Sensores De Nivel.docx

1. SENSORES DE NIVEL: El Sensor de nivel es un dispositivo electrónico que mide la altura del material, generalmente líquido dentro de un tanque u otro recipiente integral para el control de procesos en muchas industrias, los Sensor de nivel se dividen en dos tipos principales. Los Sensor de nivel de punto se utilizan para marcar una altura de un líquido en un determinado nivel prestablecido. Generalmente, este tipo de sensor funciona como alarma, indicando un sobre llenado cuando el nivel determinado ha sido adquirido, o al contrario una alarma de nivel bajo. Los sensores de nivel continuos son más sofisticados y pueden realizar el seguimiento del nivel de todo un sistema. Estos miden el nivel del fluido dentro de un rango especificado, en lugar de en un único punto, produciendo una salida analógica que se correlaciona directamente con el nivel en el recipiente. Para crear un sistema de gestión de nivel, la señal de salida está vinculada a un bucle de control de proceso y a un indicador visual. 2. CLASIFICACION DE LOS SENSORES DE NIVEL 2.1 Sensores de nivel para fluidos: A) Sensor de nivel piezoresistivo: Tiene acero inoxidable este sensor de nivel ofrece excelentes propiedades, sellado firme y hermético, construcción robusto encapsulados en carcasa de acero inoxidable. Para ofrecer una adecuada compensación de la presión atmosférica el sensor tiene cable de venteo para evitar el ingreso de fluidos en el interior de la electrónica. B) Sensor de nivel sumergible Aplicado en áreas explosivas y clasificadas, Su diseño y construcción lo hacen muy fácil de instalar y manejar y garantiza una elevada precisión de 0.5% escala (opcionalmente bajo pedido 0.25%) y estabilidad a largo plazo.

C) Sensor de nivel para silos:

Es un instrumento para medir automáticamente sin contacto el nivel de volumen, materiales sólidos granulares en silos y otros depósitos de almacenamiento. Basado en la tecnología láser con su característica de haz estrecho y baja divergencia, puede medir directamente en una superficie sin la interferencia de la estructura interna y con inmunidad completa a la superficie angular o dieléctrico material.

 Aplicaciones Puede medir con precisión a la superficie de minerales, minerales, granos, materiales fibrosos, plásticos sintéticos, y muchos otros materiales que se almacenan a granel, tabletas o formas granulares. Al tomar ventaja de su largo alcance de medición y haz estrecho, puede llegar al fondo de silos altos o medir a través de aberturas estrechas en alimentación chutes, tolvas y tolvas. D) Sensor de nivel ultrasonico Combina sensores ultrasónicos, sensores de temperatura, servo circuito ultrasónico y circuito de transmisión Todas las placas de circuito impreso están chapadas en oro, la electrónica incluye protección electromagnética interna y filtro digital por software. Cada sensor se prueba durante 48 horas (industrial) sometiéndolo a pruebas de envejecimiento a alta y baja temperatura.

 Sensor de niveles ultrasónicos sin contacto Estos sensores incorporan un procesador de señal analógica, un microprocesador, decimal codificado en binario (BCD) switches de rango, y un circuito de salida del controlador. Transmite los impulsos a una puerta de señal de la ruta del microprocesador a través del procesador de la señal analógica del sensor, que envía un haz ultrasónico a la superficie del líquido. El sensor de nivel detecta el eco de la superficie y la envía de vuelta al microprocesador para una representación digital de la distancia entre el sensor y el nivel de la superficie. A través de una actualización constante de las señales recibidas, el microprocesador calcula los valores promedios para medir el nivel de líquido  Sensor de niveles ultrasónicos de contacto

Estos sensor de nivel se utilizan en tanques o conductos para operar automáticamente las bombas, válvulas de solenoide, y las alarmas de alta / baja. Para llenar y vaciar tanques de agua dos sensores de nivel de agua serían necesarios, como también para medir volúmenes de líquido. Compatible con la mayoría de los líquidos, no se ven afectados por los revestimientos. Sin embargo, los líquidos con alta aireación y líquidos viscosos suficiente como para obstruir la luz del sensor, puede causar problemas. E) Sensor de nivel por capacitancia Pueden manejar medición de nivel puntual o continuo. Usan una sonda para monitorear los cambios de nivel de líquido en el tanque, acondicionando electrónicamente la salida a valores capacitivos y resistivos, que se convierten en señales analógicas. La sonda y el recipiente equivaldrán a las dos placas de un capacitor, y el líquido equivaldrá al medio dieléctrico. Debido a que la señal emana solo de cambios de nivel, la acumulación de material en la sonda no tiene efecto. Los recipientes de fluido no conductor pueden indicar sondas dobles o una banda conductora externa. F) Sensor de nivel con radar Son ideales cuando el vapor, el polvo o una superficie con espuma impiden la medición ultrasónica. Su sensor de radar usa tecnología de pulso de microondas para seguir la pista de los líquidos objetivos desde la punta de la ante hasta el fondo de un tanque. Este avanzado procesamiento de señal "marcador de eco" proporciona una forma de pulso continua y fiable que no resulta afectada por las condiciones ambientales.

