Medidor de nivel por admitancia RF: características y guía de aplicaciones de ingeniería

Medidor de nivel de admitancia METRAVON RF: características y guía de aplicaciones de ingeniería.

La medición de nivel de admitancia RF es una tecnología basada en contacto, desarrollada a partir de la medición convencional de capacitancia. La sonda, la pared del recipiente y el medio de proceso forman un circuito de medición eléctrica. Se aplica una señal de alta frecuencia a este circuito, y el instrumento monitorea los cambios en la admitancia a medida que varía el nivel.

Dependiendo del diseño del instrumento, la tecnología de admitancia de radiofrecuencia puede utilizarse para la medición continua del nivelo para la detección puntual del nivelo.Uno de sus principales ventajas de ingeniería es que los circuitos de rechazo de recubrimiento o de compensación de acumulación pueden reducir los errores de conmutación o de medición provocados por la acumulación de material en la sonda.

1. ¿Cómo funciona la medición del nivel de admitancia de RF?

Formación del circuito de medición

La sonda, la pared del recipiente y el medio de proceso conforman un camino eléctrico con características capacitivas y resistivas.

Aplicar una señal de alta frecuencia.

Los componentes electrónicos aplican una señal de RF a la sonda y monitorean continuamente la admitancia eléctrica del circuito.

Detectar cambios de nivel.

A medida que el medio cubre la sonda o que varía el segmento cubierto, también cambian las características eléctricas del circuito de medición.

Generación de la señal de salida

La electrónica convierte el cambio medido en una señal continua de 4-20mA o en una salida de conmutación de nivel puntual.

La admittance es el recíproco de la impedancia y describe cuán fácilmente una señal de corriente alterna puede atravesar un circuito eléctrico. En comparación con la medición simple de capacitancia, los diseños de admitancia de RF también pueden emplear información de fase, componentes resistivos, técnicas de blindaje impulsado o circuitos de compensación especializados para mejorar el rendimiento en aplicaciones de recubrimiento y acumulación.

2. Admisión en RF frente a medición convencional del nivel de capacitancia

3. ¿Cómo funciona la detección de recubrimiento?

La rechazabilidad de recubrimientos constituye uno de los principales beneficios asociados a la tecnología de admisión de RF. En un sistema de capacitancia convencional, el material que se adhiere a la sonda puede generar una señal eléctrica no deseada, la cual podría interpretarse como un cambio real en el nivel. Los instrumentos de admitancia RF

, diseñados para aplicaciones de acumulación, pueden emplear blindaje activado, discriminación de fase u otros métodos de compensación para distinguir un recubrimiento estable de la sonda de un cambio real en el nivel del proceso.

Líquidos viscosos:

Puede reducir los cambios erróneos provocados por aceite, suspensión o recubrimientos pegajosos en la sonda.

Polvos y gránulos.

Adecuado para detecciones de alto y bajo nivel en aplicaciones con sólidos en estado masivo que presentan alta concentración de polvo o tendencia a acumularse.

Lodos y suspensiones.

Útil cuando durante el funcionamiento normal puede formarse un recubrimiento estable sobre el elemento sensor.

Importante.: El hecho de que no se forme recubrimiento no significa que todo tipo de acumulación carezca de efecto. La cristalización severa, la formación de una capa dura, el efecto de puente o la encapsulación mecánica completa de la sonda aún pueden requerir inspección y limpieza.

4. Principales características de los instrumentos de nivel de admitancia de RF

Sin partes móviles

No cuentan con flotadores, paletas ni otros mecanismos móviles, lo que reduce el desgaste mecánico y los problemas de adherencia.

Compensación por acumulación

Los diseños adecuados pueden reducir los señales falsas causadas por la acumulación de recubrimiento y material en la sonda.

Adecuada para líquidos y sólidos.

Puede aplicarse a líquidos, suspensiones, polvos, gránulos y aplicaciones específicas de interfaz.

Integración sencilla del sistema.

Dependiendo del modelo, pueden estar disponibles salidas de relé, señales de corriente y comunicación digital.

