1. República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Defensa
Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada
UNEFA
Medidores De Nivel
Bachiller:
Juan Carlos tello I.
Ci: 19.196.680
Puerto Cabello, Junio 2013
2. ObjetivosObjetivos
Conocer los instrumentos de nivel de líquidos yConocer los instrumentos de nivel de líquidos y
sólidos y las aplicaciones particulares de las quesólidos y las aplicaciones particulares de las que
son objeto.son objeto.
Comparar las distintas características técnicas deComparar las distintas características técnicas de
estos instrumentos de medición de nivel.estos instrumentos de medición de nivel.
3. IntroducciónIntroducción
Dentro de los procesos industriales la medición y el controlDentro de los procesos industriales la medición y el control
de nivel se hace necesario cuando se pretende tener unade nivel se hace necesario cuando se pretende tener una
producción continua: cuando se desea mantener unaproducción continua: cuando se desea mantener una
presión hidrostática, cuando un proceso requiere depresión hidrostática, cuando un proceso requiere de
control y medición de volúmenes de líquidos ó; bien en elcontrol y medición de volúmenes de líquidos ó; bien en el
caso más simple, para evitar que un líquido se derrame, lacaso más simple, para evitar que un líquido se derrame, la
medición de nivel de líquidos, dentro de un recipientemedición de nivel de líquidos, dentro de un recipiente
parece sencilla, pero puede convertirse en un problemaparece sencilla, pero puede convertirse en un problema
más ó menos difícil; el control de nivel entre dos puntos,más ó menos difícil; el control de nivel entre dos puntos,
uno alto y otro bajo, es una de las aplicaciones másuno alto y otro bajo, es una de las aplicaciones más
comunes de los instrumentos para controlar y medir elcomunes de los instrumentos para controlar y medir el
nivel.nivel.
Los niveles se pueden medir y mantener medianteLos niveles se pueden medir y mantener mediante
dispositivos mecánicos de caída de presión, eléctricos ydispositivos mecánicos de caída de presión, eléctricos y
electrónicos.electrónicos.
4. DISTINTOS TIPOSDISTINTOS TIPOS
Indicadores localesIndicadores locales
Medidores de nivel en líquidosMedidores de nivel en líquidos
Medidores de nivel en sólidosMedidores de nivel en sólidos
5. Nivel tubularNivel tubular
Tubo de material transparente yTubo de material transparente y
rígido conectado al depósito porrígido conectado al depósito por
dos bridas con dos válvulasdos bridas con dos válvulas
manuales de corte.manuales de corte.
El liquido sube por el tubo hastaEl liquido sube por el tubo hasta
igualar al nivel del depósitoigualar al nivel del depósito
Limitaciones:Limitaciones:
No mucha presiónNo mucha presión
No Tª altaNo Tª alta
No impactosNo impactos
No líquidos que manchanNo líquidos que manchan
interior tubointerior tubo
También de vidrio armadoTambién de vidrio armado
reflexiónreflexión
refracciónrefracción
6. Medidor de nivel tubularMedidor de nivel tubular
Tubo de vidrio
para líquidos
limpios
Modelo NDAM
BRUNO
SCHILING
7. Medidores de nivel en líquidosMedidores de nivel en líquidos
Desplazamiento (flotador)Desplazamiento (flotador)
Presión diferencialPresión diferencial
BurbujeoBurbujeo
RadioactivoRadioactivo
CapacitivoCapacitivo
UltrasonidosUltrasonidos
ConductivímetroConductivímetro
RadarRadar
ServoposicionadorServoposicionador
8. Medidor de nivel en flotadorMedidor de nivel en flotador
Constituido por un flotadorConstituido por un flotador
pendiente de un cable, un juegopendiente de un cable, un juego
de poleas, y un contrapesode poleas, y un contrapeso
exteriorexterior
Modelos:Modelos:
de regletade regleta
de unión magnéticade unión magnética
9. Medidor de nivel de flotadorMedidor de nivel de flotador
Flotante a cable
Flotante lateral magnetico
Flotante con columna magneticaFlotante con cable
y contrapeso
10. Interruptor de nivel tipoInterruptor de nivel tipo
flotadorflotador
Consta de un flotador pendiente del techo del depósito por una barra a travésConsta de un flotador pendiente del techo del depósito por una barra a través