3. TIPOS DE SENSORES DE NIVEL 2.1 Sensores de desplazamiento (flotador) Los sensores de desplazamiento o transductores de desplazamiento, están pensados para realizar medidas de desplazamiento lineal o posición lineal, de una forma automatizada y proporcional. La medida puede ser con o sin contacto, dependiendo del tipo de tecnología de sensor empleada, así pues, los sensores láser o los sensores por ultrasonidos, son sensores sin contacto ni rozamiento con lo que resultan necesarios para aplicaciones donde no puede existir contacto físico sobre la superficie a medir.

Fig. 1 Sensores de desplazamiento tipo regleta

Fig. 2 Sensores de desplazamiento tipo boya

2.2 sensores de flotador: Consta de un flotador pendiente del techo del depósito por una barra a través de la cual transmite su movimiento a una ampolla de mercurio (la hace bascular) con un interruptor. Si el nivel alcanza al flotador lo empuja en sentido ascendente, esto movimiento es transmitido por la barra y el interruptor cambia de posición. Ventajas:  Estos instrumentos tienen una precisión de 0.5%  Son adecuados en la medida de niveles en depósitos abiertos y cerrados  Son independientes del peso específico del fluido Desventajas:  El flotador es susceptible al agarrotamiento por eventuales depósitos de solido que el líquido pueda contener. 2.3 Sensores de presión diferencial: Consiste en un diafragma en contacto con el fluido del depósito, que mide la presión hidrostática en un punto del fondo del depósito, tenemos: a) Tanque abierto: El nivel del líquido es proporcional a la presión en el fondo, se coloca un medidor de presión. b) Tanque cerrado: Diferencia de presión ejercida por el líquido en el fondo y la presión que tiene el depósito

Los sensores de presión diferencial están pensados para realizar la medida de presión entre ambos puntos, de tal forma que ha de contar necesariamente con dos tomas de presión. Las dos tomas de presión convergen en una salida eléctrica, empleando una lógica de comparación entre ambos puertos de presión, por lo que tendremos un valor de tensión positivo según sea el incremento de presión o negativo, según sea el decremento de presión, de una toma respecto a la otra.

Fig. 3 Sensor de presión diferencial o bypass

2.4 Sensores de burbujeo: Se emplea un tubo sumergido en el líquido y se hace burbujear aire o gas mediante un rotámetro con un regulador de caudal incorporado hasta producir una corriente continua de burbujas.

Fig. 4 Sensor-medidor de nivel por burbujeo

2.5 Sensores de radioactivo: Consiste en un emisor de rayos X montado a un costado del depósito y con un detector (el cual incluye un contador) que transforma la radiación recibida en una señal eléctrica CC. Como la transmisión de rayos es inversamente proporcional a la masa del fluido en el depósito, la radiación captada por el receptor es inversamente proporcional al nivel del fluido ya que el material absorbe parte de la energía emitida. La potencia emisora de la fuente decrece con el tiempo, por lo que hay que recalibrar estos instrumentos.

Fig. 5 Sensor-medidor de nivel por radiación

2.6 Sensores capacitivos: Se basa en medir la variación de capacitancia de un condensador cuando va variando el medio dieléctrico entre sus placas. Con el deposito metálico e introduciéndolo en una sonda metálica sin contacto entre ambos, se forma un condensador. Al variar el nivel del líquido varía proporcionalmente la capacidad y si el depósito no es metálico se producen dos sondas.

Fig. 6 Sensor de nivel capacitivo

2.7 Sensores de ultrasonido: Se basa en la emision de un impulso ultrasonido a una superficie reflectante y la recepcion del eco del mismo en un receptor. Los sensores trabajan a una frecuencia de unos 20 Khz, estas ondas atraviesan con cierto amortiguamiento o reflexion en el medio ambiente de gases o vapors, y se reflejan en la superficie del solido o del liquido.

Fig. 7 Sensor de nivel de ultrasonidos

2.8 Sensores conductimetricos: Consta de una sonda con uno, dos o más electrodos. Cuando estos entran en contacto con el liquido conductor se cierra en circuito electric, que a traves de la unidad amplificadora commuta un contacto. Se usa como interruptores de nivel en recipients de liquidos conductors que no sean ni muy viscoso ni corrosivos, aunque también se usa para medidas continuas.

Fig. 8 Sensores conductrimetricos

2.9 Sensores de radar: No necesitan ningun contacto con el liquido, ni incorporan ningun elemento que se mueva, por lo que su aplicacion es ideal en productos muy viscosos (incluso asfaltos), o en sistemas en movimiento (como barcos)

Fig. 9 Sensores de radar