La medición de nivel permite conocer y controlar la cantidad de

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La medición de nivel permite conocer y controlar la
cantidad de líquido o sólidos almacenada en un
recipiente, por lo que es una medición indirecta de
masa o volumen.
A nivel industrial la medición de nivel es importante
tanto para el correcto funcionamiento de algunos
procesos (p.ej. procesos por lotes) como para el
balance correcto de materias primas y de productos
finales terminados.
Cuando se realizan mediciones directas de nivel
generalmente lo que se mide es la distancia entre la
superficie del líquido y un punto de referencia.
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También se pueden realizar mediciones indirectas
de nivel a partir de variables como la presión
hidrostática, la capacitancia, la conductancia, el
ultrasonido, entre otras.
El nivel puede ser medido en forma continua o
discreta.
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MEDIDOR DE TUBO DE VIDRIO
Consiste en un tubo de vidrio con
sus extremos conectados a la
pared del tanque y que dispone de
una escala graduada, por lo que la
indicación de nivel es directa.
Se
puede utilizar
abiertos o cerrados.
en
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tanques
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MEDIDOR DE TUBO DE VIDRIO
Generalmente
se instalan dos
válvulas que permiten aislar el
medidor, y una tercera para la
purga de suciedades que se
acumulan en la parte inferior y que
pueden obstruirlo.
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MEDIDOR DE TUBO DE VIDRIO
El espesor de la pared de vidrio se
calcula en función de la presión máxima
que soportará el instrumento, que para
el caso será la presión en el fondo del
tanque, en caso de tratarse de un fluido
líquido.
Se pueden utilizar armaduras metálicas
para proteger el instrumento de las altas
presiones.
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MEDIDORES DE SONDA (CINTA-PLOMADA)
Son varillas o cintas graduadas
que se sumergen desde lo alto
del tanque, para obtener una
medida directa del nivel. Son
instrumentos manuales para
indicación local y proporcionan
una medición continua.
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MEDIDORES DE SONDA (CINTA-PLOMADA)
La determinación del nivel se efectúa por lectura
directa sobre la longitud de superficie mojada por
el líquido.
Los más comunes son:
la varilla (simple o con
gancho) y la cinta plomada.
Se utiliza como elemento de medida y verificación
en tanques de gasolina,
subterráneos.
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tanques cerrados y
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NIVEL POR DESPLAZAMIENTO DE FLOTADORES
Este medidor consiste en un
flotador (cuerpo que por sus
características físicas se mantiene
siempre en la superficie del
líquido, por lo que sube y baja
dependiendo de los cambios de
nivel).
El movimiento del flotador se
transmite
por
diferentes
mecanismos a un indicador que
muestra en una escala el nivel del
tanque.
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NIVEL POR DESPLAZAMIENTO DE FLOTADORES
Estos
medidores pueden ser
utilizados
como
detectores
(interruptores) de nivel en uno o
dos puntos, aunque también
puede adaptarse para obtener una
medición
continua
(flotadorpotenciómetro).
Una
desventaja
de
estos
medidores es que se ven
afectados por el oleaje y la
presencia de espumas, sólidos
flotantes, etc.
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MEDICIÓN DE NIVEL POR BURBUJEO
Mediante un regulador de caudal se hace pasar
aire, o gas inerte, por un tubo sumergido en el
deposito hasta producir una corriente continua de
burbujas. A mayor cantidad de líquido en el tanque
mayor será la presión de aire que se necesita para
hacerlo burbujear.
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MEDICIÓN DE NIVEL POR BURBUJEO
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MEDICIÓN DE NIVEL POR BURBUJEO
Este sistema es muy ventajoso en
aplicaciones
con
líquidos
corrosivos con materiales en
suspensión.
La presión necesaria para hacer
burbujear
el
líquido
proporcional al nivel de este.
es
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MEDICIÓN DE NIVEL POR BURBUJEO
El tubo debe tener una longitud adecuada para evitar
que las variaciones bruscas de nivel introduzcan en su
interior alguna columna de líquido que retarde el paso
del aire y genere un error momentáneo en la
indicación.
Ventajas:
es un dispositivo simple, se utiliza en
mediciones donde el líquido es muy corrosivo y/o con
sólidos en suspensión debido a que en este sistema el
fluido no penetra en el medidor ni en la tubería de
conexión.
Desventajas:
no debe usarse para fluidos altamente
viscosos (las burbujas no se separan rápidamente del
tubo).
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MEDICIÓN DE NIVEL POR ELECTRODOS
Consiste en dos electrodos y
un relé eléctrico que es
excitado cuando el líquido,
que
debe
tener
una
conductividad mínima, toca
los electrodos cerrando el
circuito.
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MEDICIÓN DE NIVEL POR ELECTRODOS
A mayor resistividad específica del fluido (ohm/m) y
mayor distancia entre los electrodos, el voltaje de
excitación debe ser mayor para garantizar una
corriente de excitación mínima. Sin embargo un alto
voltaje puede crear problemas de electrólisis,
polarización (en corriente directa) y descarga
eléctrica.
Como detector solo puede indicar si el nivel está por
encima, o por debajo, de la posición del electrodo por
lo que se aplica en control ON-OFF.
