Presentación Tema Medicion de Nivel

PRESENTACIONMEDICIONDENIVEL

MEDICIONDENIVEL• INTRODUCCION• GENERALIDADES

TIPOSDEMEDIDORES• ENSOLIDOS• ENLIQUIDOS

VENTAJAS• DESCRIPCION• CONCLUSION

TECNOLOGICO COMFENALCOFUNDACION UNIVERSITARIA

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CarlosAriasGaleanoDarwinDazaJoisedGutiérrezPerezJesusDavidOrtegaLuisCervantesJeiksonGarcía


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En la industria, la medición de nivel es muy importante, tanto desde el punto de vista delfuncionamiento del proceso como de la consideración del balance adecuado de materiasprimas o de productos finales.La utilización de instrumentos electrónicos con microprocesador en la medida de otrasvariables, tales como la presión y la temperatura, permite añadir “inteligencia” en la medidadel nivel, y obtener precisiones de lectura altas, del orden del 0,2 %, en el intervalo dematerias primas o finales o en transformación en los tanques del proceso. El transmisor denivel “inteligente” hace posible la interpretación del nivel real (puede eliminar o compensarla influencia de la espuma en flotación del tanque, en la lectura), la eliminación de las falsasalarmas (tanques con olas en la superficie debido al agitador de paletas en movimiento), y lafácil calibración del aparato en cualquier punto de la línea de transmisión. El transmisor ovarios transmisores pueden conectarse, a través de una conexión RS‐232, a un ordenadorpersonal, que con el software adecuado, es capaz de configurar transmisores inteligentes.Los instrumentos de nivel pueden dividirse en medidores de nivel de líquidos y de sólidos


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ParaquesemidelavariableNIVEL? Dentro de los procesos industriales la medición y el control de nivel se hacenecesario cuando se pretende tener una producción continua, cuando se deseamantener una presión hidrostática, cuando un proceso requiere de control ymedición de volúmenes de líquidos, ó bien en el caso más simple, para evitar que unlíquido se derrame, la medición de nivel de líquidos, dentro de un recipiente parecesencilla, pero puede convertirse en un problema más ó menos difícil, sobre todocuando el material es corrosivo ó abrasivo, cuando se mantiene a altas presiones,cuando es radioactivo ó cuando se encuentra en un recipiente sellado en el que noconviene tener partes móviles ó cuando es prácticamente imposible mantenerlas, elcontrol de nivel entre dos puntos, uno alto y otro bajo.

Los instrumentos de nivel pueden dividirse en 2 grupos de medidores de nivel delíquidos y de sólidos


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DISTINTOSTIPOS

Indicadoreslocales

Transmisoresdenivelenlíquidos

Medidoresdenivelensólidos


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Transmisoresdenivelenlíquidos

Desplazamiento(flotador) Presióndiferencial Burbujeo Radioactivo Capacitivo Ultrasonidos Conductivo Radar Servoposicionador


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Consisteenuntubodevidrioconsusextremosconectadorabloquesmetálicosycerradosporprensaestopasqueestánunidosaldepósitogeneralmentemediantetresválvulas,dosdecierredeseguridadenlosextremosdeltuboparaimpedirelescapedellíquidoencasoderoturadelcristalyunadepurga.Ellíquidosubeporeltubohastaigualaralniveldeldepósito

Tubodematerialtransparenteyrígidoconectadoaldepósitopordosbridascondosválvulasmanualesdecorte.

Elliquidosubeporeltubohastaigualaralniveldeldepósito Limitaciones:

Nomuchapresión NoTª alta Noimpactos Nolíquidosquemanchaninteriortubo

Tambiéndevidrioarmado reflexión refracción

Medidordeniveldecristal


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Medidordenivelenflotador• Constituido por un flotador

pendiente de un cable, un juegode poleas, y un contrapesoexterior

• Modelos:de regletade unión magnética


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Medidordeniveldeflotador

Medidorconflotador

Flotanteconcolumnamagnética

Flotanteconcableycontrapeso

• Consiste en un flotador ubicado en contacto con el fluido yconectado al exterior del depósito indicando directamente elnivel sobre un escala graduada.


