Universidad Nacional Autnoma De MxicoFacultad De Estudios Superiores ZaragozaINGENIERIA QUIMICA

Alumnos:Aranda Domnguez GilbertoOrtiz Martnez Edmundo

Asignatura: DINAMICA Y CONTROL DE PROCESOS

Profesor: Delfino Galicia Ramrez

Tema:

MEDICION DE NIVEL

Fecha: 13 de Septiembre del 2012

MEDICION DE NIVEL

Dentro de los procesos industriales la medicin y el control de nivel se hace necesario cuando se pretende tener una produccin continua, cuando se desea mantener una presin hidrosttica, cuando un proceso requiere de control y medicin de volmenes de lquidos ; bien en el caso ms simple, para evitar que un lquido se derrame, la medicin de nivel de lquidos, dentro de un recipiente parece sencilla, pero puede convertirse en un problema ms menos difcil, sobre todo cuando el material es corrosivo abrasivo, cuando se mantiene a altas presiones, cuando es radioactivo cuando se encuentra en un recipiente sellado en el que no conviene tener partes mviles cuando es prcticamente imposible mantenerlas, el control de nivel entre dos puntos, uno alto y otro bajo, es una de las aplicaciones ms comunes de los instrumentos para controlar y medir el nivel, los niveles se pueden medir y mantener mediante dispositivos mecnicos de cada de presin, elctricos y electrnicos.

Los instrumentos mecnicos de medicin y control de niveles cargas hidrostticas, incluyen dispositivos visuales e indicadores, el dispositivo ms simple para medir niveles es una varilla graduada, que se pueda insertar en un recipiente, la profundidad real del material se mide por la parte mojada de la varilla, este mtodo es muy utilizado para medir el nivel en los tanques de una gasolinera, este mtodo es simple pero efectivo, no es muy prctico, sobre todo si el material es txico corrosivo, ya que el individuo que lo aplica tiene que estar de pie sobre la abertura manejando la varilla con las manos.

En la industria, la medicin de nivel es muy importante, tanto desde el punto de vista del funcionamiento correcto del proceso como de la consideracin del balance adecuado de materias primas o de productos finales.

Los instrumentos de nivel pueden dividirse en medidores de nivel de lquidos y de slidos que son dos mediciones claramente diferenciadas por sus distintas peculiaridades y las aplicaciones particulares de las que son objeto.

TIPOS DE INSTRUMENTOS DE MEDICION DE NIVELMEDICIN DIRECTAVarilla o sonda:Varilla o regla graduada, de longitud conveniente para introducirla dentro del depsito.El nivel se determina por la lectura directa de la longitud mojada por el lquido.En el momento de la lectura el tanque debe estar abierto a presin atmosfrica.Cinta y plomada:Consta de una cinta graduada y un plomo en la punta.Se emplea cuando es difcil que la varilla tenga acceso al fondo del tanque.Tambin se usa midiendo la distancia desde la superficie del lquido hasta la parte superior del tanque.

Visor de Vidrio:Tubo de vidrio con su extremo inferior conectado al tanque generalmente mediante tres vlvulas (dos de cierre de seguridad en los extremos del tubo, para impedir el escape del lquido en caso de rotura del cristal y una de purga).Funciona por el principio de vasos comunicantes.El nivel de vidrio va acompaado de una regla graduada.Se emplea para presiones hasta 7 bar. A presiones ms elevadas el vidrio es grueso, de seccin rectangular y est protegido por una armadura metlica.

Flotador:Consiste en un flotador ubicado en el seno del lquido y conectado al exterior del tanque, indicando directamente el nivel sobre una escala graduada. Es usado en tanques de capacidad grande. El flotador debe mantenerse limpio. El flotador, sigue el movimiento del nivel de lquido.Escala contrapeso:Tienen una precisin de 0,5 %. Son adecuados en la medida de niveles en tanques abiertos y cerrados a presin o a vaco.El flotador puede trabarse en el tubo gua por los slidos o cristales que el lquido pueda contenerLos tubos gua muy largos pueden daarse ante olas bruscas en la superficie del lquido o ante la cada violenta del lquido en el tanque.

