Guía de aplicaciones y instalación en campo del medidor de nivel por radar

METRAVON Guía de aplicaciones y instalación en campo del medidor de nivel por radar

Un medidor de nivel por radar mide el nivel transmitiendo ondas electromagnéticas hacia la superficie del líquido o material y analizando el eco reflejado. La distancia medida entre la antena y la superficie se convierte entonces en un valor de nivel continuo.

Dado que el sensor normalmente no requiere contacto con el medio de proceso, la medición de nivel por radar se utiliza ampliamente para líquidos, lodos, polvos y sólidos granulares. Dependiendo del modelo específico, el radar también puede aplicarse en condiciones exigentes, tales como altas temperaturas, alta presión, presencia de vapor, polvo o medios corrosivos.

El rendimiento de la medición no depende únicamente del instrumento en sí, sino también de las propiedades del medio, la geometría del recipiente o silo, el trayecto del haz, la posición de montaje, las perturbaciones del proceso y las condiciones de protección ambiental.

1. ¿En qué industrias se utilizan habitualmente los niveles medidores por radar?

Aceite, gas y productos químicos

Se utiliza para petróleo crudo, combustibles refinados, aguas residuales, disolventes, ácidos, álcalis, materias primas químicas y otros líquidos de proceso.

Generación de energía.

Se utiliza en tanques de carbón, silos de cenizas volantes, sistemas de desulfuración, celdas de agua, tanques de aceite y otras aplicaciones con líquidos o materiales en estado sólido a granel.

Cemento y materiales de construcción.

Se utiliza para cemento, materia prima, clínker, cenizas volantes, carbón y otros materiales en polvo o granulares.

Acero y minería

Se utiliza para mineral de hierro, piedra caliza, coque, carbón en polvo, polvos minerales y otras materias primas a granel.

2. Aplicaciones típicas en el sector petroquímico.

Las industrias del petróleo, el gas y la química constituyen los principales ámbitos de aplicación de la medición de nivel mediante radar. Los medios típicos incluyen:

• Tanques de almacenamiento de petróleo crudo y productos refinados;

• Tanques de aceites residuales, aguas residuales y lodos;

• Disolventes y materias primas químicas;

• Ácidos, álcalis y otros líquidos corrosivos;

• Recipientes de proceso que operan a temperaturas elevadas o que generan un vapor significativo;

• Reactores, tanques tampón y tanques de almacenamiento intermedio. La medición sin contacto de

puede reducir los problemas de mantenimiento asociados a la exposición directa a medios corrosivos o contaminados. No obstante, en aplicaciones que operan a alta temperatura y alta presión, en entornos altamente corrosivos o en zonas de riesgo, aún se requieren la conexión de proceso adecuada, el material de la antena, el sistema de sellado y la certificación correspondientes.

3. Aplicaciones típicas en las industrias de energía, cemento y sólidos a granel

Para sólidos en masa, la selección debe prestar especial atención al ángulo entre el material y la superficie, a la presencia de polvo, a las características de las partículas, a sus propiedades dieléctricas, a la altura del silo y a las obstrucciones internas.80GHz El radar de haz estrecho suele ofrecer una mayor flexibilidad en la instalación en silos altos y estrechos o en recipientes con estructuras internas complejas.

4. ¿Qué otras aplicaciones utilizan la medición de nivel mediante radar?

Más allá de las industrias petroquímica, energética, de cemento, siderúrgica y del carbón, los medidores de nivel por radar también se utilizan ampliamente en los siguientes ámbitos:

• Ríos, embalses, canales abiertos y cuencas hídricas;

• Tratamiento de aguas residuales y monitoreo ambiental;

• Silos para granos, piensos y materias primas alimentarias;

• Minería y procesamiento de minerales;

• Tanques para pulpa y papel, productos farmacéuticos y aplicaciones industriales generales.