de la cual transmite su movimiento a una ampolla de mercurio (la hacede la cual transmite su movimiento a una ampolla de mercurio (la hace
bascular) con un interruptorbascular) con un interruptor
Si el nivel alcanza al flotador lo empuja en sentido ascendente, ascendiendo siSi el nivel alcanza al flotador lo empuja en sentido ascendente, ascendiendo si
la fuerza supera al peso del flotadorla fuerza supera al peso del flotador
Este movimiento es transmitido por la barra y el interruptor cambia deEste movimiento es transmitido por la barra y el interruptor cambia de
posiciónposición
11. Medidor de presión diferencialMedidor de presión diferencial
Tanque abierto:Tanque abierto:
medidor de Pmedidor de P
P =P = ·g·h·g·h
Tanque cerrado:Tanque cerrado:
P=PP=Pliqliq-P-Pdepositodeposito
12. Medidor de presiónMedidor de presión
PRESION NEUMATICAPRESION NEUMATICA
sensa la presión ejercida por el líquidossensa la presión ejercida por el líquidos
sobre el aire que se encuentra dentrosobre el aire que se encuentra dentro
del tubo.del tubo.
Uso: líquidos con vaporesUso: líquidos con vapores
PRESION HIDROSTATICA
mide la presión en el fondo del tanque
Líquidos, Gases y Vapores muy Inflamables.
productos Químicos con Sólidos en Suspensión
alcance hasta hasta 5
14. Medidor de nivel por burbujeoMedidor de nivel por burbujeo
Generar una corrienteGenerar una corriente
continua de burbujascontinua de burbujas
desde el nivel mínimodesde el nivel mínimo
La presión requerida esLa presión requerida es
proporcional a laproporcional a la
columna de líquidocolumna de líquido
Aplicaciones:Aplicaciones:
líquidos corrosivoslíquidos corrosivos
mats en suspensiónmats en suspensión
15. Medidor radioactivoMedidor radioactivo
Fuente radioactiva a un ladoFuente radioactiva a un lado
Medidor de radiación al otroMedidor de radiación al otro
Necesaria recalibracionNecesaria recalibracion
LimitacionesLimitaciones
dificultades técnicasdificultades técnicas
y administrativasy administrativas
Aplicaciones:Aplicaciones:
FluidosFluidos ↑↑TªTª
Líquidos corrosivosLíquidos corrosivos
16. Medidor capacitivoMedidor capacitivo
Se basa en medir la variación de capacitancia de unSe basa en medir la variación de capacitancia de un
condensador cuando va variando el medio dieléctrico entrecondensador cuando va variando el medio dieléctrico entre
sus placassus placas
Con el depósito metálico e introduciendo una sonda metálicaCon el depósito metálico e introduciendo una sonda metálica
sin contacto entre ambos, se forma un condensadorsin contacto entre ambos, se forma un condensador
Al variar el nivel del líquido varía proporcionalmente laAl variar el nivel del líquido varía proporcionalmente la
capacidadcapacidad
Si el depósito no es metálico se introducen dos sondasSi el depósito no es metálico se introducen dos sondas
También se usan como interruptores de nivelTambién se usan como interruptores de nivel
18. Medidor por ultrasonidosMedidor por ultrasonidos
Medidor de ondas sonoras de alta frecuencia (20-40 KHz)Medidor de ondas sonoras de alta frecuencia (20-40 KHz)
que se propaga por la fase gas hasta que choca con el líquido,que se propaga por la fase gas hasta que choca con el líquido,
se refleja y alcanza el receptor situado en el mismo punto quese refleja y alcanza el receptor situado en el mismo punto que
el emisorel emisor
El tiempo entre emisión y recepción es inversamenteEl tiempo entre emisión y recepción es inversamente
proporcional al nivelproporcional al nivel
El tiempo depende de la Tª ==> compensar medidasEl tiempo depende de la Tª ==> compensar medidas
Evitar obstáculos en el recorrido de las ondasEvitar obstáculos en el recorrido de las ondas
Sensibles al estado de la superficie del líquido (espumas)Sensibles al estado de la superficie del líquido (espumas)
19. Medidor por ultrasonidosMedidor por ultrasonidos
Transmisor hidra-wave Sensor por ultrasonidos
Ultrasónico P+F
Ultrasónico Probe
20. Medidor de tipo conductivímetroMedidor de tipo conductivímetro
Sonda con dos electrodos.Sonda con dos electrodos.
