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TEMA:MEDICION DE NIVELEQUIPO:ARANDA DOMINGUEZ GILBERTOORTIZ MARTINEZ EDMUNDO

INTRODUCCIONEl nivel es una de las variables de procesos mas utilizadas para el control de las plantas industriales, pero muy especialmente en el control de almacenamiento tanto de materias primas como de productos terminados.En general, en las medidas de nivel para el control de procesos no se requiere una gran precisin, salvo en los casos de dosificacin de llenado de los depsitos mientras que en caso de medida de almacenamiento la precisin es fundamental.

En la seleccin del tipo de medidor tienen preferencia tcnicamente los medidores estticos frente a los que tienen partes mviles y los que no necesitan contacto con el fluido o, incluso, son exteriores al recipiente, as como los que requieren menor modificacin en la estructura del recipiente y sus soportes, especialmente cuando se tiene que modificar el diseo del equipo.En cuanto a mtodos de medicin de nivel, se puede decir que hoy en da apenas existe algn efecto fsico que no se emplee como base para un mtodo de medicin de niveles de modo que se dispone de una amplia gama de tcnicas de medicin y por ello no siempre resulta fcil la eleccin del mtodo de obtencin de lecturas que se adapte mejor a los requerimientos especficos de una instalacin.TIPOS DE MEDIDORES Y SU PRICIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Existen tanto para lquidos como para slidos:- Lquidos: existen para toda clase de lquidos. Esusado para seguridad y monitoreo de los lmitessuperior e inferior de los tanques y en sistemas debombas. Pueden usarse en aquellas aplicacionesdonde no es posible utilizar un flotador, porejemplo turbulencia, espuma.- Slidos: se usan en silos que contengan granosfinos y slidos en polvo, por ejemplo: trigo, uva,cereales, harina, leche en polvo, azcar, cemento,plstico granulado, yeso, etc.Principio de funcionamiento:Es un sensor con forma de horquilla, que vibra a sufrecuencia de resonancia. Esta frecuencia cambiacuando la horquilla se pone en contacto con el slido olquido contenido en el recipiente. El cambio defrecuencia es evaluado y convertido en una seal. Sirvepara mediciones discretas.VIBRANTE

Las sondas de deteccin de nivel decapacitancia/admitancia RF se pueden usar paradeteccin de nivel para en depsitos, silos y tanques, demanera continua. Son aplicables en toda la industria,tanto en lquidos como en slidos, pero principalmenteen lquidos. Estn diseado para soportar altas presionescomo altas temperaturas y materiales custicos.Principio de funcionamiento:La sonda de capacitancia y la pared del recipienteforman las dos placas de un capacitor, la capacidadestar determinada por su rea superficial, la distanciaentre ellas, as como el tipo y propiedades dielctricasdel producto que se est midiendo. A medida de que elrecipiente se llena, la capacidad aumenta.La capacidad se mide y una seal proporcional al niveles generada por un circuito electrnico que posee lasonda. La seal es evaluada por otra unidad electrnicaconectada al sistema.Las sondas de deteccin de nivel de Admitancia deradio frecuencia (RF) se ven afectadas por la resistenciadel material cuyo nivel se est midiendo. El sistema deAdmitancia RF mide tanto la capacitancia como laresistencia del material que se est midiendo y, pormedio de un circuito electrnico, sustrae la resistenciade la medicin combinada.CAPACITANCIA/ADMITANCIA RFSe utiliza en lquidos que sean conductores de corriente y estn diseados para soportar lquidos agresivos. No se pueden utilizar en lquidos que sean inflamables o explosivos. Utiliza una pequea corriente alterna, por lo que no es peligroso para las personas y no tiene efectos de electrlisis.Principio de funcionamiento:Es un interruptor de nivel que suministra una pequea corriente alterna entre dos sondas, el circuito se cierra por medio del fluido y se indica as el nivel cuando el lquido `toca ambas sondas. Se utiliza en medicionesdiscretas.

