¿Cuál es el principio de la hidrostática?
La hidrostática es una ciencia que trata de las propiedades del vacío, el líquido y el vapor.
Esta disciplina se basa en la acción de la presión ejercida por el fluido sobre su superficie para determinar las alturas o volúmenes implicados.
El principio de la hidrostática fue desarrollado en el siglo XVI por un matemático italiano llamado Evangelista Torricelli (1608-1647). Es uno de los principios fundamentales de la hidráulica.
¿Qué es un sensor de nivel hidrostático?
Los sensores de nivel hidrostáticos miden la presión hidrostática, que es proporcional a la altura del líquido medido.
Formado por una célula de medición de presión, el diafragma de acero inoxidable u otro material del sensor reacciona a los cambios de nivel.
La fuerza ejercida por el diafragma es convertida por el sensor de nivel en una señal eléctrica analógica de salida.
¿Cómo se calcula la medición del nivel hidrostático?
La relación entre la altura h del líquido y la presión hidrostática P en un líquido en reposo y a presión atmosférica puede escribirse como sigue:
- g = 9,81 m/s 2 , constante, la aceleración de la Tierra debida a la gravedad (a nivel del mar) ;
- ρ = densidad del líquido ;
- h = altura del líquido.
La presión medida por el transmisor es proporcional a la columna de líquido. Por ejemplo, para una medición del nivel de agua en un depósito, la presión varía en 100 mbar por metro de columna de agua. Para una altura de depósito de 12 metros, la sonda de nivel mide una presión en la membrana del sensor de 1,2 bares relativos.
¿Cómo funciona la medición hidrostática del nivel?
La medición del nivel hidrostático consiste en determinar la altura de un líquido utilizando la presión hidrostática ejercida por el líquido sobre su superficie.
Cuanto mayor sea el nivel del líquido, mayor será la presión aplicada al diafragma. Existen dos métodos diferentes para medir el nivel hidrostático.
Métodos de medición de la presión relativa y la presión diferencial.
Un sensor de presión manométrica mide la presión estática en una posición baja del depósito. Esta presión se convierte en altura mediante la ecuación del nivel hidrostático.
En los depósitos cerrados, se requiere una segunda medición para medir la presión de la atmósfera gaseosa (aire o gas por encima del líquido que se está midiendo). Un transmisor de presión diferencial mide la presión diferencial en dos puntos distintos del depósito en los que éste está sometido a una presión distinta de la atmosférica. La célula de medición calcula la diferencia de presión entre estos dos puntos para determinar el nivel del líquido.
¿Cuáles son las aplicaciones de la medición de nivel mediante sensores de presión hidrostática?
Para medir con precisión el nivel hidrostático, hay que tener en cuenta el peso específico del producto en el depósito o tanque y la gravedad.
Los sensores de presión hidrostática se utilizan preferentemente cuando la densidad del líquido es constante.
Entre las aplicaciones industriales habituales para la medición de nivel mediante transductores de presión hidrostática se incluyen las siguientes:
Control de nivel en depósitos o contenedores presurizados- Medición de nivel en depósitos industriales abiertos a la atmósfera o ventilados
- Parada y arranque de bombas en función del nivel de tuberías abiertas en el sector del agua y las aguas residuales
- Dosificación y distribución de líquidos en procesos
- Automatización de procesos industriales de control de nivel y transmisión de datos. Estos sensores de presión se utilizan en procesos de la industria química y petroquímica (productos químicos), la industria alimentaria (agua, bebidas, leche), la industria del agua (agua y aguas residuales), el medio ambiente y laindustria naval (agua de mar).
¿Cuáles son las ventajas de la medición hidrostática del nivel?
Las sondas de nivel hidrostáticas utilizan una tecnología de medición probada y ofrecen una serie de ventajas, entre las que se incluyen:
- Medición fiable y precisa
- Insensible a la espuma y la viscosidad
- Independiente de la constante dieléctrica del líquido
- Fácil de instalar
- Funciona incluso con agitadores
- Compatible con todas las estructuras internas del depósito
- Amplio rango de medición
- Estabilidad a largo plazo
¿Cuáles son los inconvenientes de la medición hidrostática del nivel?
- El sensor de nivel hidrostático sólo funciona con líquidos.
- Los transmisores de nivel hidrostáticos miden por contacto con los fluidos medidos.
- La medición depende de la densidad del líquido que se mide y de la presión en el recipiente.
- Se requiere un mantenimiento regular para limpiar la membrana del sensor y evitar depósitos y residuos. Las soluciones de medición de nivel con diafragmas enrasados o conexiones higiénicas evitan la creación de zonas de retención.
- Para trabajar en los transmisores de nivel puede ser necesario vaciar el depósito. Los sistemas de medición de nivel con válvulas de bola integradas eliminan esta limitación. Las sondas de nivel pueden retirarse sin necesidad de vaciar el depósito.
¿Cómo elegir un sensor de nivel hidrostático?
Para elegir un sensor de presión hidrostática, es importante conocer los siguientes parámetros:
- la naturaleza del líquido (agua, leche, aceite, productos químicos, etc.)
- densidad del producto
- la corrosividad y abrasividad del proceso
- la altura del líquido (intervalo de medida)
- el tipo de depósito (atmosférico o presurizado)
- la presión en el depósito
- la temperatura del fluido
- el tipo de conexión a proceso (embridada, roscada, higiénica, etc.)
- visualización local o remota
- un índice de protección
La elección del sensor de nivel dependerá de estos componentes. La escala de la célula de medición del sensor y los materiales de construcción, como el acero inoxidable, el Hastelloy C y el monel, deben adaptarse para que la medición se muestre con fiabilidad y precisión a lo largo del tiempo.
Soluciones Fuji Electric para la medición del nivel de líquidos
Fuji Electric ofrece transductores de presión hidrostática de última generación que satisfacen las necesidades específicas de diferentes industrias. Entre ellos se incluyen el transductor de presión para separadores y el transductor de presión hidrostática.
El sensor de presión separador de Fuji Electric está diseñado para medir con precisión la presión en entornos difíciles y corrosivos. Ofrece una excelente estabilidad a largo plazo, alta resolución y precisión, lo que lo convierte en la opción ideal para aplicaciones industriales exigentes.
El sensor de presión hidrostática de Fuji Electric está especialmente diseñado para medir niveles de líquidos. Este sensor ofrece una alta precisión, resistencia a la corrosión y durabilidad excepcionalincluso en condiciones extremas.
Estos productos ofrecen ventajas como:
- Medición precisa y fiable del nivel de líquido
- Resistencia a entornos corrosivos y duros
- Larga vida útil y bajo mantenimiento
Importancia de los sensores de presión hidrostática en la industria
Los transductores de presión hidrostática son esenciales para garantizar laeficiencia y seguridad de los procesos industriales que requieren una medición precisa del nivel de líquido. Las soluciones que ofrece Fuji Electric, como el sensor de presión con separadoresel sensor de nivel desmontable en carga y el sensor de presión hidrostáticason herramientas fiables y tecnológicamente avanzadas que pueden utilizarse en una gran variedad de industrias para resolver problemas comunes asociados a la medición del nivel de líquidos.
Al elegir a Fuji Electric como su proveedor de confianza para estos productos esenciales, no sólo se beneficiará de transductores de presión hidrostática de alta calidad, sino también de una sólida asociación y un soporte técnico dedicado para garantizar el éxito de sus proyectos.
ref : FKE
MEDICIÓN DEL NIVEL MEDIANTE PRESIÓN RELATIVA
MEDICIÓN DE PRESIÓN DIFERENCIAL