MEDICIN POR PRESIN HIDROSTTICAManomtrico:Es un manmetro conectado en la parte inferior del tanque y que mide la presin debida a la altura de lquido entre el nivel del tanque y el eje del instrumento. Slo sirve para fluidos limpios, ya que los lquidos sucios pueden hacer perder la elasticidad del fuelle. La medicin est limitada a tanques abiertos y el nivel viene influido por las variaciones de densidad del lquido.Membrana:Usa una membrana conectada al instrumento receptor por un tubo estanco.El peso de la columna de lquido sobre el rea de la membrana comprime el aire interno a una presin igual a la ejercida por la columna de lquido.

Burbujeo:Mediante un regulador de caudal se hace pasar por un tubo (sumergido en el depsito hasta el nivel mnimo), un pequeo caudal de aire o gas inerte hasta producir una corriente continua de burbujas.La presin requerida para producir el flujo continuo de burbujas es una medida de la columna de lquido. Este sistema es muy ventajoso en aplicaciones con lquidos corrosivos o con materiales en suspensin, ya que el fluido no penetra en el medidor ni en la lnea de conexin.

MEDICIN POR PRESIN DIFERENCIALEl Medidor de Presin Diferencial:Consiste en un diafragma en contacto con el lquido del tanque, que permite medir la presin hidrosttica en un punto del fondo.En un tanque abierto, esta presin es proporcional a la altura del lquido en ese punto y a su peso especfico. El diafragma forma parte de un transmisor neumtico o electrnico de presin diferencial.La precisin de los instrumentos de presin diferencial es bastante buena.El material del diafragma debe ser compatible con el fluido que se encuentra en el tanque.

MEDICIN POR DESPLAZAMIENTOEst basado en el Principio de Arqumedes. Consiste en un flotador parcialmente sumergido en el lquido y conectado mediante un brazo a un tubo de torsin, 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 ngulo de rotacin del extremo libre del tubo de torsin es funcin directa de la fuerza aplicada. Al subir el nivel, el lquido ejerce un empuje sobre el flotador igual al volumen de la parte sumergida multiplicada por la densidad del lquido, tendiendo a neutralizar su peso propio, as que el esfuerzo medido por el tubo de torsin ser muy pequeo.Puede usarse en tanques abiertos y cerrados, a presin o a vaco, con una buena sensibilidad, pero presenta el inconveniente del riesgo de depsitos de slidos o de crecimiento de cristales en el flotador que afectan a la precisin de la medida).

MEDICIN POR CARACTERISTICAS ELECTRICAS DEL LQUIDOEl Medidor de Nivel Conductivo:Consiste en uno o varios electrodos y un rel elctrico o electrnico que es excitado cuando el lquido moja a dichos electrodos.El rel electrnico dispone de un temporizador de retardo que impide su enclavamiento ante una ola del nivel del lquido o ante cualquier perturbacin momentnea o bien en su lugar se disponen dos electrodos poco separados enclavados elctricamente en el circuito.Se usa como alarma o control de nivel alto y bajo, utiliza rels elctricos o electrnicos, en funcin de la conductividad del lquido.Es verstil, sin partes mviles, su campo de medida es grande, con la limitacin fsica de la longitud de los electrodos. El lquido contenido en el tanque debe tener un mnimo de conductividad

Medidor Capacitivo:Mide la capacidad del condensador formado por el electrodo sumergido en el lquido y las paredes del tanque.La capacidad del conjunto depende linealmente del nivel del lquido.En fluidos no conductores se emplea un electrodo normal y la capacidad total del sistema se compone de la del lquido, la del gas superior y la de las conexiones superiores. En fluidos conductores el electrodo est aislado usualmente con tefln interviniendo las capacidades adicionales entre el material aislante y el electrodo en la zona del lquido y del gas.