El líquido cierra un circuitoEl líquido cierra un circuito
eléctrico y se conmuta uneléctrico y se conmuta un
contactocontacto
Aplicaciones:Aplicaciones:
interruptores de nivel eninterruptores de nivel en
líquidos conductoreslíquidos conductores
21. Medidor de tipo conductivímetroMedidor de tipo conductivímetro
Medidor de campoMedidor de campo
eléctricoeléctrico
líquidos. líquidos.
Dos electrodos producenDos electrodos producen
un campo alterno,un campo alterno,
y originan una señaly originan una señal
cuando detectancuando detectan
contacto con elcontacto con el
producto. producto.
22. Sistemas de radarSistemas de radar
No necesitan contactoNo necesitan contacto
No elementos móvilesNo elementos móviles
AplicacionesAplicaciones
Viscosos (asfaltos)Viscosos (asfaltos)
Movimiento (barcosMovimiento (barcos))
Rango : 40 mRango : 40 m
Precisión: 2 mm.Precisión: 2 mm.
23. Sistemas de radarSistemas de radar
RADAR de PROCESORADAR de PROCESO
Medición continua de Nivel en líquidosMedición continua de Nivel en líquidos
y sólidos.y sólidos.
IQ Radar 160
Condiciones atmosféricas extremas
25. ServoposicionadorServoposicionador
Gran precisión: 1 mm con alta repetibilidad y sensibilidadGran precisión: 1 mm con alta repetibilidad y sensibilidad
Mide la tensión de un hilo del que pende un contrapeso (disco)Mide la tensión de un hilo del que pende un contrapeso (disco)
Sistema en equilibrio: ligero contacto contrapeso - líquidoSistema en equilibrio: ligero contacto contrapeso - líquido
Cambio nivel --> Cambio tensión --> ServoposicionadorCambio nivel --> Cambio tensión --> Servoposicionador
Restituir equilibrio de tensiones desplazando contrapesoRestituir equilibrio de tensiones desplazando contrapeso
29. Medidores de nivel en sólidosMedidores de nivel en sólidos
Problema: definir el nivelProblema: definir el nivel
No existe una única superficie horizontalNo existe una única superficie horizontal
Medidores de líquidos -- específicos para sólidosMedidores de líquidos -- específicos para sólidos
TiposTipos
PalpadorPalpador
Paletas rotativasPaletas rotativas
VibratorioVibratorio
Membrana sensitivaMembrana sensitiva
PesoPeso
UltrasonidosUltrasonidos
RadarRadar
30. Medidor por palpadorMedidor por palpador
Análogo al “sondeo”Análogo al “sondeo”
Bajo demanda de operador o de temporizadorBajo demanda de operador o de temporizador
Un motor mueve un cable con un peso en suUn motor mueve un cable con un peso en su
extremoextremo
Al chocar el peso con la superficie se conmuta elAl chocar el peso con la superficie se conmuta el
motor y el peso asciendemotor y el peso asciende
Longitud cable desenrollado --> nivel depósitoLongitud cable desenrollado --> nivel depósito
Suficiente sección peso --> evitar hundimientosSuficiente sección peso --> evitar hundimientos
Materiales sólidos, granulometría < 3 mmMateriales sólidos, granulometría < 3 mm
31. Paletas rotativasPaletas rotativas
Un motor hace girar unas paletas (9 rpm) a travésUn motor hace girar unas paletas (9 rpm) a través
de un resortede un resorte
Al entrar en contacto el material con las paletas,Al entrar en contacto el material con las paletas,
éstas se paran, pero el motor continua girandoéstas se paran, pero el motor continua girando
hasta que el muelle asociado al motor se expandehasta que el muelle asociado al motor se expande