La frecuencia del radar, la antena, el rango de medición, la conexión del proceso y la interfaz de comunicación deben seleccionarse en función del medio y las condiciones del proceso reales.

5. ¿Por qué debe mantenerse despejado el trayecto del haz radar?

El radar determina el nivel analizando las señales reflejadas. Las estructuras fijas dentro del haz de radar pueden generar reflexiones intensas que podrían interferir con el eco real del producto.

Entre las fuentes comunes de interferencia se encuentran:

• los agitadores;

• Vigas estructurales y elementos de refuerzo; tubos de relleno

• sondas de temperatura

• interruptores de nivel puntual

• tuberías internas y soportes

• .

El enfoque preferido consiste en seleccionar una posición de montaje y un ángulo de la viga que eviten estas estructuras. Si la interferencia fija no puede eliminarse mecánicamente, la curva de eco puede utilizarse para identificarla, y la supresión de ecos falsos puede configurarse cuando sea apropiado.

6. ¿Dónde debe instalarse un medidor de nivel por radar?

No existe una distancia de montaje única que sea aplicable a todos los tanques o silos. La posición debe seleccionarse según la geometría del vaso, el ángulo de la lámina, las estructuras internas, las zonas de llenado y descarga, y las condiciones de la superficie.

Evite el llenado directo mediante corrientes de material

No dirija el radar directamente hacia una corriente de material de alta velocidad, una entrada de líquido turbulenta o una zona de salpicaduras continua.

Evite obstáculos fijos.

Mantenga las paredes del recipiente, vigas, tuberías y otras estructuras fuera de la viga principal en la mayor medida posible durante todo el rango de medición.

Mida una superficie representativa.

En el caso de sólidos, considere los picos y valles del material; en el caso de líquidos, evite la zona de superficie más gravemente perturbada.

Verifique el nivel máximo.

El nivel más alto esperado debe permanecer fuera de la distancia mínima de medición especificada por el instrumento.

Reglas como «instalar a un sexto del diámetro del recipiente desde la pared» o «nunca instalar en el centro» no deben considerarse requisitos universales. Un radar montado en el centro puede funcionar adecuadamente en un tanque de techo plano sencillo, mientras que los tanques de techo abovedado, los recipientes esféricos o los tanques con componentes internos complejos pueden requerir una mayor atención a las reflexiones de trayectoria múltiple y a los ecos fijos.

7. ¿Debe la antena del radar instalarse siempre en posición vertical?

El objetivo consiste en dirigir el haz principal del radar hacia una superficie objetivo representativa.

Para una superficie líquida relativamente plana, una orientación vertical hacia abajo normalmente proporciona una señal de retorno fuerte y estable. En el caso de sólidos en masa, cuando la superficie puede presentar un ángulo de reposo, así como picos y valles, ciertos instrumentos permiten orientar la antena hacia una sección más representativa de la superficie del material.

El ángulo de montaje permitido debe ajustarse a los requisitos de diseño e instalación del instrumento específico.

8. ¿Cómo se debe abordar una agitación intensa o un movimiento superficial severo?

Una agitación intensa, la formación de vórtices o reacciones químicas pueden provocar un movimiento continuo entre el líquido y la superficie. El primer paso consiste normalmente en optimizar la posición de montaje del radar y evitar la zona más gravemente afectada.

Para aplicaciones líquidas adecuadas, los arreglos alternativos pueden incluir:

• Pozos de estabilización;

• Cámaras de derivación;

• Otros arreglos de medición aprobados para el diseño específico del radar.

Un pozo de estabilización debe presentar una superficie interna relativamente lisa y orificios de equalización adecuados cuando sea necesario. El tamaño de la antena, las características del haz y el diámetro del tubo deben ser compatibles.