CONDUCTMETROEs utilizado para medicin continua de nivel en tanques que contengan lquidos o solidos, en la industria qumica, farmacutica y alimenticia,como tambin en tratamiento de agua y aguas residuales. La sonda, formando un sensor depresin se encuentra de distintos diseos de construccin para diversas aplicaciones, por ejemplo: para ser montadas a un costado del tanque, o arriba, para materiales corrosivos, etc.Principio de funcionamiento:El peso de una columna de lquido genera una presin hidrosttica. A densidad constante, la presin hidrosttica es solamente funcin de la altura de la columna de lquido:

Presin hidrosttica=p g h

HIDROSTTICOSe usan para la medicin continua de nivel, suelen montarse a travs de la parte superior del recipiente o tanque.Principio de funcionamiento:Consiste en emitir un pulso de energaque viaja a la velocidad del sonido en el espacio de vapor que se encuentra por encima del lquido o polvo. La seal es reflejada por la superficie del lquido o polvo y va de vuelta al receptor. Se mide el tiempo entre la seal emitida y la seal recibida. A partir de esa medicin de tiempo y con la velocidad del sonido en el vapor se calcula la distancia desde el receptor a la superficie del lquido o polvo. En los ltimos aos, los medidores snicos de nivel han mejorado inexactitud cuando se los aplica en forma adecuada.

ULTRASNICOSe utiliza tanto para medicin continua o discreta. El transmisor no entra en contacto con el material ni con elrecipiente, tanto fuera o dentro de l. Se utiliza en contenedores de materiales o lquidos inflamables, venenosos o agresivos. Este dispositivo puede serencontrado en tanques de cido, hervidores, silos de cemento, ciclones, hornos rotativos, agitadores y mezcladores. Debido a que la fuente sola emite rayosgamma, el material y el tanque pueden ser contaminadoradiactivamente.Principio de funcionamiento:La fuente de rayos gamma, tanto de componentes decesio o cobalto, emite radiacin que es atenuada a medida que pasa a travs de los materiales. Un detector, montado en el lado opuesto del recipiente, convierte esta radiacin en una seal elctrica. La amplitud de la seal es determinada por la distancia entre la fuente gamma y el detector y tambin por el ancho y la densidad del material. El ancho y las paredes del recipiente, cuya atenuacin de la radiacin es constante, se tienen en cuenta en el clculo de la seal. La determinacin del nivel, se basa en la absorcin de radiacin por el producto que contiene el tanque.

RADIOMTRICOSe usa generalmente para recipientes bajo presin, el aparato computa la diferencia entre la presin total y la sobre presin. Esta presin es la presin de la columna de lquido, que luego es convertida en una seal elctrica. Si la densidad del lquido se conoce, la seal ser directamente el nivel.

DE PRESIN DIFERENCIALUtiliza un mecanismo ms simple para bajar el flotador (en el caso de lquidos) o un peso (en el caso de polvos) para buscar el nivel. Se cuentan los pulsos producidos a medida que el cable se va rebobinando despus de encontrar el nivel del tanque, lo que provee una indicacin de la altura del espacio devapor.

YO YOLas celdas de carga determinan el nivel pesando eltanque y su contenido. En la actualidad, las celdas decarga pueden soportar el tanque o bien se pueden fijarextensmetros a un miembro de soporte de la estructuradel tanque para medir la accin del peso cambiante.Tienen la ventaja de ser externos al contenido deltanque. Dan una medicin continua de nivel.

CELDAS DE CARGA O EXTENSOMTRICOSUno de los primeros mtodos para medir nivel de lquidos empleaba un flotador dentro de un tanque conectado por medio de un cable a un contrapeso en el exterior del tanque. Una escala graduada sobre el tanque permite obtener lecturas continuas y directas del nivel del lquido. Desgraciadamente, en este sistema abundan las inexactitudes y solo es apto para indicacin.

MEDIDORES A FLOTADOREl sistema sensor ptico permite la monitorizacin del nivel de lquido de uno o varios depsitos. Se basa en el uso de fibras pticas, de forma que la electrnicanecesaria se encuentra suficientemente alejada del punto de medida. Ello permite su uso seguro en entornos crticos: atmsferas inflamables, explosivas, contaminadas electromagnticamente, sin necesidad derecubrimientos especiales que encarecen su coste final. Principio de funcionamiento: De la cabeza transductora sale un haz luminoso que se refleja en la superficie delmedio cuyo nivel se desea medir. La seal luminosa reflejada posee informacin dependiente de la distancia recorrida por el haz, permitiendo la medida continua denivel.

