de los métodos anteriormente citados para aprovechar cada una de las ventajas que ofrecen.
1.- Medidores de nivel directos.
Son aquellos que se basan en la medición directa de la altura de lÃquido. Se pueden dividir en aquellos que son mecánicos y generalemente manuales de los que basan la medición del nivel en un flotador acoplado a equipo eléctrico.
Varilla de medición
Consiste en una varilla que se introduce en el tanque a medir. Al retirar la varilla del depósito, el nivel alcanzado quedará marcado en la varilla.
El operario que realiza la medición está en la parte alta del depósito por lo que este método está contraindicado para la medición de productos cuyas propiedades puedan ser perjudiciales para el operario o sea complejo situarse en la parte alta del depósito.
Cristal de medición
A dos llaves situadas en los extremos inferior y superior del depósito se coloca un tubo de vidrio o plástico transparente que permite ver visualmente la altura del lÃquido.
Tiene la ventaja de ser rápido y cómodo y la desventaja principal de que el elemento transparente suele ser menos resistente que el material con el que está fabricado el depósito y puede romperse ocasionando un vertido de producto.
Flotador
Un flotador en el interior del depósito marca permanentemente el nivel del lÃquido. Hay múltiples maneras de transmitir el nivel del flotador al operario.
Mecánicamente. Mediante una cuerda, se ata el flotador a un contrapeso y una escala calibrada que marcan el volumen del lÃquido. Rápido, económico y directo pero voluminoso y que puede enredarse.
Magnéticamente. El flotador lleva incorporado un iman que transmite la señal, bien a una pieza metálica en el exterior, la cual se mueve en función del flotador o bien a un circuito eléctrico que se abre o cierra en función de la persencia o no del flotador.
Coltech fabrica medidores de nivel por flotador del segundo tipo.
En ocasiones, como los depósitos de combustibles lÃquidos, por temas legales, es necesario calcular el volumen del depósito a una temperatura concreta. Como el nivel de lÃquido varÃa con la temperatura, algunos de estos medidores de nivel, deben incorporar un sensor de temperatura para compensar asà las desviaciones.
2.- Medidores de nivel hidrostáticos
Se basan en la presión que ejerce la columna de lÃquido. Esta presión dependerá del nivel de producto, de su densidad y de la presión atmosférica.
Medidores de nivel por presión
La manera más sencilla de medir el nivel es colocar un sensor de presión relativa ( sin contar la presión atmosférica ) en la parte baja del depósito. La presión del lÃquido será recogida por el sensor y ajustando por la densidad se conocerá el nivel.
Medidores de nivel por burbujeo
Cuando no es posible o conveniente colocar un sensor de presión en el fondo del depósito, se puede colocar una varilla hueca que llegue hasta el fondo y desplazar el lÃquido que hay dentro de la varilla por aire. Sobre el punto más bajo de la varilla se ejercerá una presión equivalente a la altura del lÃquido que se transmitirá hasta un punto alejado del depósito donde se coloca un sensor de presión.
Son equipos muy robustos que no tienen partes móviles en contacto con el lÃquido y seguros por no llevar electricidad a la zona del depósito. El burbujeo, además, limpia la zona y evita que se queden resÃduos que impidan la medición del nivel. Está desaconsejado su uso en lÃquidos muy viscosos en los que la burbuja no pudiera quedar atrapada y no se transmita la presión de manera correcta.
Los medidores de nivel de la serie Levelmatic de Coltech funcionan bajo este método.
Medidores de nivel por presión diferencial
El principal inconveniente de medir la presión para encontrar el nivel, es que la altura del lÃquido depende de la densidad del mismo. Muchas veces la densidad es desconocida o variable, bajo efectos como la temperatura. Midiendo en dos puntos a una distancia conocida, se puede calcular la densidad y una vez conocida, calcular con precisión la altura del lÃquido.
3.- Medidores de nivel según las propiedades eléctricas del producto a medir
Medidores de nivel capacitivos
Funcionan midiendo las variaciones de la capacitancia de una sonda introducida en el lÃquido del cual se quiere medir el nivel.
La constante dieléctrica del lÃquido es diferente de la del aire; midiendo la cantidad de carga eléctrica en la sonda se establece la altura del lÃquido.
Los medidores de nivel capacitivos ofrecen la ventaja de no tener partes móviles.
Los medidores de nivel de la serie SC de Coltech funcionan bajo este principio.
Medidores de nivel por ultrasonidos.
Los niveles de ultrasonidos emiten una onda que llega hasta la superficie del lÃquido y rebota hasta volver a llegar al sensor de nivel. El tiempo que tarda la onda en ir y venir determinará la distancia entre sensor y altura, que restando de la altura total, ofrecerá la altura del lÃquido.
Generalmente trabajan a 20 o 40 kHz.
Ofrecen la ventaja de que no hay partes inmersas en el lÃquido y su colocación es muy sencilla. Pueden presentar problemas cuando los lÃquidos forman espumas o la geometrÃa del depósito genera ecos que perturban la señal de la lámina de lÃquido.
Medidores de nivel conductivos
Funciona en lÃquidos conductores de la electricidad y detectan el cierre de un circuito eléctrico.
Se suelen emplear como medidores discretos por puntos. Se colocan dos electrodos a la altura que se desea controlar. Un electrodo está conectado al negativo de una pila y otro al positivo. Cuando el lÃquido baña ambos electrodos, se cierra el circuito eléctrico, detectándose, de esta manera, que el lÃquido ha alcanzado este nivel.
Son muy sencillos y económicos. El principal inconveniente es que no todos los lÃquidos conducen la electricidad, lo que restringe el ámbito de aplicación de esta tecnologÃa.
4.- Medidores de nivel por desplazamiento
Funcionan acomplando un flotador a un indicador mecánico mediante un brazo. El flotador se mueve a lo largo del rango del depósito y ese desplazamiento se transmite al dial mediante el brazo.
Son sencillos pero no suelen tener una precisión muy alta.