Importante:Los pozos de estabilización y las cámaras de derivación son soluciones específicas para aplicaciones determinadas, utilizadas principalmente para mediciones de líquidos adecuadas. No constituyen soluciones universales para silos de materiales en estado sólido ni para todos los procesos turbulentos. El radar de ondas guiadas es una tecnología independiente que dirige la señal de radar a lo largo de una varilla, un cable o una sonda coaxial, y no debe confundirse con una instalación de radar en espacio libre ubicada en un pozo de estabilización.

9. ¿Qué aspectos deben tenerse en cuenta respecto a las boquillas y las conexiones de proceso?

Los instrumentos de radar suelen instalarse en una boquilla superior o en una brida. Un boquillo excesivamente largo o estrecho, o una antena mal posicionada, puede generar reflexiones y reducir la señal útil.

Puntos clave a verificar incluyen:

• Si la antena es compatible con el diámetro de la boquilla;

• Si la longitud de la boquilla se encuentra dentro de los límites de instalación del instrumento;

• Si la antena debe extenderse más allá de la boquilla;

• Si existen soldaduras, astillas o proyecciones internas;

• Si la conexión de proceso cumple con los requisitos de presión, temperatura y material.

10. ¿Cómo se deben gestionar el polvo, la condensación y el acumulado en la antena?

El radar de espacio libre no entra en contacto con el material del proceso, pero la antena sigue estando expuesta a la atmósfera del recipiente. La presencia de polvo en gran cantidad, condensación o cristalización puede reducir progresivamente la calidad del eco.

Superficies lisas de la antena.

Diseños de lente o de PTFE pueden ayudar a reducir ciertos tipos de acumulación de polvo y condensado.

Posición de montaje adecuada.

Evite colocar la antena directamente en la zona con la mayor concentración de polvo o de chorro de vapor.

Purga con aire.

En casos de polvo abundante o cristalización, puede emplearse un sistema de purga con aire compatible.

Inspección periódica.

Establecer intervalos de inspección según la tasa real de acumulación, condensación y contaminación.

11. ¿Cómo deben protegerse las instalaciones exteriores y en entornos hostiles?

La instalación en campo también debe proteger los componentes electrónicos y las interfaces eléctricas.

• Seleccione una clasificación adecuada de protección de entrada para el entorno;

• Instale los racores de cableado y los tapones de entrada no utilizados correctamente;

• Evite que el agua de lluvia fluya directamente a lo largo del cable hacia el armario;

• Brinde puesta a tierra, protección contra sobretensiones y protección contra rayos cuando sea necesario;

• Utilice un protector solar si la exposición solar intensa podría provocar un calentamiento significativo de los componentes electrónicos;

• Instale el equipo para zonas peligrosas conforme a sus requisitos de certificación.

12. ¿Por qué debe verificarse la curva de eco tras la instalación?

Una lectura correcta de la corriente, por sí sola, no demuestra que la instalación mantenga su fiabilidad en todo el rango de medición. La curva de eco muestra la relación entre el eco real del producto y las reflexiones fijas procedentes de la instalación.

Durante la puesta en servicio, verifique los siguientes puntos:

• Si el eco real del líquido o material se identifica claramente;

• Si las paredes del recipiente, las boquillas o las estructuras internas generan ecos falsos intensos;

• Si los niveles mínimo y máximo se mantienen dentro del rango de medición válido;

• Si el rango de medición y las unidades de medida están configurados correctamente.

• ¿Se ajustan el amortiguamiento y el seguimiento de ecos a la dinámica real del proceso?

• ¿Coincide la salida de 4-20mA, HART o RS485 con el sistema de control?

13. ¿Cómo se deben interpretar las especificaciones técnicas típicas?

Los siguientes valores se destinan únicamente como referencia general de selecciónpara instrumentos industriales de nivelación por radar y no deben considerarse especificaciones universales para todos los modelospara instrumentos industriales de nivelación por radar, y no deben considerarse especificaciones universales para todos los casos METRAVON modelo.

Preguntas frecuentes: Aplicaciones e instalación de medidores de nivel por radar

P1: ¿En qué industrias se utilizan comúnmente los medidores de nivel por radar?

