d.medicion de Nivel

7/29/2019 d.medicion de Nivel

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Medicin de Nivel

Ing. Ernesto Juan Godinez De La Cruz

[email protected]


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Medicin de nivel

Porque medimos el nivel ?

- Para el funcionamiento del proceso cuando

se requiere una produccin continua o elcontrol y medicin de volmenes de lquidos

- Balance adecuado de materias primas o deproductos finales.


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Medicin de nivel

Criterios para la medicin de nivel

- Tipo de material (corrosivo, abrasivo,radioactivo)

- Altas presiones, vapores, temperatura,espumas

- Recipiente (abierto, cerrado o sellado)


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Medicin de nivel de lquidos

Se dividen en tres tipos:

Los que miden el nivel aprovechando la

presin hidrosttica. Los que utilizan caractersticaselctricas del lquido.

Los instrumentos de nivel de medidadirecta.


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Instrumentos de nivel de medidadirecta

Los instrumentos de medida directa sedividen en:

Medidor de sonda Medidor de cinta y plomada

Medidor de nivel de cristal

Medidor de flotador.


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Instrumentos de nivel por presinhidrosttica

Los que miden el nivel aprovechando lapresin hidrosttica se dividen en:

Medidor manomtrico Medidor de membrana Medidor de tipo burbujeo

Medidor de presin diferencial de diafragma


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Instrumentos de nivel porcaracterstica elctrica

Los que utilizan caractersticaselctricas del lquido se clasifican en:

Medidor conductivo Medidor capacitivo Medidor ultrasnico

Medidor de radiacin

Medidor lser


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Sensores de Nivel

Directos Mirilla

Flotador Desplazamiento

Sonda

Indirectos Presin Hidrosttica Balanza

Elctricos

Conductivo Capacitivo

Vibracin

Ultrasonido

Micro- Ondas

Radiactivo


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Medidor magnticoMedidor magntico


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FlotadorFlotador

Acoplamiento: mecnico.

Magntico.

Mantenimientofrecuente


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Desplazamiento

Fuerza de empuje

Rango limitado

Interruptores/ salidacontinua.


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Sonda

Pluma baja y sube

constantemente Slidos y lquidos


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Medicin por presin Hidrosttica

hA

BBliquidoA PPP +=

Presin en A :

Presin en B :

aatmosfericB PP =

Presin del liquido :

rea

hgrea

rea

Vg

rea

mg

rea

PesoPliquido

..====

ghPliquido =


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Necesidad de vaciar tanquespara instalacin y calibracin.

Supresin o elevacin de cero.

Diferencia de presiones en

tanque cerrado. Columna de compensacin

hmeda.

h3

h

4

h

2

L H

100 %

0 %


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h3

h2

100 %

0 %

h

4

L H

h3

h1

h2

100 %

0 %

h

4

L H



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Balanza

Celdas de Carga.

Distribucin uniformeen los apoyos


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Sensores de nivel tipo conductivo

Los sensores de nivel de tipo conductivo pueden ser utilizados para darseales de alarma por alto y bajo nivel. Su aplicacin est limitada alquidos altamente conductores tales como materiales a base de agua.

Pueden aplicarse para medir el nivel de interfase entre dos lquidos, uno de loscuales debe ser conductor


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Los electrodos se alimentancon corriente continua y estnmontados dentro del

recipiente contenedor dellquido; cuando el lquido tienecontacto con cualquiera de los

electrodos, una corrienteelctrica fluye entre elelectrodo y tierra.


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Est formado por dos electrodos, quepertenecen a un circuito elctrico abierto.Al entrar en contacto con el lquidoconductor se cierra el circuito elctrico y atravs de la unidad amplificadoraconmuta un contacto.

No da una medicin continua del nivel delliquido.

Apropiado para alarmas, o comointerruptor de nivel para lquidosconductores no muy viscoso nicorrosivos.

