Medición de Nivel Medición de Flujo Medición de variables físicas - Características - Simbología - Principios de operación y aplicación Norma ANSI/ISA 2009 Diagramas de procesos de control

1. Profesor: Bachiller:
Ing. Manuela Lima Dayneska Miquilena
El Tigre, 23 de octubre del 2020.
INSTRUMENTACIÒN Y GENERALIDADES
(Medición)

2. En muchos procesos industriales, la medición de nivel es
fundamental. Dependiendo de la naturaleza del material que se
mida, esta puede ser una tarea simple o compleja.
Medición de nivel
Tanto los métodos directos como los indirectos de medición de nivel son
aplicables a una variedad de aplicaciones de análisis de nivel industrial. Al utilizar una
válvula de aislamiento en cada uno de estos métodos, las empresas pueden facilitar
la calibración de campo, mejorar las condiciones de seguridad y obtener mediciones
más precisas de su inventario.

3.  Método directo o mecánico
El método directo de medición de nivel implica el uso de propiedades físicas, como el
movimiento de fluidos, así como propiedades térmicas, ópticas y eléctricas. Esta medición
directa suele ser simple. A menudo, al medir el nivel del objeto directamente, un operador puede
monitorear la posición del objeto visualmente, a través de un vidrio, un flotador o varillas de
inmersión.
 Método indirecto o inferenciales
Este método utiliza la posición cambiante de la superficie del líquido para
determinar el nivel con una línea de referencia. Cuando no existe un método directo fácil de
medir un líquido, gas o sólido dentro del sistema, los operadores del equipo deben utilizar
un método indirecto. El cual implica convertir lecturas y datos de una cantidad conocida,
como la relación de presión al volumen.

4. Características
Existen dos métodos utilizados para medir el nivel y una válvula de aislamiento que
ayuda a garantizar la eficiencia de trabajo dentro del proceso de medición, además los
instrumentos de nivel pueden dividirse en medidores de nivel de líquidos y de sólidos.
Medidores de nivel de líquidos
Su proceso se realiza midiendo
directamente la altura del líquido sobre una
línea de referencia, la presión hidrostática,
el desplazamiento producido de un flotador
por el propio líquido contenido en el tanque,
o aprovechando las características
eléctricas del líquido.

5. • Medidor de sonda: es un medidor de tipo varilla, es introducida dentro del recipiente o el
depósito con el líquido que contenga. Se utiliza, generalmente, en tanques de fuel-oil
(combustible pesado derivado del petróleo) o gasolina.
• Nivel de cristal: es un tubo de vidrio con sus extremos conectados a bloques
metálicos y cerrados por prensaestopas que están unidos al tanque, generalmente,
mediante tres válvulas, dos de cierre de seguridad en los extremos del tubo para
impedir el escape del líquido, en caso de rotura del cristal, y una de purga.
• Medidor de cinta y plomada: se emplea cuando dificulta el acceso de la regla graduada al
fondo del tanque, y se lanza la cinta con la plomada hasta que toca la superficie del
líquido o hasta que toca el fondo del tanque, por lo que la marca del líquido en la cinta
indica el nivel.
• Nivel de flotador: es un flotador situado en el seno del líquido y conectado al
exterior del tanque indicando directamente el nivel. La conexión puede ser directa
(unido por un cable que desliza en un juego de poleas a un índice exterior que
señala sobre una escala graduada), magnética o hidráulica.
Los instrumentos como método de medida directa son los siguientes:

6. • Indicador de nivel magnético: se basa en el seguimiento magnético de un flotador
que desliza por un tubo guía y que contiene un potente electroimán. Existen dos
modelos básicos:
 Flotador tubo guía situados verticalmente en el interior del tanque.
 Flotador tubo guía situados verticalmente en el interior del tanque.
 Palpador servo operado: disponen de un elemento de medida que consiste en
un disco de desplazamiento suspendido por una cinta perforada (o un cable) de
acero inoxidable que está acoplada a un tambor ranurado, el cual almacena o
dispensa la cinta.
 Magnetoestrictivo: utiliza un flotador y para detectar la posición del flotador,
el transmisor envía un impulso alto de corriente de corta duración hacia
abajo al tubo de guía de ondas, con lo que crea un campo magnético tubular
que interacciona inmediatamente con el campo magnético generado por los
imanes del flotador.

7. Instrumentos basados en la presión hidrostática
Medidor manométrico: para la medición de nivel indirecta, se pueden utilizar
manómetros. Este es el método más simple, ya que el manómetro está ubicado en el nivel cero
del líquido en el recipiente. Cualquier aumento en el nivel provoca un aumento de presión que
puede medirse con cualquier manómetro.
Medidor de tipo burbujeo: Se mide la presión hidrostática en un tanque insertando un
tubo delgado en el líquido y aplicando aire comprimido en el tubo de modo que se empuja
hacia abajo la columna de líquido del tubo hasta que salgan burbujas de aire al líquido.
Medidor de presión diferencial de diafragma: consiste en un diafragma en contacto
con el líquido que mide la presión hidrostática en un punto del fondo del tanque. En un tanque
abierto, esta presión es proporcional a la altura del líquido en ese punto y a su peso específico.

