Qual è il principio dell'idrostatica?
L'idrostatica è una scienza che si occupa delle proprietà del vuoto, dei liquidi e dei vapori.
Questa disciplina si basa sull'azione della pressione esercitata dal fluido sulla sua superficie per determinare le altezze o i volumi coinvolti.
Il principio dell'idrostatica fu sviluppato nel XVI secolo da un matematico italiano di nome Evangelista Torricelli (1608-1647). È uno dei principi fondamentali dell'idraulica.
Che cos'è un sensore di livello idrostatico?
I sensori di livello idrostatici misurano la pressione idrostatica, che è proporzionale all'altezza del liquido misurato.
Costituito da una cella di misura della pressione, il diaframma in acciaio inossidabile o altro materiale del sensore reagisce alle variazioni di livello.
La forza esercitata dal diaframma viene convertita dal sensore di livello in un segnale di uscita elettrico analogico.
Come viene calcolata la misura del livello idrostatico?
La relazione tra l'altezza h del liquido e la pressione idrostatica P in un liquido a riposo e a pressione atmosferica può essere scritta come segue:
- g = 9,81 m/s 2 , costante, l'accelerazione terrestre dovuta alla gravità (al livello del mare) ;
- ρ = densità del liquido ;
- h = altezza del liquido.
La pressione misurata dal trasmettitore è proporzionale alla colonna di liquido. Ad esempio, per la misurazione del livello dell'acqua in un serbatoio, la pressione varia di 100 mbar per metro di colonna d'acqua. Per un'altezza del serbatoio di 12 metri, la sonda di livello misura una pressione sulla membrana del sensore di 1,2 bar relativi.
Come funziona la misurazione idrostatica del livello?
La misura di livello idrostatica consiste nel determinare l'altezza di un liquido utilizzando la pressione idrostatica esercitata dal liquido sulla sua superficie.
Più alto è il livello del liquido, maggiore è la pressione applicata al diaframma. Esistono due metodi diversi per misurare il livello idrostatico.
Metodi di misurazione della pressione relativa e della pressione differenziale.
Un sensore di pressione manometrico misura la pressione statica in una posizione bassa del serbatoio. Questa pressione viene poi convertita in altezza mediante l'equazione del livello idrostatico.
Nei serbatoi chiusi, è necessaria una seconda misurazione per misurare la pressione dell'atmosfera gassosa (aria o gas sopra il liquido da misurare). Un trasmettitore di pressione differenziale misura la pressione differenziale in due punti diversi del serbatoio in cui il serbatoio è sottoposto a una pressione diversa da quella atmosferica. La cella di misura calcola la differenza di pressione tra questi due punti per determinare il livello del liquido.
Quali sono le applicazioni della misura di livello con sensori di pressione idrostatica?
Per una misurazione accurata del livello idrostatico, è necessario tenere conto del peso specifico del prodotto nel serbatoio o nella cisterna e della gravità.
I sensori di pressione idrostatica sono preferibili quando la densità del liquido è costante.
Le applicazioni industriali più comuni per la misurazione del livello mediante trasduttori di pressione idrostatica includono le seguenti:
Controllo di livello in serbatoi o contenitori pressurizzati- Misura di livello in serbatoi industriali aperti all'atmosfera o ventilati
- Arresto e avvio delle pompe in base al livello delle tubature aperte nel settore dell'acqua e delle acque reflue
- Dosaggio e distribuzione di liquidi nei processi
- Automazione dei processi di controllo del livello industriale e trasmissione dei dati. Questi sensori di pressione sono utilizzati nei processi dell'industria chimica e petrolchimica (prodotti chimici), dell'industria alimentare (acqua, bevande, latte), dell'industria idrica (acqua e acque reflue), dell'ambiente e dell'industria navale (acqua di mare).
Quali sono i vantaggi della misurazione idrostatica del livello?