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MEDICIÓN DE NIVEL POR ELECTRODOS
Pueden tener longitud fija o variable.
Problemas de falsa detección por oleaje.
Para
solucionar este inconveniente el relé debe contar con
un temporizador que solo permita el enclavamiento
cuando la señal se mantenga un determinado tiempo.
Ventaja:
es un método relativamente robusto y
favorable.
Desventajas: el líquido debe ser conductor, se miden
cambios de nivel máximos o mínimos.
No debe usarse en fluidos inflamables donde una
chispa pueda causar una explosión.
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MEDICIÓN DE NIVEL POR CAPACITANCIA
Se mide la capacidad del
condensador formado por el
electrodo de referencia, (que
puede estar formado por la
pared del tanque), y el
electrodo
de
medición
sumergido en el líquido.
La capacidad del conjunto
depende linealmente
nivel del líquido.
del
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MEDICIÓN DE NIVEL POR CAPACITANCIA
El dieléctrico está conformado por
el líquido contenido en el tanque y
la capa de aislamiento del electrodo
(en caso de existir).
Las sondas capacitivas controlan el
efecto de la capacidad con base en
la variación de frecuencia.
En fluidos conductores el electrodo
está aislado usualmente con teflón,
lo que introduce un error adicional
en la medición.
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MEDICIÓN DE NIVEL POR CAPACITANCIA
Ventaja: es un medidor favorable y proporciona una
medición continua.
Desventajas: el líquido debe ser dieléctrico.
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MEDIDOR DE NIVEL ULTRASÓNICO
Se basa en la emisión (módulo
transmisor) de un impulso
ultrasónico
sobre
una
superficie reflectante y la
recepción del eco del mismo
(módulo receptor).
El retardo en la captación del
eco depende del nivel del
tanque.
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MEDIDOR DE NIVEL ULTRASÓNICO
La recepción del eco, contabilizada en tiempo (desde que se
emite hasta que se recibe el eco) mide el retardo de la señal.
Trabajan a frecuencias superiores a los 20 KHz y maneja
precisiones de 1 a 3 %.
Ventajas: el medidor nunca está en contacto con el líquido, solo
con los vapores (se puede proteger el medidor para evitar este
inconveniente), manejan una muy buena exactitud (alrededor del
1%), puede utilizarse para medir sólidos.
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MEDIDOR DE NIVEL ULTRASÓNICO
Desventaja: es un medidor costoso, presentan el inconveniente de
ser sensibles a la densidad de los fluidos y de dar señales
erróneas cuando la superficie del nivel del líquido no es nítida,
como es el caso de los líquidos que forman espuma, ya que se
producen falsos ecos de los ultrasonidos.
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MEDIDOR DE NIVEL ULTRASÓNICO
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MEDIDOR DE NIVEL ÓPTICO
Funcionan tanto para fluidos como para sólidos, ya
sea por reflexión de un haz luminoso sobre la
superficie libre (medidores tipo laser) o por la
interrupción de un haz de luz por parte del material
(detectores tipo emisor-receptor).
Según el modelo pueden entregar una medición
discreta y, por tanto, implementar controles tipo
on/off; o puede entregar una medición continua.
Ventajas: estos medidores no se ven afectados por la
temperatura o por los cambios de presión.
Desventajas: tienen problemas con el oleaje, vapores,
empañamiento.
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MEDICIÓN DE NIVEL POR PRESIÓN
DIFERENCIAL
La fuerza total
que un líquido ejerce sobre la
superficie de la base del recipiente que lo contiene
depende del peso y la altura del líquido, y se
denomina carga o presión hidrostática.
Los
cambios
de
nivel
producen
cambios
proporcionales en la presión hidrostática, esto es
válido si la densidad del líquido permanece constante.
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MEDICIÓN DE NIVEL POR PRESIÓN
DIFERENCIAL
Un
medidor
de
presión
diferencial posee dos cámaras H
(High) y L (Low). La presión de
salida que entregará el medidor
será igual a la diferencia (resta)
de presión que exista entre
ambas cámaras.
La cámara de alta es la que
soporta una mayor presión, por lo
que se conecta en la parte
inferior del tanque.
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MEDICIÓN DE NIVEL POR PRESIÓN
DIFERENCIAL
La cámara de baja soporta menos
presión y se utiliza para
compensar la presión de la parte
superior del tanque.
Tanque cerrado y brazo seco.
Tanque
cerrado
y
pierna
húmeda.
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MEDICIÓN DE NIVEL POR PRESIÓN
DIFERENCIAL
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MEDICIÓN DE NIVEL POR PRESIÓN
DIFERENCIAL
Muy buena sensibilidad y respuesta rápida.
Problemas de obstrucción, condensación y pueden
requerir compensación de temperatura
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MEDIDORES DE BÁSCULA
Son celdas de carga ubicadas en la base del tanque
y permiten sensar las variaciones de masa (líquidos,
sólidos, entre otros) sin importar las variaciones de
temperatura, densidad, oleajes, etc.
La desventaja de estos medidores es su alto costo,
que se incrementa a medida que aumenta el tamaño
del tanque.
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