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Interruptordeniveltipoflotador

• Constadeunflotadorpendientedeltechodeldepósitoporunabarraatravésdelacualtransmitesumovimientoaunaampollademercurio(lahacebascular)conuninterruptor

• Sielnivelalcanzaalflotadorloempujaensentidoascendente,ascendiendosilafuerzasuperaalpesodelflotador

• Estemovimientoestransmitidoporlabarrayelinterruptorcambiadeposición


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Medidordepresióndiferencial

• Tanqueabierto:medidordePP=·g·h

• Tanquecerrado:P=Pliq‐Pdeposito

Consiste en un diafragma en contacto con el fluido en dos orificios depurga de aire situados en el depósito por debajo y por encima dellecho. Un transmisor neumático o electrónico mide la presióndiferencial posterior de los dos orificios mencionados que dependedel nivel del lecho fluidizado. Por otra parte, el instrumento puedetrabajar a temperaturas superiores a 300 °C y posee una respuestarápida.

Tanque abierto: el nivel del líquido es proporcional a la presión en elfondo. Se coloca un medidor de presión.

Tanque cerrado: diferencia de presión ejercida por el líquido en elfondo y la presión que tiene el depósito

El diafragma forma parte de un transmisor neumático, o electrónicode presión diferencial.


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Medidordenivelporpresiónneumática/hidrostática

PRESION NEUMATICA censa lapresión ejercida por el líquidosobre el aire que se encuentradentro del tubo. Uso: líquidoscon vapores

PRESIONHIDROSTATICAmidelapresiónenelfondodeltanqueLíquidos,GasesyVaporesmuyInflamables.productosQuímicosconSólidosenSuspensiónalcancehasta5


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Medidordenivelporburbujeo

Se emplea un tubo sumergido en el líquido a cuyo través sehace burbujear aire o gas mediante un rotámetro con unregulador de caudal incorporado hasta producir unacorriente continua de burbujas.

La presión requerida para producir el flujo continuo deburbujas es una medida de la columna de líquido (i.e. Lapresión del gas en la tubería equivale a la presiónhidrostática ejercida por la columna de líquido equivale alnivel del deposito.Sistema muy ventajoso en aplicaciones con líquidoscorrosivos o con materiales en suspensión (el fluido nopenetra en el medidor, ni en la tubería de conexión).

Generar una corriente continua de burbujas desde el nivelmínimo

La presión requerida es proporcional a la columna delíquido

Aplicaciones: líquidos corrosivos materiales en suspensión


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MedidorRadioactivo El sistema de medición de nivel radiactivo; consiste en un emisor de rayos gamma

montado verticalmente en un lado del estanque y con un contador que transforma laradiación gamma recibida en una señal eléctrica de corriente continua. Como latransmisión de los rayos es inversamente proporcional a la masa del líquido en elestanque, la radiación captada por el receptor es inversamente proporcional al nivel dellíquido ya que el material absorbe parte de la energía emitida. Los rayos emitidos por lafuente son similares a los rayos X, pero de longitud de onda más corta. La fuenteradiactiva pierde igualmente su radiactividad en función exponencial del tiempo. La vidamedia (es decir, el tiempo necesario para que el emisor pierda la mitad de su actividad)varía según la fuente empleada. En el cobalto 60 es de 5,5 años y en el cesio 137 es de 33años y en el americio 241 es de 458 años.

Las paredes del estanque absorben parte de la radiación y al detector llega sólo unpequeño porcentaje. Los detectores son, en general, detectores de cámara iónica yutilizan amplificadoresLimitaciones

dificultadestécnicas yadministrativas

Aplicaciones: FluidosTª Líquidoscorrosivos


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Medidorcapacitivo• Mide la variación de capacitancia de un condensador cuando va variando el medio dieléctrico

entre sus placas con el depósito metálico e introduciendo una sonda metálica sin contacto entreambos, se forma un condensador

• Al variar el nivel del líquido varía proporcionalmente la capacidad• Si el depósito no es metálico se introducen dos sondas• También se usan como interruptores de nivel

detector capacitivo para líquidos, pastas, polvos y gránulos

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


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Medidorporultrasonidos

• Medidor de ondas sonoras de alta frecuencia (20‐40 KHz)que se propaga por la fase gas hasta que choca con ellíquido, se refleja y alcanza el receptor situado en el mismopunto que el emisor

• El tiempo entre emisión y recepción es inversamenteproporcional al nivel

• El tiempo depende de la Tª ==> compensar medidas• Evitar obstáculos en el recorrido de las ondas• Sensibles al estado de la superficie del líquido (espumas)

El método de reflexión del sonido se basa en el tiempo de retornode un pulso de sonido emitido por un sensor.El pulso ultrasónico emitido se refleja en la superficie delproducto y el mismo sensor vuelve a detectarlo. El tiempo deretorno de la señal es una medida de la altura de la sección vacíadel tanque. Si a esta distancia se le resta la altura total del tanque,se obtiene el nivel del producto. El tiempo de retorno se convierteen una señal de salida analógica.


