La medición de nivel sin contacto es una tecnología esencial en la automatización industrial. Este método permite monitorizar los niveles de líquidos o sólidos en tanques, contenedores o canales abiertos sin interacción física con el medio. Entre los métodos sin contacto más utilizados se encuentran los medidores de nivel ultrasónicos y de radar. Si el usuario desea aplicar la medición sin contacto para el control de nivel, comprender el funcionamiento de los medidores de nivel ultrasónicos y de radar le ayudará a seleccionar el más adecuado para cada situación.
Principio de funcionamiento
Medidores de nivel ultrasónicosFunciona emitiendo ráfagas de ondas sonoras de alta frecuencia para determinar la distancia entre el sensor y la superficie del medio líquido o sólido. Estas ondas viajan por el aire, se reflejan en la superficie del material y regresan al sensor. La distancia se puede determinar por el tiempo que tarda la onda en recorrer la distancia. Por lo tanto, el instrumento se instala justo por encima de la superficie del medio, sin que ninguna parte tenga que tocarse directamente ni sumergirse en él.
Indicadores de nivel por radarEste método utiliza ondas electromagnéticas (microondas) en lugar de sonido para determinar el nivel de un líquido o sólido. De forma similar, se emiten señales de microondas hacia la superficie del medio, que luego se reflejan y se reciben de vuelta al instrumento. Durante este proceso, no hay contacto físico entre el instrumento y el medio. Al registrar el tiempo de vuelo de las señales de onda, se puede calcular la distancia entre el instrumento y la superficie del material.
Las mediciones de nivel de ambos tipos comparten las mismas fórmulas:
D = (C*T)/2
L = H - D
Dónde,
D: Distancia desde la superficie del medio hasta el instrumento
C: Velocidad del sonido (para ultrasonidos) Velocidad de la luz (para radar)
T: Intervalo de tiempo desde la emisión hasta la recepción
L: Nivel medio a medir
H: Altura desde el fondo del recipiente hasta el instrumento
A diferencia de los instrumentos convencionales basados en contacto, las tecnologías ultrasónicas y de radar eliminan el contacto físico con la sustancia, lo que las convierte en excelentes para el control de nivel de materiales corrosivos, viscosos o peligrosos que podrían dañar u obstruir los componentes en contacto con el fluido, como flotadores, sondas o líneas de impulso. Su instalación es sencilla, ya que los dispositivos se montan externamente, y el mantenimiento y el tiempo de inactividad se reducen al mínimo gracias a su diseño no invasivo. Industrias como el procesamiento químico, el tratamiento de agua y la producción de alimentos pueden beneficiarse enormemente de los sensores de nivel ultrasónicos y de radar sin contacto, gracias a su versatilidad y fiabilidad en el control de procesos de líquidos, fluidos, lodos y sólidos en diversas geometrías de tanques.
Comparación entre ultrasonido y radar
El medidor de nivel ultrasónico es fácil de instalar y requiere una configuración mínima. En comparación con los medidores de nivel por radar, el ultrasónico suele ser más económico y, por lo tanto, se prefiere en aplicaciones con presupuestos limitados. Sin embargo, el rendimiento de los instrumentos ultrasónicos es más susceptible a los efectos ambientales como el polvo, la espuma, las turbulencias del aire y las temperaturas y humedades extremas, que pueden absorber o desviar las ondas sonoras y provocar pérdidas de señal.
Por otro lado, el medidor de nivel por radar se caracteriza por su alta precisión, largo alcance y fiabilidad comprobada en entornos operativos adversos. Es menos susceptible a los factores mencionados que afectan a la tecnología ultrasónica. Sin embargo, esto implica que los productos de radar suelen ser más costosos. La constante dieléctrica es otro factor importante para la medición por radar. Los materiales con baja constante dieléctrica podrían debilitar la reflexión de la señal de eco, lo que provocaría mediciones inestables o la pérdida de la misma.
En resumen, cuando el usuario decide aplicar la medición de nivel sin contacto, el sensor ultrasónico sería ideal para condiciones de trabajo moderadas y proyectos con presupuesto limitado, mientras que el radar es adecuado para entornos más exigentes y para la búsqueda de mediciones de alta precisión. En cualquier caso, es fundamental asegurarse de que las características del medio y el entorno, así como la estructura del sistema de proceso, sean propicias para la implementación del método de medición sin contacto deseado.
Notas de instalación para instrumentos sin contacto
- ✦ El lugar de instalación debe estar lo más alejado posible de la fuente de ruido.
- ✦ Se puede utilizar una junta de goma para el montaje en entornos con vibraciones.
- ✦ La distancia desde el sensor hasta el nivel estimado más alto debe ser mayor que la zona ciega de medición.
- ✦ La posición del sensor debe mantener una cierta distancia con la pared del contenedor según el ángulo de emisión.
- ✦ El área de medición debe estar libre de obstáculos que puedan causar interferencias en la señal, como escaleras de mano o vigas transversales.
- ✦ Para la medición de medios sólidos, la posición de montaje debe evitar el área de apertura de alimentación del material.
- ✦ Es mejor evitar grandes fluctuaciones de temperatura en el lugar de instalación del instrumento.
- ✦ La sonda del sensor debe estar perpendicular a la superficie del medio para garantizar el mejor rendimiento.
Shanghái WangyuanSomos un fabricante de instrumentación con más de 20 años de experiencia, especializado en sensores de nivel ultrasónicos y de radar sin contacto, así como en otros instrumentos de medición de nivel. No dude en consultarnos sobre nuestros productos de medición de nivel sin contacto.
Fecha de publicación: 11 de marzo de 2025