Le sonde di livello idrostatiche utilizzano una tecnologia di misura collaudata e offrono una serie di vantaggi, tra cui:
- Misura affidabile e precisa
- Insensibile alla schiuma e alla viscosità
- Indipendente dalla costante dielettrica del liquido
- Facile da installare
- Funziona anche con gli agitatori
- Compatibile con tutte le strutture interne del serbatoio
- Ampio campo di misura
- Stabilità a lungo termine
Quali sono gli svantaggi della misurazione idrostatica del livello?
- Il sensore di livello idrostatico funziona solo con i liquidi.
- I trasmettitori di livello idrostatici misurano a contatto con i fluidi da misurare.
- La misura dipende dalla densità del liquido da misurare e dalla pressione nel recipiente.
- È necessaria una manutenzione regolare per pulire la membrana del sensore e prevenire depositi e detriti. Le soluzioni di misura di livello con diaframma a filo o connessioni igieniche evitano la creazione di zone di ritenzione.
- Gli interventi sui trasmettitori di livello possono richiedere lo svuotamento del serbatoio. I sistemi di misura di livello con valvole a sfera integrate eliminano questo vincolo. Le sonde di livello possono essere rimosse senza svuotare il serbatoio.
Come scegliere un sensore di livello idrostatico?
Per scegliere un sensore di pressione idrostatica, è importante conoscere i seguenti parametri:
- la natura del liquido (acqua, latte, olio, prodotti chimici, ecc.)
- densità del prodotto
- la corrosività e l'abrasività del processo
- l'altezza del liquido (campo di misura)
- il tipo di serbatoio (atmosferico o pressurizzato)
- la pressione nel serbatoio
- la temperatura del fluido
- il tipo di connessione al processo (flangiata, avvitata, igienica, ecc.)
- visualizzazione locale o remota
- un indice di protezione
La scelta del sensore di livello dipende da questi componenti. La scala della cella di misura del sensore e i materiali di costruzione, come l'acciaio inox, l'Hastelloy C e il monel, devono essere adattati per garantire una visualizzazione affidabile e precisa della misura nel tempo.
Soluzioni Fuji Electric per la misura di livello dei liquidi
Fuji Electric offre trasduttori di pressione idrostatica all'avanguardia che soddisfano le esigenze specifiche di diversi settori. Questi includono il trasduttore di pressione per separatori e il trasduttore di pressione idrostatica.
Il sensore di pressione separatore di Fuji Electric è progettato per misurare con precisione la pressione in ambienti difficili e corrosivi. Offre un'eccellente stabilità a lungo termine, un'elevata risoluzione e precisione, che lo rendono la scelta ideale per le applicazioni industriali più esigenti.
Il sensore di pressione idrostatica di Fuji Electric è stato progettato appositamente per misurare i livelli dei liquidi. Questo sensore offre un alta precisione, resistenza alla corrosione e durata eccezionaleanche in condizioni estreme.
Questi prodotti offrono vantaggi quali:
- Misura precisa e affidabile del livello dei liquidi
- Resistenza ad ambienti corrosivi e difficili
- Lunga durata e bassa manutenzione
Importanza dei sensori di pressione idrostatica nell'industria
I trasduttori di pressione idrostatica sono indispensabili per garantire laefficienza e sicurezza dei processi industriali che richiedono una misurazione accurata del livello dei liquidi. Le soluzioni offerte da Fuji Electric, come ad esempio il sensore di pressione con separatoriil sensore di livello rimovibile sul carico e il sensore di pressione idrostaticasono strumenti affidabili e tecnologicamente avanzati che possono essere utilizzati in diversi settori per risolvere i problemi comuni associati alla misurazione del livello dei liquidi.
Scegliendo Fuji Electric come fornitore di fiducia per questi prodotti essenziali, potrete beneficiare non solo di trasduttori di pressione idrostatica di alta qualità, ma anche di una solida partnership e di un supporto tecnico dedicato per garantire il successo dei vostri progetti.
rif. : FKE
MISURAZIONE DEL LIVELLO DA PARTE DI PRESSIONE RELATIVA
MISURA DI PRESSIONE DIFFERENZIALE