Guia Completa de Sensors i Mesures de Nivell: Tipus i Funcionament

Definició de Nivell i Sensors

El nivell es refereix a l'alçada assolida per un líquid o sòlid més o menys granulat en un recipient, o a la determinació de la posició de la interfase entre dos medis.

Un sensor de nivell és un instrument que serveix per determinar la quantitat de líquid o de sòlid que hi ha a l'interior d'un dipòsit, tanc, columna, etc.

Factors que Influeixen en la Complexitat de la Mesura

El grau de complexitat de la mesura depèn de diversos factors:

• Propietats del producte: Viscositat, corrosivitat, sòlids en suspensió (per a líquids); fluïdesa, mida, angle de talús (per a sòlids).
• Condicions de treball: Tanc obert a l'atmosfera o tancat a pressió, temperatura d'operació, agitació, presència d'espumes.

Tipus de Mesures de Nivell

Mesura Directa

És una mesura puntual i visual del nivell, realitzada de forma manual per l'operador de planta.

Mesura Contínua

Determina en temps real el nivell d'un producte determinat, normalment expressat en unitats de longitud.

Nivell Límit (Levostat i Mivostat)

Permet evitar que els dipòsits quedin massa plens, prevenint vessaments (levostat), o bé massa buits, evitant que les bombes aspirin en buit (mivostat).

Mesura d'Interfase

És útil en el cas de mescles no homogènies que formen interfases, per exemple, en la formació d'emulsions.

Particularitats de la Mesura de Nivell de Sòlids

La mesura de nivell de sòlids és similar a la mesura de líquids, però és més complexa perquè la superfície lliure d'un sòlid granulat no és horitzontal, sinó que es presenta de forma angular, coneguda com a angle de talús. (Es recomana mesurar a una distància d'1/6 del diàmetre del tanc).

Sensors de Nivell de Mesura Directa

Vareta o Cinta Aforada

S'introdueixen en el dipòsit obert i el nivell es determina per la lectura de la longitud de la part mullada.

Tubular

Basat en el principi dels vasos comunicants, consta d'un tub transparent connectat al recipient de manera que hi ha la mateixa pressió en ambdós vasos. El líquid del tanc puja pel tub fins que els dos nivells són iguals.

Avantatges i Inconvenients del Sensor Tubular

• Avantatges: Econòmics i precisos, aptes per a baixes o altes pressions.
• Inconvenients: No suporta impactes, no funciona amb líquids que embruten el tub.

Mesures de Nivell Basades en la Densitat

Pesada

Utilitzada per omplir dipòsits quan es coneix la densitat del líquid o sòlid. Es col·loca un sistema de pesatge sota del dipòsit i es calcula directament el volum a l'interior.

Flotador

Consisteix en un flotador o boia, menys dens que el líquid, que puja o baixa en funció del nivell del líquid.

Tipus de Flotadors

• Flotador Directe: Un flotador penjat d'un cable, una politja i un contrapès que marca la lectura en l'escala exterior.
• Flotador Magnètic: Un flotador equipat amb imants es desplaça exteriorment al llarg d'un tub guia segellat. Dins d'aquest tub, una peça metàl·lica segueix el moviment del flotador i, mitjançant una cinta i una politja, arrossega l'indicador extern que marca el nivell.
• Flotador Hidràulic: El moviment del flotador actua sobre una manxa, canviant la pressió d'un circuit hidràulic i assenyalant a distància el nivell corresponent al receptor.

Consideracions dels Sensors de Flotador

• Avantatges: Instal·lació senzilla, permet mesura contínua, no afecten de manera significativa la mesura.
• Inconvenients: Pot veure's afectat per dipòsits de materials sòlids sobre el flotador; els tubs i guies molt llargs poden trencar-se; no adequat per a líquids viscosos.

Desplaçador

Aprofita l'empenta produïda pel propi líquid per a la mesura del nivell, mitjançant un flotador parcialment submergit en el líquid i connectat a un ressort. A mesura que el flotador perd pes, la força exercida sobre el ressort disminueix, provocant el seu moviment.

Avantatges i Inconvenients del Desplaçador

• Avantatges: Instal·lació senzilla, fàcil neteja, mesura contínua, no l'afecten turbulències ni escuma, robustos, bona sensibilitat.
• Inconvenients: El dipòsit de sòlids o la cristal·lització afecten l'exactitud de la mesura; només és apte per a petites diferències de nivell; no serveix per a líquids viscosos.

Transmissor Electromecànic

Similar als flotadors, però per a sòlids granulars amb un cable. El nivell es mesura mitjançant la distància de corda dins el reactor.