Tambin se usan como interruptores de nivel

Medidor Ultrasnico:Se basa en la emisin de un impulso ultrasnico a una superficie reflectante y la recepcin del eco del mismo en un receptor. El retardo en la captacin del eco depende del nivel del estanque.El tiempo entre emisin y recepcin es inversamente proporcional al nivelEl tiempo depende de la T ==> compensar medidasEvitar obstculos en el recorrido de las ondasSensibles al estado de la superficie del lquido (espumas)

Medidores de Nivel por Radiacin:Consiste en un emisor de rayos gamma montado verticalmente en un lado del estanque y con un contador que transforma la radiacin gamma recibida en una seal elctrica de corriente continua.Como la transmisin de los rayos es inversamente proporcional a la masa del lquido en el estanque, la radiacin captada por el receptor es inversamente proporcional al nivel del lquido ya que el material absorbe parte de la energa emitida.

Medidor de nivel del tipo radar:Los sensores de radar miden distancias de forma continua y sin contacto.Requieren de poco mantenimiento. Asimismo son prcticamente insensibles a la atmsfera del proceso controlado (vapor, presin, polvo o temperaturas extremas).Los instrumentos de radar miden el tiempo de recorrido de un impulso de radar desde su emisin hasta su recepcin. Este tiempo de recorrido es proporcional a la distancia y por tanto al nivel del producto.Al contrario de la medida por ultrasonidos, las seales de radar no estn ligadas por un medio que las transmita, y se propagan a la velocidad de la luz (300 000 000 m/s). Los sensores de radar emiten generalmente seales de 6 a 26 GHz

El transmisor emite seales de radar en forma de impulsos de microondas reflectados por dos materiales con constantes dielctricas diferentes (el entorno del sensor y el producto). Los impulsos se emiten con una frecuencia de repeticin fija. Un receptor interno recoge los impulsos de radar reflectados (eco) y utiliza el tiempo de recorrido del impulso (emisin / recepcin) para calcular la distancia y por tanto el nivel. Los impulsos de radar reflejados se convierten en un cuadro del eco. Con el anlisis del cuadro el instrumento determina la distancia entre el producto y el punto de referencia en el instrumento

VENTAJAS Y DESVENTAJAS.Cada medidor tiene sus propios rangos de precisin y de operacin, as como ventajas y desventajas, los cuales se resumen en la siguiente tabla:LIQUIDOS:

SOLIDO

CONCLUSIONES.En los procesos industriales es necesario contar con medidores de nivel de los slidos o lquidos de operacin, acordes a las caractersticas de operacin y de la carga, a la disponibilidad econmica y a la necesidad de respuestas rpidas de medicin. Los medidores de nivel de lquidos existen en una gran variedad. Los ms usados son los de desplazamiento y de presin hidrosttica debido a su confiabilidad y bajo costo.Cuando las cargas de operacin se encuentran a altas presiones y temperaturas, o cuando son altamente peligrosos, se requiere de medidores de nivel ms complejos que los cotidianos. Preferiblemente que no entren en contacto con el lquido y que utilicen algn tipo de radiacin electromagntica para la medicin. En ello se requieren los mejores estndares de seguridad y precisin.Los medidores de slidos han evolucionado satisfactoriamente para caracterizar prcticamente todos los tipos de slidos de operacin. Al igual que los lquidos, su diseo y seleccin debe estar ajustado a la disponibilidad econmica y a las caractersticas del proceso y de la carga. En muchos casos se trabajan con niveles de presin y temperaturas muy elevados, en ese caso se hace necesario utilizar medidores ms resistentes y apropiados como los de radiacin o bscula.Finalmente, se deben analizar con la suficiente paciencia y conocimiento los factores de diseo y seleccin de los medidores de nivel en las operaciones industriales.

Bibliografia: CREUS, Antonio. Instrumentacin Industrial. Sexta edicin. Editorial Alfaomega. Espaa. Medicin de nivel.Ing. Juan Gilberto Mateos Surez. Disponible en: /maestros/Mateos/clase/teora/nivel/nivel1.htm Daily, James y HARLEMAN, Donald (1975). Dinmica de los fluidos. Con aplicaciones de ingeniera. Editorial TRILLAS. MXICO.