Los medios líquidos y granulares se utilizan en diversas áreas de producción. Esta materia prima puede realizar diferentes funciones, pero muchas veces las tecnologías para su uso prevén el control del llenado de contenedores, búnkeres y reservorios con ellas. Para esto, se utilizan dispositivos de señalización especiales, que también pueden considerarse sensores y relés de control. En este caso, los métodos de indicación y los principios para determinar los niveles de llenado pueden ser diferentes. Hay interruptores de nivel en el mercado que difieren en diseño, tipo de elemento sensor y la presencia de funciones adicionales.
Sensores capacitivos
Estas son las alarmas universales más comunes que, según el modelo, son adecuadas para medios a granel o líquidos. En particular, los niveles de polvos, productos granulares, aceites viscosos, lechadas de cemento, etc., se evalúan mediante un dispositivo de señalización capacitivo Algunas modificaciones también permiten detectar la presencia de cuerpos extraños, señalizándolos al panel de control. El principio de funcionamiento se basa en las fluctuaciones de la capacidad eléctrica.
Por regla general, este tipo de interruptor de nivel tiene un elemento sensible quecontacta directamente con el material objetivo, monitoreando constantemente los parámetros dieléctricos del medio de aire. Las fluctuaciones en las frecuencias registradas se convierten en una señal alimentada al relé de control de salida. El diseño del sensor capacitivo es variado: los fabricantes producen modelos tubulares, flexibles, de cable y otros.
Interruptores de flotador
También de diseño simple y versión versátil del dispositivo de señalización. El dispositivo estándar de dicho sensor prevé la presencia de un flotador, que está conectado a los mecanismos de conmutación de los contactos electromagnéticos. En el entorno de trabajo, los detectores de flotador se pueden ubicar tanto vertical como horizontalmente, lo que también amplía el rango de sus aplicaciones. Y, sin embargo, existen restricciones en el uso de sensores de este tipo.
Por ejemplo, rara vez se utilizan en procesos tecnológicos en los que se requiere una alta precisión de las lecturas y una indicación adicional de las propiedades del medio de trabajo. Por otro lado, el interruptor de nivel de flotador es resistente a condiciones de operación adversas. Por este motivo, se utiliza como registrador de niveles de productos químicos agresivos, queroseno, agua de mar, etc. La temperatura máxima media para el uso de un interruptor de flotador es de 200 °C.
Boyas
De alguna manera, una especie de dispositivos de señalización flotantes, pero con características propias. La base de la estructura está formada por una boya, quesuspendido de un cable y, de la misma manera que los análogos de flotador, está conectado a mecanismos de contacto para transmitir lecturas. El proceso de sumergir el dispositivo en un medio líquido de trabajo contribuye a un cambio en la carga del cable, lo que conduce a la apertura de los contactos.
El modelo tiene un diseño bastante simple, pero tiene ventajas significativas. Por ejemplo, un indicador de nivel de agua de boya es capaz de operar a altas presiones, alrededor de 20 MPa. En cuanto a la protección contra ambientes agresivos e influencias de temperatura, estas cualidades están determinadas por el diseño y los materiales de fabricación de un modelo en particular.
Alarmas vibratorias
Una versión más tecnológica del dispositivo de señalización, que se puede utilizar en diferentes entornos: suelto y líquido. El principio de funcionamiento, como su nombre lo indica, se basa en movimientos oscilatorios. Durante el funcionamiento, el elemento sensible del dispositivo produce vibraciones mecánicas en condiciones de frecuencia resonante. El sensor es alimentado por un generador piezoeléctrico u otra fuente de energía.
La inmersión de un interruptor de nivel vibratorio provoca un cambio en la actividad de oscilaciones de frecuencia y parámetros eléctricos en el circuito conectado al sensor. Además, los parámetros modificados del circuito eléctrico se registran en el relé como una señal de salida discreta. Las ventajas de las alarmas de vibración incluyen la resistencia a los efectos de la temperatura, la alta presión y los entornos agresivos. Para muchos consumidores, la alta precisión de estos dispositivos también es importante: el error promedio es de 1 mm.