La ausencia de piezas móviles generalmente reduce el mantenimiento mecánico; no obstante, el estado de la sonda, el sellado del proceso, las conexiones eléctricas y el acumulado severo deben inspeccionarse como parte del mantenimiento rutinario.

5. ¿Qué parámetros puede medir la admitancia RF?

6. ¿Influyen el vapor, la espuma y la agitación en la admitancia RF?

La admitancia RF es una tecnología de medición por contacto; por tanto, no depende de la propagación del sonido a través del espacio gaseoso, como ocurre en un medidor de nivel ultrasónico, ni requiere una reflexión superficial a larga distancia, como sucede en el radar en espacio libre.

Por este motivo, puede desempeñarse adecuadamente en aplicaciones que presentan condiciones de vapor complejas, formación de espuma o agitación. No obstante, aún quedan varios factores por considerar:

• Un impacto mecánico intenso puede dañar la sonda; el efecto de puente de material (

• ) puede mantener la sonda permanentemente cubierta; la cristalización severa o la formación de una capa dura (

• ) puede alterar la respuesta eléctrica.

• Los cambios en las propiedades dieléctricas pueden afectar a la calibración de las mediciones continuas. El material espumoso

también requiere una evaluación específica según su aplicación. Si el material espumoso posee propiedades eléctricas adecuadas, el instrumento podría detectarlo como parte del medio de proceso. Por tanto, el proyecto debe definir si el material espumoso se pretende detectar o, por el contrario, ignorar.

7.¿Se utiliza la admitancia RF para mediciones continuas o para conmutación en puntos específicos?

Ambos tipos están disponibles, pero deben considerarse como categorías de producto distintas.

Conmutador de nivel de admitancia RF

Se utiliza para alarmas de alto y bajo nivel, protección contra el sobrealíamiento, detección de obstrucción del depósito, protección de la bomba y otras funciones de nivel puntual.

Transmisor continuo de nivel de admitancia RF.

Mide los cambios a lo largo de la longitud activa de la sonda y proporciona una señal continua, como 4-20mA, para el monitoreo de nivel.

Por tanto, el primer paso en la selección del producto consiste en determinar si la aplicación requiere un punto de conmutación o información de nivel continua.

8. Requisitos de instalación

Evite el contacto no deseado de la sonda

La sonda activa no debe entrar en contacto accidentalmente con la pared del recipiente, los componentes metálicos internos o las estructuras conectadas a tierra.

Evite impactos mecánicos graves.

No coloque la sonda directamente en un flujo de llenado de alta velocidad ni en zonas donde pueda producirse un impacto intenso del agitador.

Elija la longitud adecuada de la sonda.

Las mediciones continuas y la detección en puntos específicos requieren longitudes distintas de la sonda activa y posiciones de instalación diferentes.

Mantener el sellado del proceso.

Los roscas, bridas, aislamiento y materiales de sellado deben ser adecuados para la temperatura, la presión y el entorno químico del proceso.

Los transmisores de admitancia de RF continuos pueden requerir una calibración en niveles vacío y completo, o bien otro procedimiento de escalado definido por el fabricante. Los interruptores de nivel de punto pueden, en su lugar, utilizar calibración automática, ajuste de sensibilidad o configuraciones de fábrica; por tanto, la calibración en estado vacío o lleno no debe considerarse un requisito universal.

9. ¿Cómo deben interpretarse las especificaciones técnicas típicas?

La siguiente tabla tiene como único propósito servir como referencia general de selecciónLos interruptores de punto de admisión RF y los transmisores continuos pueden diferir considerablemente; por ello, en el diseño de ingeniería siempre debe utilizarse la ficha técnica del producto final.

Preguntas frecuentes: Medición de nivel mediante admitancia de RF

Pregunta 1: ¿Cuál es la diferencia entre la admitancia en radiofrecuencia y la medición convencional del nivel de capacitancia?

