Medicion de nivel

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MEDICIÓN DE NIVEL

Yury Angélica Millán Castro
e-mail: yamillan90@ucatolica.edu.co

ABSTRACT: In the industry the level measurement is very important, both from the standpoint of the proper functioning and the process of considering the appropriate balance of raw materials or finished products. The intention is to do a study on how different level meters of liquid, which include instrumentsof direct measurement, based on the hydrostatic pressure, based on the displacement-based and electrical characteristics of the liquid. It also will seek measures under the effects of the density of the liquid and its physical properties.

KEYWORDS: density, instruments, level measurement.

1. INTRODUCCIÓN

Este documento presenta con detalle todos los aspectos relacionados con losinstrumentos que existen actualmente para la medición del nivel. Todo esto basándose en las propiedades físicas del líquido a medir, entre ellas la densidad.

2. MEDICION DE NIVEL

La medición de nivel se emplea para el nivel de productos en tanques de proceso y de almacenaje de químicos, petroquímicos, farmacéuticos, agua, y sectores alimenticios, en tanques móviles en vehículos y naves, perotambién en depósitos naturales como los mares, las presas, los lagos, y los océanos.
Si se tiene un líquido almacenado en un tanque el nivel L viene dado por:

[pic] (1)

La figura 1 muestra las diferentes formas en que puede ser montado el sensor.
a) Entrando en contacto con el material en el fondo.
b) Como instrumento sin contacto en tapa.
c) Como sensor intruso.
d) En loslados como interruptor del nivel.

[pic]
Figura 1. Representación de un tanque
con un líquido o un material sólido.

Los instrumentos empleados para medir nivel pueden medirse en medidores de nivel de líquidos y de sólidos.

3. MEDIDORES DE NIVEL DE LIQUIDOS

Trabajan de varias formas, midiendo: directamente la altura del líquido sobre una línea de referencia, la presiónhidrostática, el desplazamiento producido en un flotador por el propio liquido contenido en el tanque del proceso o aprovechando las características eléctricas del líquido.
También se tiene que en nivel se puede medir usando los efectos de la densidad o empleando sus propiedades físicas.

4. MEDIDA USANDO LOS EFECTOS DE LA DENSIDAD

Se basan en el efecto que produce la densidad dellíquido a ser medido, bien sea produciendo flotabilidad a un sólido sumergido en el líquido o ejecutando una fuerza debido a su peso.

4.1 DISPLACER

Es la medida de la flotabilidad de un cuerpo sólido que se sumerge parcialmente en el líquido, y lo que mide es el cambio en peso.

[pic]
Figura 2. Cantidades de un cuerpo sólido sumergido en un líquido.

La figura 2 muestra lainteracción de fuerzas para un cuerpo sumergido en el líquido, donde: ρ= densidad, b = longitud del cuerpo y Ld = longitud sumergida.
De lo anterior se obtienen las siguientes relaciones entre las variables:

Fuerza debida a la gravedad:
[pic] (2)

Fuerza de empuje:
[pic] (3)

Fuerza resultante:
[pic] (4)

Longitud sumergida:
[pic] (5)Densidad del líquido:
[pic] (6)

4.2 FLOTADOR

Los flotadores son similares a los displacers, pero están suspendidos en la superficie del líquido debido a la flotabilidad. Por lo tanto, la densidad del flotador debe ser más baja que la densidad del líquido.

[pic]
Figura 3. Teoría de operación para la medida del nivel con flotador.

La figura 3 muestra en la parte (a) elcontador de peso balancea el flotador que en la superficie del líquido. Su posición representa el nivel. En la parte (b) el flotador contiene un imán que entra en contacto con un interruptor de láminas dentro de un tubo.

4.3 GALGAS DE PRESIÓN
.
Las galgas de presión en el fondo del tanque miden la presión hidrostática, que esta dada por:

[pic] (7)

[pic]
Figura 4. Medida de...
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