Sensores ópticos
Los dispositivos de señalización óptica utilizan un haz de luz como detector de nivel. La fuente puede ser una pequeña lámpara infrarroja o un láser. El principio de medición en sí se basa en la capacidad del material objetivo para reflejar, refractar o transmitir flujos de luz a través de sí mismo.
Es importante enfatizar que los dispositivos ópticos brindan análisis con y sin contacto. Dado que se trata de un interruptor de nivel electrónico, también puede contar con la alta precisión de los resultados proporcionados. En cuanto a los materiales de trabajo, estos pueden ser tanto medios tradicionales como específicos, por ejemplo, productos de espuma o aceite. Además, la óptica permite registrar la densidad, la viscosidad y la transparencia de los materiales.
Sensores ultrasónicos
Al igual que otros equipos de medición por ultrasonidos, este tipo de sensor de nivel funciona en base a la evaluación de vibraciones acústicas. Un receptor especial actúa como fuente de radiación. Se instala en un contenedor, después de lo cual se inicia el proceso de propagación de fondo del campo ultrasónico. En el momento de corregir las desviaciones en los parámetros de las ondas sonoras, la electrónica se dirige al relé de salida, cerrando o abriendo el circuito.
Los interruptores de nivel ultrasónicos tienen un error promedio de 2 mm, pero esta cifra se puede mejorar en el proceso de encontrar la ubicación más favorable. Como muestra la práctica, los modelos ultrasónicos de dispositivos de señalización son muyexigentes en las condiciones de trabajo en el local. Pero por lo demás, demuestran un rendimiento constante.
Modelos de rotor de señalizadores
Esta es una de las versiones más comunes de dispositivos de señalización electromecánicos, que se usa con mayor frecuencia para trabajar con mezclas a granel. Dichos dispositivos se pueden utilizar en industrias alimenticias y de explosivos para dar servicio a materiales con una densidad de alrededor de 100 g/l y una fracción de hasta 50 mm. En particular, el interruptor de nivel giratorio se utiliza para equipar tanques de azúcar, granos, polvo, alimentos para animales, etc.
El elemento sensor de estos modelos está representado por una pala de rotor, que gira como resultado de la transferencia de fuerza de un motor eléctrico síncrono. En realidad, el momento del cambio de nivel en el tanque se registra como resultado de la fijación de la hoja por el medio objetivo. Entonces entra en juego el relleno electromecánico, que abre los contactos, enviando una señal al relé del controlador.
Variedades por tipo de interruptor
La mayoría de los dispositivos de señalización funcionan con interruptores de contacto indicadores, que son de dos tipos: electromecánicos y de estado sólido. En el primer caso, se utilizan contactos mecánicos o un relé de control. Los puntos fuertes de la electromecánica incluyen la capacidad de trabajar con grandes rangos de voltaje y corriente, lo que mejora la precisión de la medición.
Al mismo tiempo, dichos contactos no se ven afectados por la evaporación, por lo que el interruptor de nivel de líquido con electromecánica puede funcionar enHabitaciones con altas temperaturas. A su vez, los interruptores de estado sólido no tienen elementos mecánicos móviles sujetos a desgaste. Es decir, en el proceso de uso de este dispositivo, no se requiere la actualización regular de consumibles. Además, los dispositivos de estado sólido cambian más rápido y responden al sistema de adquisición de señales.
Conclusión
Al elegir un dispositivo adecuado para fijar el nivel de llenado de contenedores con ciertos materiales, vale la pena considerar muchos parámetros. Vale la pena comenzar con las características del entorno y las condiciones de funcionamiento del dispositivo. Esto le dará una idea del diseño óptimo y la escala de medición.
Gran parte de la elección depende del principio de funcionamiento del indicador de nivel, así como del método de transmisión de información al relé. Como mínimo, estos parámetros determinarán la precisión de la medición. No ignore la funcionalidad adicional. Cuanto más complejo y costoso sea el dispositivo de señalización, más oportunidades brindará para registrar las características del entorno. Así, además del nivel de llenado físico del envase, los mismos modelos ópticos y ultrasónicos pueden transmitir información sobre la densidad, grado de viscosidad y otras cualidades del material.
