MEDICION DE NIVEL 22 junio

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MEDICION DE NIVEL
MSC.ING. PATRICIA LIMPE RAMOS
UNSAAC – 2021
MEDICION DE NIVEL
En la industria, la medición de nivel es muy importante, tanto desde el punto de vista
del funcionamiento correcto del proceso como de la consideración del balance
adecuado de materias primas o de productos finales. La utilización de instrumentos
electrónicos con microprocesador en la medida de otras variables, tales como la
presión y la temperatura, permite añadir "inteligencia" en la medida del nivel, y obtener
exactitudes en la lectura altas, del orden del ± 0,2%, en el inventario de materias
primas o finales o en transformación en los tanques del proceso.
El transmisor de nivel "inteligente" hace posible la interpretación del nivel real (puede
eliminar o compensar la influencia de la espuma en flotación del tanque, en la lectura),
la eliminación de las falsas alarmas (tanques con olas en la superficie debido al
agitador de paletas en movimiento), y la fácil calibración del aparato en cualquier punto
de la línea de transmisión. Los instrumentos de nivel pueden dividirse en medidores de
nivel de líquidos y de sólidos, que son dos mediciones claramente diferenciadas.
MEDIDORES DE NIVEL DE LÍQUIDOS
Los medidores de nivel de líquidos trabajan midiendo, bien
directamente la altura de líquido sobre una línea de referencia,
bien la presión hidrostática, bien el desplazamiento producido
en un flotador por el propio líquido contenido en el tanque del
proceso, bien aprovechando características eléctricas del
líquido o bien utilizando otros fenómenos. Los primeros
instrumentos de medida directa se dividen en: sonda, cinta y
plomada, nivel de cristal, nivel de flotador, magnético, palpador
servooperado y magnetoestrictivo.
Los aparatos que miden el nivel aprovechando la presión hidrostática son:
• Medidor manométrico
• Medidor de tipo burbujeo
• Medidor de presión diferencial de diafragma
El empuje producido por el propio líquido lo aprovecha el medidor de 
desplazamiento. Los instrumentos que utilizan las características eléctricas del 
líquido son:
• Medidor resistivo/conductivo
• Medidor capacitivo
• Medidor ultrasónico
• Medidor de radar o microondas
• Medidor de radiación
• Medidor de láser
INSTRUMENTOS DE MEDIDA DIRECTA
El medidor de sonda consiste en una varilla o regla
graduada de la longitud conveniente para
introducirla dentro del depósito. La determinación
del nivel se efectúa por lectura directa de la
longitud mojada por el líquido. En el momento de la
lectura el tanque debe estar abierto a presión
atmosférica. Se utiliza, generalmente, en tanques
de fuel-oil o gasolina.
Un medidor consiste en una varilla graduada con un gancho que
se sumerge en el seno del líquido y se levanta después hasta que
el gancho rompe la superficie del líquido. La distancia desde esta
superficie hasta la parte superior del tanque representa
indirectamente el nivel. Se emplea en tanques de agua a presión
atmosférica. Otro sistema de medida es el medidor de cinta
graduada y plomada, representado en la figura c, que se emplea
cuando es dificil que la regla graduada tenga acceso al fondo del
tanque. Se lanza la cinta con la plomada hasta que toca la
superficie del líquido o hasta que toca el fondo del tanque. La
marca del líquido en la cinta indica el nivel.
Se utilizan niveles de vidrio con camisa para
calefacción o refrigeración en el caso de
productos muy viscosos o volátiles o cuando las
temperaturas de proceso son inferiores a 0 °C.
Los instrumentos de flotador ( figura 3) consisten
en un flotador situado en el seno del líquido y
conectado al exterior del tanque indicando
directamente el nivel. La conexión puede ser
directa, magnética o hidráulica.
El flotador conectado directamente está unido por un cable que
desliza en un juego de poleas a un índice exterior que señala
sobre una escala graduada. Es el modelo más antiguo y el más
utilizado en tanques de gran capacidad, tales como los de fuel-oil
y gas-oil. Tiene el inconveniente de que las partes móviles están
expuestas al fluido y pueden romperse, y de que el tanque no
puede estar sometido a presión. Además, el flotador debe
mantenerse limpio. La escala está graduada de forma inversa, es
decir, cuando el tanque está lleno, el índice exterior está en la
parte inferior de la escala y señala el 100% del nivel, y cuando
está vacío señala el 0% con el índice situado en la parte superior.
Fig. Nº03
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. Hay dos modelos básicos:
1. Flotador tubo guía situados verticalmente en el interior del tanque. Dentro
del tubo, una pieza magnética sigue al flotador en su movimiento y
mediante un cable y un juego de poleas arrastra el índice de un instrumento
situado en la parte superior del tanque. El instrumento puede, además,
incorporar un transmisor neumático, electrónico o digital. Su repetibilidad es
de ± 0,01 o 0,4 mm.