La medicin puede ser afectada porespumas, salpicaduras y turbulencias



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Medicin de nivel por vibracinMedicin de nivel por vibracin

El vstago del sensor vibra a una

frecuencia constante, cuando entraen contacto con el producto, estavibracin es amortiguadaprovocando un cambio en el estadodel relay

Aplicable en polvos, aserrn,cenizas, cemento, cal, humos, etc.

Longitudes rgidas y flexibles hastade 20 metros

Temperaturas de hasta 160 C

Presiones de 360 psi


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Interruptor de nivel vibratorio para lquidos para usouniversal como proteccin contra rebosamiento ofuncionamiento en seco de bombas.

Especificacin:- puesta en servicio sin ajuste- alto nivel de reproducibilidad- punto de conmutacin independiente del producto- resistente al desgaste y sin mantenimiento- medidas de montaje muy reducidas

Medicin de nivel por vibracinMedicin de nivel por vibracin

S d i l ti iti


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Sensores de nivel tipo capacitivo

El sensor de nivel tipocapacitivo utiliza una sondacomo una de las placas deun condensador, siendo laotra placa el contenedormismo. El material entreellos, viene a ser

dielctrico. El cambio denivel origina un cambio enla salida del circuitoelectrnico, proporcional alcambio de la capacidad por

lo que este mtodo es deindicacin continua del nivel


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Si el lquido es no conductor, el capacitor estformado por el electrodo primario y la pared deltanque, los cuales conforman las placas delcondensadorSi el lquido es conductor, el electrodo primario

se asla elctricamente del tanque y del lquido,generalmente se utiliza una cubierta de teflnsobre el electrodo. En este caso, el lquido actacomo la segunda placa del capacitor y elaislante sobre el electrodo primario acta como

el dielctrico.

S d i l ti iti


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Mide la variacin de capacitanciade un condensador cuando vavariando el medio dielctricoentre sus placas.

Con el depsito metlico e

introduciendo una sonda metlicasin contacto entre ambos, seforma un condensador, al variarel nivel de lquido varaproporcionalmente la capacidad.

Si el depsito no es metlico seintroducen dos sondas. Como encasos anteriores, tambin seusan como interruptores de nivel.


S d i l ti iti


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Su uso es conveniente enmateriales macizos, polvorientosy de grano fino, por ejemplo:

Tiza, yeso Cemento Grano Harina

leche en polvoAlimento animal mezclado


S d i l ti iti


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Sensores de nivel tipo capacitivoVentajas Limitaciones

Sin partes mviles expuestas alfluido

Usualmente requiere calibracinsi el fluido medido cambia su

composicin o humedad

til en servicios ON-OFF ycontrol continuo en un ampliorango de nivel

No puede ser usado con fluidosadherentes

Fcil instalacin Su medicin puede ser afectadapor variaciones de temperatura

Ajuste remoto de Span y Zero entransmisores inteligentes

Opera con fluidos conductivos yno conductivos

Las sondas pueden resistir lascondiciones ms severas

Relativamente de bajo costo


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Se basa en la emisin de un impulso ultrasnico

a una superficie reflectante y la recepcin del ecodel mismo en un receptor. El retardo en lacaptacin del eco depende del nivel del tanque.Los sensores trabajan a una frecuencia de unos

20KHz. Estas ondas atraviesan con ciertoamortiguamiento o reflexin el medio ambientede gases o vapores y se reflejan en la superficiedel slido o del lquido.

Medidor de nivel ultrasnico



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Medidor de nivel ultrasnico Medidor de ondas sonoras de alta frecuencia (20-40 KHz) que

se propaga por la fase gas hasta que choca con el lquido, serefleja y alcanza el receptor situado en el mismo punto que elemisor

El tiempo entre emisin y recepcin es inversamenteproporcional al nivel del lquido

Evitar obstculos en el recorrido de las ondas Sensibles al estado de la superficie del lquido (espumas) No se usan en lugares de mucho polvo Se usan en tanques cerrados y abiertos

M did d i l lt i


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h

H

2.tvHh =

Donde:

h: NivelH: Distancia del emisor hasta el fondodel depositov: Velocidad del sonido en el aire o gassobre el liquidot: Tiempo de ida y vuelta del sonido


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Velocidad del sonido = 343 m/s Angulo de emisin.

