SENSORES DE NIVEL


SENSORES DE NIVEL

1. OBJETIVOS
Comprobar y comparar los distintos mecanismos de uso de los sensoresde nivel de un líquido.
Evaluar las ventajas y desventajas de cada sensor con respecto a la precisión en el control.
Analizar y comparar el comportamiento de la variable tiempo, en el que actúa cada sensor de nivel (boya y conductividad).
2. MARCO TEÓRICO
a) Introducción
El módulo decontrol de nivel de líquidos es un equipo que permite realizar acciones de control sobre la variable nivel de líquido de un tanque a través de un sistema de control cuyo elemento principal es un controlador on-off que comanda la apertura de una válvula ubicada a la salida del tanque, y la activación de una bomba que suministra líquido a este tanque desde un tanque de almacenamiento.Para estaexperiencia fueron utilizados dos tipos de sensores que son los de flotador de desplazamiento o boya y sensores por conductividad
b) NIVEL DE UN PROCESO
Considere el proceso que se muestra en la figura, en este se tiene interés en conocer cómo responde el nivel, h(t), del líquido en el tanque a los cambios en el flujo de entrada, qi(t), y a los cambios en la apertura de la válvula de salida ,vp(t).

Fig. 1. Nivel del proceso

c) CONTROL DE NIVEL ON/OFF EN TANQUES
El control de nivel de dos posiciones ON/OFF del tanque es capaz de realizar las siguientes funciones:
Control de arranque de la bomba con alarma de nivel alto o bajo
Control de pare de la bomba con alarma de nivel alto o bajo
Alarma de nivel alto o bajo y alarma de nivel muy bajo

El circuito lógico tiene la misiónde recibir las señales enviadas por los sensores y procesarlas para dar una salida y determinar si encenderá o apagará a la bomba, este circuito tendrá la necesidad de ser un circuito secuencial es decir cuando el nivel del agua este por arriba del mínimo al ir subiendo o por arriba del nivel del mínimo cuando venga bajando.

Fig. 2. (a) Sistema de control de nivel de líquidos (b) Curva delnivel h(t) frente a t para el sistema mostrado

En la Figura 2(b) se observa que, para reducir la amplitud de la oscilación de salida, debe disminuirse la brecha diferencial. Sin embargo, la reducción de la brecha diferencial aumenta la cantidad de conmutaciones de encendido y apagado por minuto y reduce la vida útil del componente

d) INSTRUMENTOS DE MEDIDA DIRECTA
b.1 Sensores de Nivel de BoyaEl medidor de nivel por desplazamiento está basado en el principio de Arquímedes. Consiste en un flotador parcialmente sumergido en el líquido y conectado mediante un brazo a un tubo de torsión, unido al tanque. Dentro del tubo y unido a su extremo libre hay una varilla que transmite el movimiento de giro a un transmisor exterior al tanque. El ángulo de rotación del extremo libre del tubo detorsión es función directa de la fuerza aplicada. Al subir el nivel, el líquido ejerce un empuje sobre el flotador igual al volumen de la parte sumergida multiplicada por la densidad del líquido, tendiendo a neutralizar su peso propio, así que el esfuerzo medido por el tubo de torsión será muy pequeño.
Ventajas:

Relativamente sencillo
Adecuado para muchos productos
Muy precisosDesventajas:

Requiere cierta cantidad de equipo mecánico
No suele ser de adecuado para aplicaciones en proceso. Los sistemas industriales emplean el sistema de flotador aplicado con dispositivos de mecánica y electrónica


b.2) Sensores de Nivel de Tipo Conductivo

El medidor de nivel conductivo consiste en uno o varios electrodos y un relé eléctrico o electrónico que es excitado cuando el líquidomoja a dichos electrodos. El líquido debe ser lo suficientemente conductor como para excitar el circuito electrónico. Cuando el líquido moja los electrodos se cierra el circuito electrónico y circula una corriente segura. El relé electrónico dispone de un temporizador de retardo que impide su enclavamiento ante una ola del nivel del líquido o ante cualquier perturbación momentánea o bien en su...