Level and measure control systems, Study notes of Control Systems

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MEDICIÓN DE NIVEL^ Sondeo de Peso

MEDICIÓN DE NIVEL

Varilla o sonda: Consiste en una varilla o regla graduada, de la longitud convenientepara introducirla dentro del depósito. La determinación del nivel se efectúa por lalectura directa de la longitud mojada por el líquido. En el momento de la lectura eltanque debe estar abierto a presión atmosférica. Se emplea en tanques de agua apresión atmosférica.Cinta y plomada: este sistema consta de una cintagraduada y un plomo en la punta. Se emplea cuandoes difícil que la varilla tenga acceso al fondo deltanque. También se usa midiendo la distancia desdela superficie del líquido hasta la parte superior deltanque, obteniendo el nivel por diferencia.Visor de vidrio: consiste en un tubo de vidrio con suextremo inferior conectado al tanque generalmentemediante tres válvulas (dos de cierre de seguridad enlos extremos del tubo, para impedir el escape dellíquido en caso de rotura del cristal y una de purga).Funciona por principio de vasos comunicantes. Elnivel de vidrio va acompañado de una regla graduada.Se emplea para presiones hasta 7 bar. A presiones máselevadas el vidrio es grueso, de sección rectangular yestá protegido por una armadura metálica

MEDICIÓN DIRECTA.

MEDICIÓN DIRECTA

Flotante: consiste en un flotador ubicado en el seno del líquido y conectado al exteriordel tanque, indicando directamente el nivel sobre una escala graduada. Es el modelomás antiguo y el más usado en tanques de capacidad grande. Tiene el inconvenientede que las partes móviles están expuestas al fluido y pueden romperse. El flotadordebe mantenerse limpio. The flotador, que es de un material más liviano que el fluido,sigue el movimiento del nivel de líquido.

Escala Contrapeso

El flotador puede tener formas muyvariadas y estar formado por materialesmuy diversos según sea el tipo de fluido.Los instrumentos de flotador tienen unaprecisión de 0,5 %. Son adecuados en lamedida de niveles en tanques abiertos ycerrados a presión o a vacío, y sonindependientes del peso específico dellíquido. Por otro lado, el flotador puedetrabarse en el tubo guía por un eventualdepósito de los sólidos o cristales que ellíquido pueda contener y además lostubos guía muy largos pueden dañarseante olas bruscas en la superficie dellíquido o ante la caída violenta del líquidoen el tanque.

MEDICIÓN POR PRESIÓN DIFERENCIAL El medidor de presión diferencial consiste en un diafragma en contactocon el líquido del tanque, que permite medir la presión hidrostática en unpunto del fondo del tanque. En un tanque abierto esta presión esproporcional a la altura del líquido en ese punto y a su peso específico. Eldiafragma forma parte de un transmisor neumático o electrónico depresión diferencial.La precisión de los instrumentos de presión diferencial es bastante buena.El material del diafragma debe ser compatible con el fluido que seencuentra en el tanque.

P1 P Señal a salade control^

Señal a salade control Presiónatmosférica

MEDICIÓN POR DESPLAZAMIENTO El medidor de^ nivel^ por^ desplazamiento

está basado en el principio de Arquímedes. Consisteen^ un^ flotador^ parcialmente

sumergido^ en^ el líquido y conectado mediante un brazo a un tubode torsión, unido al tanque. Dentro del tubo yunido^ a^ su^ extremo

libre^ hay^ una^ varilla

que transmite el movimiento de giro a un transmisorexterior^ al^ tanque.^

El^ ángulo^ de^ rotación

del extremo^ libre^ del^ tubo

de^ torsión^ es^ función directa de la fuerza aplicada. Al subir el nivel, ellíquido ejerce un empuje sobre el flotador igual alvolumen de la parte sumergida multiplicada por ladensidad del líquido, tendiendo a neutralizar supeso propio, así que el esfuerzo medido por eltubo de torsión será muy pequeño.^ El instrumento puede usarse en tanques abiertos y cerrados, a presión o avacío, con una buena sensibilidad, pero presenta el inconveniente del riesgode depósitos de sólidos o de crecimiento de cristales en el flotador queafectan a la precisión de la medida).

MEDICIÓN POR CAPACITANCIA El medidor de nivel capacitivo mide la capacidad del condensador formadopor el electrodo sumergido en el líquido y las paredes del tanque. Lacapacidad del conjunto depende linealmente del nivel del líquido. Enfluidos no conductores se emplea un electrodo normal y la capacidad totaldel sistema se compone de la del líquido, la del gas superior y la de lasconexiones superiores. En fluidos conductores el electrodo está aisladousualmente con teflón interviniendo las capacidades adicionales entre elmaterial aislante y el electrodo en la zona del líquido y del gas.

MEDICIÓN POR ULTRASONIDO Se basa en la emisión de un impulso ultrasónico auna superficie reflectante y la recepción del eco delmismo en un receptor. El retardo en la captacióndel eco depende del nivel del tanque. La mediciónse hace desde el exterior del tanque. Los sensorestrabajan a frecuencias cercanas a 20 KHz. Estasondas atraviesan el medio ambiente de gases ovapores con cierto amortiguamiento y se reflejanen la superficie del sólido o del líquido.

Emisor^ Receptor Son usados para todo tipo de tanque y líquido o lodo. Pueden usarse en áreasclasificadas. Son sensibles a la densidad de los fluidos y dan señales erróneascuando la superficie del nivel del líquido no es nítida (por ej.: líquido que formeespuma), ya que se crean falsos ecos de los ultrasonidos.