2. Flotador que desliza a lo largo de un tubo guía sellado acoplado
externamente al tanque. El flotador contiene un potente imán y, en la parte
externa, hay un tubo de vidrio no poroso herméticamente sellado, dotado de
un indicador fluorescente o de pequeñas cintas magnéticas que siguen el
campo magnético del flotador.
A medida que el nivel sube o baja las cintas giran y, como tienen colores
distintos en su anverso y reverso, visualizan directamente el nivel del tanque.
El instrumento puede tener interruptores de alarma y transmisor
incorporados. Se utilizan en sustitución de los niveles de vidrio cuando se
dan algunas de las siguientes condiciones:
a) La presión es superior a 25 bar.
b) Existe la probabilidad de rotura del vidrio por las condiciones de los
líquidos (caso de altas presiones, muy bajas temperaturas, etc.).
c) Es preciso evitar el escape de gases tóxicos, líquidos inflamables, etc.
d) Los depósitos o tanques a medir están enterrados, o bien cuando es
necesario ver el nivel a distancia.
e) Los líquidos son sucios o viscosos (asfaltos, residuos de vacío, crudos,
etc.).
Estos instrumentos son adecuados en la medida de
niveles en tanques abiertos y cerrados a presión o al
vacío, y son independientes del peso específico del
líquido. Por otro lado, el flotador puede agarrotarse en
el tubo guía por un eventual depósito de los sólidos o
cristales que el líquido pueda contener y, además, los
tubos guía muy largos pueden dañarse ante olas
bruscas en la superficie del líquido o ante la caída
violenta del líquido en el tanque. Su exactitud es de ±
0,5%.
Figura 
Nº 04
Con el campo magnético generado por los imanes del flotador.
Esta interacción da lugar a una fuerza de torsión en el tubo, como
si fuera una onda o vibración ultrasónica, que se traslada, a una
velocidad tipica, por el tubo guía hacia el circuito sensor que
capta el impulso ultrasónico torsional y lo convierte en un impulso
eléctrico. El circuito mide el intervalo de tiempo entre el impulso
inicial de corriente y el impulso de retorno y lo convierte a una
señal dentro del intervalo de 4-20 mA, y esta señal indica la
posición del flotador, es decir, el nivel. El reloj utilizado en este
sistema es capaz de medir el tiempo con una exactitud de 1/100
millonésimas de segundo.
• La velocidad de la señal es conocida y constante para la presión y
temperatura del fluido y no es afectada por la espuma, y la única
parte móvil del sistema es el flotador que se mueve según el nivel del
líquido.
• El ajuste del instrumento es fácil. Se sitúa el flotador donde se desea
el cero y se pulsa un botón del circuito electrónico y lo propio se hace
con el alcance (span).
• El instrumento puede utilizarse en la medida de interfases líquido-
líquido. La exactitud es del ± 0,01%.
• El alcance (span) es de 0,1 m a 5 m. La señal de salida puede ser de
4-20 mA c.c. con protocolos de comunicación HART, FOUNDATION
Fieldbus.
INSTRUMENTOSBASADOS EN LA PRESIÓN 
HIDROSTÁTICA
• El medidor manométrico consiste en un sensor de presión
piezoresistivo suspendido de la parte superior del tanque e inmerso
en el líquido. El sensor contiene un puente de Wheastone y, bajo la
presión del líquido, el sensor se flexa y la tensión que crea es
captada por las galgas extensiométricos, dando lugar a un
desequilibrio del puente y a una señal de salida proporcional a la
presión aplicada, es decir, al nivel. El sensor está contenido en una
caja protectora con un diafragma flexible y relleno de aceite de
silicona lo que le da una gran robustez. Puede estar acoplado a un
transmisor electrónico o digital de 4-20 mA c.c. y comunicaciones
HART, Fielbus, etc. Su exactitud es de, ± 0,25%.
El sensor mide la presión debida a la altura de líquido h que existe
entre el nivel del tanque y el eje del instrumento. Así, pues, el campo de
medida del instrumento corresponderá:
Medidor 
Manométrico
Fig. 
Nº06
Fig. Nº 07 
Tipos de 
diafragmas
Fig. Nº 08 Tornillos de suspensión y elevación en instrumentos neumáticos y electrónicos 
convencionales
Fig. Nº09
Medidores de
presión diferencial
en tanque cerrado
MEDIDORES DE ULTRASONIDO
El término Ultrasónico hace referencia a las ondas sonoras de
frecuencias altas de las que normalmente quedan dentro del
alcance el oído humano, cuyo rango llega a valores superiores de
los 18 KHz.
Las ondas ultrasónicas pueden atravesar sin dificultad las paredes
metálicas de tubos y recipientes. Esto quiere decir que el sistema de
medición entero puede montarse externamente al fluido, es decir
es no invasor; esto es muy importante en fluidos hostiles o sea
aquellos con propiedades corrosivas, radiactivas o flamables.
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patricia.limpe@unsaac.edu.pe
mailto:Patricia.limpe@unsaac.edu.pe