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MedidordeultrasonidosUn dispositivo ultrasónico electrónico de medición se utiliza generalmentepara detectar la presencia o posición de objetos; su principio defuncionamiento es el siguiente: el sensor tiene un emisor y receptor deondas de radio; el emisor envía ondas de sonido en un determinado espaciode forma cónica (las ondas se van expandiendo desde el punto central dondese encuentra el sensor hasta cierta distancia en donde ya se pierden, por locual su zona de operación tiene forma de cono) y cuando las ondas chocancon un objeto dentro de su zona de operación, en vez de seguir su camino yperderse en el espacio rebotan y regresan al receptor de ondas del sensorultrasónico y en base a la intensidad con la que regresan estas ondas, sepuedes saber si hay un objeto en la zona de lectura e inclusive su posición.Obviamente el sensor indica la posición del objeto con un voltaje.


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Medidorporultrasonidos(Tipos)

Transmisorhidra‐wave Sensorporultrasonidos UltrasónicoP+F UltrasónicoProbé


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Medidordetipoconductivo El medidor de nivel conductivo consiste en uno o varios electrodos y un reléeléctrico o electrónico, dispositivo que abre y cierra un circuito, que esexcitado cuando el líquido moja a dichos electrodos. El líquido debe ser losuficientemente conductor para excitar el circuito electrónico, y de estemodo el aparato puede discriminar la separación entre el líquido y su vapor

El líquido cierra un circuito eléctrico y se conmuta un contacto Aplicaciones:

interruptores de nivel en líquidos conductores


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Sistemasderadar

En el sistema de radar por antenas los pulsos de microondasextremadamente cortos son enviados por el sistema de antenas sobre elproducto a medir, siendo reflejados por la superficie del producto y captadosnuevamente por la antena. Se propagan a la velocidad de la luz y el tiempodesde la emisión hasta la recepción de las señales es proporcional al nivel enel depósito. Un proceso especial de prolongación del tiempo posibilita lamedición precisa y segura de los productos


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Sistemasderadar

RADARdePROCESOMedicióncontinuadeNivelenlíquidosysólidos.

Nonecesitancontacto Noelementosmóviles Aplicaciones

Viscosos(asfaltos) Movimiento(barcos)

Rango:40m Precisión:2mm.


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Servoposicionador

• Gran precisión: 1 mm con alta repetitividad y sensibilidad• Mide la tensión de un hilo del que pende un contrapeso

(disco)• Sistema en equilibrio: ligero contacto contrapeso ‐ líquido• Cambio nivel ‐‐> Cambio tensión ‐‐> Servoposicionador• Restituir equilibrio de tensiones desplazando contrapeso

MedicióndeinterfazmedianteunServo

El sistema se encarga de transmitir una orden oinformación de un punto a otro, comparando losresultados obtenidos en el extremo receptor con los quese desea obtener y se deduce de esta comparación unaseñal correctora que se introduce automáticamente en elsistema, el cual modifica los resultados para conseguir elvalor deseado


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Medidoresdenivelensólidos

• Problema:definirelnivel• Noexisteunaúnicasuperficiehorizontal• Medidoresdelíquidos‐ específicosparasólidos• Tipos

– Palpador– Paletasrotativas– Vibratorio– Membranasensitiva– Peso– Ultrasonidos– Radar


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Medidorporpalpado

• Análogoal“sondeo”• Bajodemandadeoperadorodetemporizador• Unmotormueveuncableconunpesoensuextremo• Alchocarelpesoconlasuperficieseconmutaelmotoryelpeso

asciende• Longitudcabledesenrollado‐‐>niveldepósito• Suficientesecciónpeso‐‐>evitarhundimientos• Materialessólidos,granulometría<3mm


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Paletasrotativas

Unmotor hace girar unas paletas (9 rpm) a través de un resorte Al entrar en contacto el material con las paletas, éstas se paran, pero el motor continuagirando hasta que el muelle asociado al motor se expande al máximo y toca un final decarrera que da un contacto eléctrico

Cuando el nivel disminuye, el resorte recupera su posición, el nivel arranca y el contactocambia de posición