Respuesta: Ambas tecnologías detectan cambios en las propiedades eléctricas del medio del proceso. Los instrumentos de admitancia en radiofrecuencia pueden incorporar blindaje activado, discriminación de fase o circuitos de compensación de recubrimiento para reducir las señales falsas provocadas por el acumulación de carga en la sonda.

Pregunta 2: ¿Puede el rechazo de recubrimientos eliminar por completo el efecto de la acumulación de carga?

Respuesta: No. Puede reducir significativamente el efecto de los recubrimientos estables, pero una cristalización severa, la formación de una capa dura, el efecto de puente o el encapsulamiento completo de la sonda aún podrían requerir mantenimiento.

Pregunta 3: ¿Requiere un instrumento de admitancia de RF un mantenimiento de limpieza frecuente? Respuesta

Por lo general, no. La ausencia de partes móviles y el diseño que evita el depósito de residuos pueden reducir el mantenimiento necesario. No obstante, un acumulado severo, cristalización, corrosión o deterioro del aislamiento aún requieren inspección.

Pregunta 4: ¿Puede un instrumento de admitancia de RF medir tanto medios conductores como no conductores? Respuesta

Sí, aunque la construcción de la sonda y su calibración pueden variar. Durante la selección, deben proporcionarse la conductividad del medio, sus propiedades dieléctricas y su tendencia a acumular carga.

Q5: ¿Afectan la espuma y el vapor a la medición de la admitancia de RF?

A: La admitancia RF no depende de la propagación del sonido a través del espacio gaseoso; por ello, el vapor generalmente representa un factor menos relevante que en las mediciones ultrasónicas. La espuma puede detectarse si sus propiedades eléctricas son suficientes; por tanto, en la aplicación debe especificarse si se debe medir la espuma o si se puede ignorar.

P6: ¿Todos los instrumentos de admitancia RF proporcionan una salida de 4-20mA?

A: No. Los transmisores continuos suelen ofrecer una salida de corriente, mientras que los interruptores de punto suelen emplear salidas de relé o de conmutación. Las interfaces disponibles dependen del diseño del producto.

Q7: ¿Por qué la sonda no debe tocar la pared del recipiente?

A: Un contacto no intencionado puede alterar las características eléctricas del circuito de medición y provocar un señal falso persistente o un cortocircuito eléctrico.

P8: ¿La admitancia en RF requiere mantenimiento?

A: La descripción más precisa es que requiere poco mantenimiento. No cuenta con piezas móviles, aunque es necesario inspeccionar la sonda, el aislamiento, el sellado, el cableado y la acumulación de residuos cuando sea necesario.

Q9: ¿Qué información proporciona? METRAVON¿Es necesario seleccionar el nivel de admitancia RF?

A: Por favor, proporcione el medio —ya sea líquido o sólido—, su conductividad y sus características dieléctricas, su tendencia a acumular carga o a cristalizarse, su rango de medición o su punto de alarma, la temperatura, la presión, el modo de montaje de la sonda, la conexión al proceso, la salida requerida y los requisitos para zonas peligrosas.

Medidor de nivel de radar de lente-antena de 26 GHz

ConclusionesLas principales ventajas de la tecnología de medición de nivel de admitancia de RF son: la ausencia de partes móviles, la idoneidad tanto para líquidos como para sólidos en estado libre, y una fiabilidad mejorada en aplicaciones con materiales pegajosos o propensos a acumulación de residuos, gracias a técnicas especializadas de compensación de recubrimientos.

No obstante, la admitancia RF no debe considerarse completamente libre de mantenimiento ni ajena a todos los cambios en el proceso. El material de la sonda, las propiedades eléctricas del medio, las condiciones de acumulación, la geometría de instalación y si la aplicación requiere mediciones continuas o puntuales influyen en la configuración final.

Para aplicaciones con METRAVON, antes de seleccionar el diseño de la sonda, la electrónica y la configuración de salida, es necesario confirmar el medio de proceso, la función de medición, la temperatura, la presión, las condiciones de acumulación, la conexión del proceso y la interfaz con el sistema de control.