al máximo y toca un final de carrera que da unal máximo y toca un final de carrera que da un
contacto eléctricocontacto eléctrico
Cuando el nivel disminuye, el resorte recupera suCuando el nivel disminuye, el resorte recupera su
posición, el nivel arranca y el contacto cambia deposición, el nivel arranca y el contacto cambia de
posiciónposición
Intensidad del motor proporcional a la longitudIntensidad del motor proporcional a la longitud
de paleta en contacto con el sólidode paleta en contacto con el sólido
Aplicación: sólidos granuladosAplicación: sólidos granulados
32. Medidores de palas rotativasMedidores de palas rotativas
Sensor de Pala Rotativa actino-probe
Un sensor de medición por punto
robusto, confiable y económico.
Optimo para materiales sólidos.
Paleta rotativa para polvos granulados
Alarma de Nivel Alto, y Medio
Inyectoras y Extrusoras de Plástico
Temperaturas de hasta 120ºC.
Sensibilidad ajustable
33. Medidor de nivel vibratorioMedidor de nivel vibratorio
Sonda en forma de diapasón que vibra a 80 HzSonda en forma de diapasón que vibra a 80 Hz
Cuando el material cubre el diapasón las vibracionesCuando el material cubre el diapasón las vibraciones
se amortiguanse amortiguan
Una señal activa un reléUna señal activa un relé
PosicionesPosiciones
Instalación lateral y roscada a la altura del nivelInstalación lateral y roscada a la altura del nivel
Sondas verticalesSondas verticales
34. Medidor de nivel vibratorioMedidor de nivel vibratorio
Horquilla vibrante
Altas Presiones y Temperaturas.
Líquidos muy viscosos.
Polvos con tendencia a aglutinarse
Gránulos grandes
Varilla vibrante
sólidos en polvo y granulados gruesos
Cal, Arena, Pintura en Polvo, Cereales, Café,
Altas presiones y temperaturas
35. Medidor de membrana sensitivaMedidor de membrana sensitiva
Consta de una membrana acoplada a la paredConsta de una membrana acoplada a la pared
del recipiente en el punto en el que se quieredel recipiente en el punto en el que se quiere
detectar el niveldetectar el nivel
Cuando el material llega a la altura delCuando el material llega a la altura del
interruptor, presiona la membrana y actúa uninterruptor, presiona la membrana y actúa un
conmutadorconmutador
Granulometría media y pequeñaGranulometría media y pequeña
36. Medidor de pesoMedidor de peso
PesoPeso Nivel sólidoNivel sólido
Peso de tolva + contenidoPeso de tolva + contenido
Células de cargaCélulas de carga
Galgas extensiométricasGalgas extensiométricas
37. Medidor de pesoMedidor de peso
Transductor por presión
S2 LOAD STAND LOAD DISC II
Célula de Carga de doble cizalladura
41. ConclusionesConclusiones
Los sensores de nivel permite laLos sensores de nivel permite la medida de niveles en el entorno
de instrumentación (depósitos, procesos, envasados, tanques, ...)
La medida de nivel de líquidos tienen propiedades aplicables que
ocupan todo el volumen (superficie enrasada), presión
proporcional a la altura, flotabilidad, vasos comunicantes, entre
sus inconvenientes: tenemos oleaje, oxidación, fugas, etc.
La Medida de nivel de sólidos es más difícil porque no tienen la
mayoría de las propiedades aplicables a los líquidos, además
tienen otros inconvenientes como la granularidad, dependencia
de la humedad, compacidad,etc