Intensidad del motor proporcional a la longitud de paleta en contacto con el sólido Aplicación: sólidos granulados

consisten en un eje vertical, dotado de paletas, que gira continuamente a baja velocidad accionado por unmotor síncrono. Cuando el producto sólido llega hasta las paletas, las inmoviliza, con lo que el soporte delmotor y la caja de engranajes empiezan a girar en sentido contrario. En su giro, el soporte del motor actúaconsecutivamente sobre dos interruptores, el primero excita el equipo de protección, por ejemplo unaalarma, y el segundo desconecta la alimentación eléctrica del motor con lo cual éste queda bloqueado.Cuando el producto baja de nivel y deja las palas al descubierto, un resorte vuelve el motor a su posicióninicial liberando los dos micro‐ruptores. De este modo, el motor se excita con lo que las palas vuelven agirar, y la alarma queda desconectada.


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Medidoresdepalasrotativas

Sensor de Pala Rotativa actino-ProbéUn sensor de medición por punto robusto, confiable y económico.

Optimo para materiales sólidos.PaletarotativaparapolvosgranuladosAlarmadeNivelAlto,yMedioInyectorasyExtrusorasdePlásticoTemperaturasdehasta120ºC.Sensibilidadajustable Ventajas

ElprincipiodeniveldepalasgiratoriasdeeficaciaprobadaparasólidosgranuladosJuntamecánicaEnergíaauxiliarseleccionableporinterruptor(opcional)AcoplamientodeslizanteCajagirablePalademedidaopcionalparaelusoconmaterialesdebajadensidadFácilinstalaciónmedianteconexiónalprocesoexistenteVersiónparaaltastemperaturasykitalargadoropcionaldisponiblesVigilanciadefuncionamientoopcional


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Medidordenivelvibratorio

HorquillavibranteAltasPresionesyTemperaturas.Líquidosmuyviscosos.PolvoscontendenciaaaglutinarseGránulosgrandes

• Sondaenformadediapasónquevibraa80Hz• Cuandoelmaterialcubreeldiapasónlasvibracionesseamortiguan• Unaseñalactivaunrelé• Posiciones

– Instalaciónlateralyroscadaalaalturadelnivel– Sondasverticales

VarillavibrantesólidosenpolvoygranuladosgruesosCal,Arena,PinturaenPolvo,Cereales,Café,Altaspresionesytemperaturas

La varilla flexible de acero conectada a undiafragma de latón donde está contenido uninterruptor. Cuando los sólidos presionan,aunque sólo sea ligeramente en la varilla, elinterruptor se cierra y actúa sobre una alarma.


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Medidordemembranasensitiva

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

• Cuando el material llega a la altura del interruptor, presiona lamembrana y actúa un conmutador

• Empleado en granulometría media y pequeña

Control de nivel de membrana. Para el control de nivel de materiales agranel. Estos controladores se basan en un interruptor accionado poruna membrana (goma nitrílica). La membrana debe estar expuesta almaterial a controlar. A medida que el material entra en el silo seamontona y cubre la membrana, la presión que ejerce la obliga aretroceder presionando el mecanismo que acciona un interruptor. Esteinterruptor sirve para la puesta en marcha o paro de señales visuales,acústicas o los mecanismos de carga y descarga en silos y recipientes


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Medidordepeso

Consiste en una báscula es un instrumentopara medir y equilibrar fuerzas (pesos), ycomprende una serie de elementosesenciales tales como un medio por el cualse puede tomar y soportar la carga, que porlo general es un tanque, una plataforma, ungancho u otro método conveniente paracontener la carga; un procedimiento paratransmitir el peso de la carga a la fuerzaequilibradora y un procedimiento paraproducir una fuerza suficiente paraequilibrar la carga e indicar ese equilibrio.


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TransductorPorPresión

S2LoadStand LoadDiscIi

CélulaDeCargaDeDobleCizalladora

MedidoresDePeso

• Pesode Nivelsólido• Pesodetolva+contenido• Célulasdecarga• Galgasextensiométricas


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Como resultado del presente trabajo podemos concluir que tanto en la medición deniveles de líquidos como de sólidos, es imprescindible que los instrumentos esténcontinuamente en perfecto estado de funcionamiento a fin de evitar, tal como se dijoanteriormente, paros parciales o totales en la planta y de este modo garantizar lacalidad de los productos terminados.

Graciasatodos!

Conclusión

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