8. Instrumento basado en el desplazamiento
Se utilizan, básicamente, en servicios con fluidos sucios y temperaturas elevadas.
Estos instrumentos pueden utilizarse también en la medida de interface entre dos líquidos
inmiscibles de distinta densidad (por ejemplo, agua y aceite).
Medidor de nivel de tipo desplazamiento: consiste en un flotador parcialmente
sumergido en el líquido y conectado mediante un brazo a un tubo de torsión unido rígidamente
al tanque o bien a un resorte de equilibrio del que pende el flotador.
Instrumentos basados en características eléctricas del líquido
El medidor de nivel conductivo o resistivo: consiste en uno o varios electrodos y un
circuito electrónico que excita un relé eléctrico o electrónico al ser los electrodos mojados por el
líquido. Este debe ser lo suficientemente conductor como para excitar el circuito electrónico, y de
este modo el aparato puede discriminar la separación entre el líquido y su vapor

9. El medidor de capacidad: mide la capacidad del condensador formado por un
electrodo sumergido en el líquido y las paredes del tanque.
El sistema ultrasónico de medición de nivel: se basa en la emisión de un impulso
ultrasónico a una superficie reflectante y la recepción del eco del mismo en un receptor. El
retardo en la captación del eco depende del nivel del tanque. Este método es útil para
determinar si en un tanque o una tubería hay o no líquido, ya que el tipo de eco es distinto.
Medidor de radar o microondas: se basa en la emisión continua de una onda
electromagnética, típicamente dentro del intervalo de los rayos. El sensor está situado en la
parte superior del tanque y envía las microondas hacia la superficie del líquido. Una parte de
la energía enviada es reflejada en la superficie del líquido y la capta el sensor.

10. Medidor de nivel de radiación: consiste en un emisor de
rayos gamma montado verticalmente en un lado del
tanque y con un contador “Geiger” que transforma la
radiación gamma recibida en una señal eléctrica de
corriente continua.
Medidor de nivel láser: Consiste en un rayo
enviado a través de un tubo de acero y dirigido por
reflexión en un espejo sobre la superficie del metal
fundido. La señal puede ser por impulsos o por
onda continua modulada en alta frecuencia.

11. Medidores de nivel de sólidos
Detectores de nivel de punto fijo:
El detector de diafragma: consiste en una membrana flexible que puede entrar en
contacto con el producto dentro del tanque y que actúa sobre un microrruptor.
Los interruptores de nivel alto: consisten en una sonda de tubo, o paleta o varilla
flexible, que excita un microrruptor cuando el sólido los alcanza. se utilizan sólo en tanques
abiertos y están montados en la parte superior o lateral del tanque.
El detector de vibración: consiste en una sonda de vibración en forma de horquilla
que forma parte de un sistema resonante mecánico excitado piezoeléctricamente. Cuando el
material entra en contacto con la sonda amor gua su vibración, lo que detecta

12. El medidor capacitivo: es un detector de proximidad capacitivo, dotado de un circuito
oscilante RC que está ajustado en un punto crítico y que entra en oscilación cuando se
encuentra próximo al lecho del sólido. El aparato se monta en el tanque, en posición ver cal o
inclinada, y su sensibilidad se coloca al mínimo para evitar el riesgo de excitación del aparato en
el caso de que una mínima can dad del sólido pueda depositarse en el detector.
Las paletas rotativas: consisten en un eje vertical, dotado de paletas, que gira
continuamente a baja velocidad accionado por un motor síncrono.
El medidor de radar de microondas: consta de una fuente de microondas, situada a un
lado del recipiente, y un detector en el lado opuesto, en la misma horizontal. Cuando el producto
alcanza dicha horizontal, la señal deja de recibirse y se excita una alarma. Se aplica en la
detección de bajo nivel de sólidos abrasivos.

13. Detectores de nivel continuos:
Medidor de nivel de sondeo electromecánico: consiste en un pequeño peso móvil sostenido
por un cable, desde la parte superior del silo, mediante poleas. Un motor y un programador situados
en el exterior establecen un ciclo de trabajo del peso.
Medidor de nivel de báscula: mide el nivel de sólidos indirectamente a través del peso del
conjunto tolva más producto; es fácil determinar el peso y el nivel del producto. La tolva se apoya en
una plataforma de carga actuando sobre la palanca de una báscula o bien carga sobre otros
elementos de medida neumáticos, hidráulicos o eléctricos (galga extensiométrica y microprocesador).
Medidor de nivel capacitivo: tiene más posibilidades de error por la mayor adherencia que
puede presentar el sólido en la varilla capacitiva. La lectura viene influida, además, por las variaciones
de densidad del sólido. La varilla del medidor está aislada y situada verticalmente en el tanque y bien
asegurada mecánicamente para resistir la caída del producto.

14. Medidor de nivel de ultrasonidos: consiste en un emisor de ultrasonidos que envía un haz
horizontal a un receptor colocado al otro lado del tanque. Si el nivel de sólidos está más bajo
que el haz, el sistema entra en oscilación enclavando un relé. Cuando los sólidos interceptan el
haz, el sistema deja de oscilar y el relé se desexcita actuando sobre una alarma o sobre la
maquinaria de descarga del depósito.
Medidor de nivel de radiación: Consiste en una fuente radiactiva de rayos gamma,
dispuesta al exterior y en la parte inferior del tanque, que emite su radiación a través del lecho
de sólidos, siendo captada por un detector exterior.
Medidor de nivel láser: envía impulsos desde el sensor hasta el nivel de sólido y capta
el impulso reflejado, calculando la distancia por la multiplicación entre la velocidad de la luz y la
mitad del tiempo que ha tardado el haz entre el emisor y el receptor del pulso, después de
reflejarse éste en la superficie del sólido