PTICODetecta la presencia o ausencia de slidos secos a granel. Este dispositivo ofrece un rendimiento superior al monitorizar productos como grano, alimentos, cemento, grnulos de plstico y virutas de madera. Principio de funcionamiento: La paleta rotativa es accionada por un motor de engranaje, y detecta el material cuando el nivel alcanza el sensor . Cuando el material entra en contacto con la paleta se detiene la vibracin. Esta vibracin provoca el cambio de estado del relvador. Cuando la paleta est libre, se reanuda la vibracin y el relvador vuelve a su condicin normal. Este interruptor es idneo para aplicaciones con slidos en ambientes industriales extremos. El usuario puede ajustar la sensibilidad de la paleta en funcin de las propiedades del material detectado. Se distinguen varios modelos de sensores compacto o ampliado, con extensin rgida o cable. Pueden incluir una paleta estndar (idnea para muchas aplicaciones), o articulada (ofrece mayor sensibilidad para materiales slidos ligeros).

POR PALETA ROTATORIALos sistemas de burbujeo o de purga continua, realizan la medicin de nivel midiendo la presin requerida para que un flujo constante de aire venza la presin hidrosttica de un liquido, al salir el aire lo hace a manera de burbujeo, de ah el nombre del sistema.

Principio de funcionamiento:

"La presin en el tubo es igual a la presin hidrosttica causada por elnivel, si se mide la presin dentro del tubo se obtiene la medicin del nivel", este mtodo se puede utilizar en recipientes abiertos o cerrados, la entrada del manmetro se monta por encima del nivel mximo del recipiente para que los sedimentos no se acumulen en el tubo de conexin.METODO DE BURBUJEODifieren de los medidores de nivel a flotador en que el flotador ascensional reacciona a un cambio en el nivel del lquido. El flotador va montado sobre la superficie del lquido, subiendo y bajando con el nivel. Por el contrario, el desplazador est restringido de subir con el nivel del lquido y transmite una seal relacionada al cambio en la fuerza que asciende a medida que el nivel del lquido sube y baja alrededor del mismo. El uso de desplazadores normalmente est limitado a alcances relativamente cortos (por lo general menos de 150cm) debido al elevado costo de la cmara externa que aloja al desplazador.DESPLAZADORESCRITERIOS DE SELECCIN DEL ELEMENTO PRIMARIO DE MEDICION (NIVEL).

No existe algo as como un medidor universal que sea aplicable a todos (o la mayora) de los casos. Cada situacin debe ser cuidadosamente analizada, ya que existe un sin nmero de condiciones a tener en cuenta como tipo: de slidos o fluido, agresividad fsica o qumica, si la medicin continua o discreta, altas presiones y temperaturas, existencia de espuma, ngulos de talud en slidos, etc.VENTAJAS Y DESVENTAJAS.Cada medidor tiene sus propios rangos de precisin y de operacin, as como ventajas y desventajas, los cuales se resumen en la siguiente tabla:

LIQUIDOS:

SOLIDOS:

COMENTARIOS Y CONCLUSIONES.

En los procesos industriales es necesario contar con medidores de nivel de los slidos o lquidos de operacin, acordes a las caractersticas de operacin y de la carga, a la disponibilidad econmica y a la necesidad de respuestas rpidas de medicin.

Los medidores de nivel de lquidos existen en una gran variedad. Los ms usados son los de desplazamiento y de presin hidrosttica debido a su confiabilidad y bajo costo.

Cuando las cargas de operacin se encuentran a altas presiones y temperaturas, o cuando son altamente peligrosos, se requiere de medidores de nivel ms complejos que los cotidianos. Preferiblemente que no entren en contacto con el lquido y que utilicen algn tipo de radiacin electromagntica para la medicin. En ello se requieren los mejores estndares de seguridad y precisin.Los medidores de slidos han evolucionado satisfactoriamente para caracterizar prcticamente todos los tipos de slidos de operacin. Al igual que los lquidos, su diseo y seleccin debe estar ajustado a la disponibilidad econmica y a las caractersticas del proceso y de la carga. En muchos casos se trabajan con niveles de presin y temperaturas muy elevados, en ese caso se hace necesario utilizar medidores ms resistentes y apropiados como los de radiacin o bscula.

Finalmente, se deben analizar con la suficiente paciencia y conocimiento los factores de diseo y seleccin de los medidores de nivel en las operaciones industriales.Bibliografia:

CREUS, Antonio. Instrumentacin Industrial. Sexta edicin. Editorial Alfaomega. Espaa.Medicin de nivel.Ing. Juan Gilberto Mateos Surez. Disponible en: /maestros/Mateos/clase/teora/nivel/nivel1.htmDaily, James y HARLEMAN, Donald (1975). Dinmica de los fluidos. Con aplicaciones de ingeniera. Editorial TRILLAS. MXICO.

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