La medicin es afectada por vapores, espumaexcesiva, altas temperaturas, alta presin,turbulencia y polvo

La medicin puede ser afectada por elmovimiento de material en el tanque

El rango de medicin es desde menos de unmetro hasta unos 70 metros

Es particularmente usado para lquidoscorrosivos


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Granulacin del producto

Influencia en las propiedades dereflexin

Superficie

Los productos suaves absorben laseal

Los productos compactos durosreflejan la seal

No le afecta

Densidad Abrasin

Constante Dielectrica

Contenido de humedad


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El medidor es usado como emisor yreceptor a la vez

La velocidad de propagacin de la sealde medicin es v = 343 m/s

El rango de frecuencia depende del tipode sensor (entre 10 y 70kHz)

Alta potencia de emisin (potenciaelctrica de varios kW)

Compensacin del cambio en el tiempode recorrido mediante la medicinintegrada de temperatura


M did d i l


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Medidor de nivelultrasnico


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El principio de operacin est basadoen el cambio de frecuencia de laseal de radar emitida hacia lasuperficie del lquido. La seal

reflectada por la superficie del lquidoen el recipiente tiene una frecuenciadiferente a la de la seal transmitida.Esta diferencia de frecuencia esproporcional a la distancia que existeentre el transmisor y la superficie dellquido.

Medidor de nivel por radar


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Medidor de nivel por radarCaractersticas:

Los cambios de gravedad y rigidezdielctrica no afectan la medicinLa frecuencia de operacin de 5.8 a6.3 GHz ofrece un desempeo superioren la resistencia a fuertes turbulencias,

creacin de espumas y vapores densosLa antena est diseada para soportarhasta 204CDiseado para aplicaciones enlquidos, pastas e hidrocarburosalmacenados en tanques no metlicos,

de plstico, de fibra de vidrio o concretosometidos a baja o alta presin ycondiciones especiales


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El tiempo de recorrido de los pulsode microondas es usado para ladeteccin de nivel

Velocidad de la seal de medicinv = 300,000 km/s

Rango de frecuencia aprox. 25 GHz

Longitud de onda del pulso es aprox.1 ns, correspondiente a la longitudaproximadamente de 30 cm



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Altura del recipiente Rango de medicin hasta 70 m

Construccin del tanque La medicin no es afectada por la

geometra del tanque y elmaterial usado

En caso de silos de plstico tener

en cuenta las partes metlicas enel lado extremo

Paredes del tanque Distancia tpica a la pared,

mnimo 300 mm Falsas reflexiones probablemente

con las estructuras en lasparedes del tanque (trapezoidalsheet metal)

Instalaciones en el tanque Instalaciones en el tanque

(uniones, escaleras, ojales, etc.)pueden causar falsas reflexiones



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El sistema se emplea en caso de medida de nivel enestanques de acceso difcil o peligroso. Es ventajosocuando existen presiones elevadas en el interior deltanque que impiden el empleo de otros sistemas demedicin. La instalacin no debe ofrecer peligro algunode contaminacin radiactiva siendo necesario sealardebidamente las reas donde estn instalados losinstrumentos y realizar inspecciones peridicas deseguridad.

Medicin de nivel radioactivo


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Medicin de nivel radioactivo Una fuente radioactiva emite rayos

gamma, alfa, etc. Pueden ser utilizados para medir

niveles lmites o nivel continuo

Todos los elementos del sensor sonexternos al recipiente; de modo que

la presin, el vaco, la temperatura,o materiales altamente viscosos,corrosivos, abrasivos o muypesados; no afectan al sistema demedicin

El material radioactivo del sensorest contenido en una doblecpsula de acero inoxidablesoldada, de modo que en ningncaso hay peligro de que pueda

escapar dicho material



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Medicin de nivel por rayos Gamma

d.medicion de Nivel

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