R: Las industrias típicas incluyen el petróleo y el gas, la petroquímica, la generación de energía, el cemento, el acero, el carbón, los recursos hídricos, el monitoreo ambiental, el almacenamiento de granos, así como otras aplicaciones de tanques y silos.

P2: ¿El radar puede medir medios corrosivos?

R: Sí, siempre que el material de la antena, el sello del proceso, la clasificación por temperatura, la clasificación por presión y la configuración general del instrumento sean adecuados para dicho medio.

P3: ¿Debería?80GHz¿Se utiliza siempre un radar para silos muy cargados de polvo?

A: No de forma automática.80GHz El radar de haz estrecho suele desempeñarse bien en silos complejos, pero el rendimiento real frente al polvo también depende de la acumulación de polvo en la antena, la reflectividad del material, el procesamiento de la señal y la instalación.

P4: ¿Debe instalarse el radar a una distancia de un sexto del diámetro de la nave desde la pared?

A: No. No se debe considerar que un sexto sea una regla universal. La posición de montaje debe determinarse en función del ángulo del haz, la geometría de la nave, las conexiones del proceso y las obstrucciones internas.

P: ¿Debe instalarse el radar siempre fuera del centro del buque?

R: No. La idoneidad de una instalación en el centro depende de la forma del techo y de la geometría interna del buque. Los techos abovedados y las estructuras complejas pueden generar reflexiones por múltiples trayectorias, mientras que un buque de diseño sencillo puede funcionar correctamente con un radar instalado en el centro.

P: ¿Una agitación intensa siempre requiere un pozo de estabilización?

R: No. En primer lugar, deben optimizarse la posición de montaje y la configuración de la señal. Los pozos de estabilización o las cámaras de derivación pueden resultar útiles en aplicaciones con líquidos adecuados cuando la geometría del radar y la del tubo son compatibles.

P: ¿Debe la antena del radar estar perfectamente vertical?

R: El requisito principal es que el haz del radar esté dirigido hacia una superficie representativa del producto. En el caso de líquidos, la medición se realiza habitualmente en dirección vertical descendente; en aplicaciones específicas con sólidos en estado libre, puede emplearse un ángulo de antena ajustado.

Q8: ¿Por qué se debe verificar la curva de eco tras la instalación?

A: La curva de eco revela la relación entre la señal real del producto y la interferencia fija, proporcionando más información sobre la calidad de la instalación a largo plazo que el valor de nivel actual por sí solo.

P9: ¿Puede un medidor de nivel por radar conectarse directamente a un PLC o a un sistema DCS?

A: Sí. Dependiendo del modelo, se pueden utilizar 4-20mA, HART o RS485/Modbus, siempre que las interfaces del instrumento y del sistema de control sean compatibles.

Q10: ¿Qué información necesita METRAVON SEP para la selección del nivel de radar?

R: Por favor, proporcione la industria, el tipo de medio (líquido o sólido), la distancia máxima de medición, las dimensiones del tanque o silo, las estructuras internas, la temperatura, la presión, las condiciones de vapor o polvo, la conexión al proceso, el caudal requerido y los requisitos para zonas peligrosas.

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

ConclusiónLos medidores de nivel por radar se utilizan ampliamente en las industrias petroquímica, de energía, de cemento, de acero, de carbón, de agua, ambiental y de manejo de materiales a granelSu principio de medición sin contacto ayuda a reducir el mantenimiento asociado a la corrosión, la contaminación y el desgaste mecánico, al tiempo que ofrece una amplia gama de configuraciones para procesos exigentes.

La instalación exitosa depende demanteniendo un trayecto de haz claro, seleccionando un punto de medición representativo, evitando flujos de llenado directo y perturbaciones severas, y abordando adecuadamente la geometría de la boquilla, la configuración de la antena, la protección ambiental y las condiciones del procesoLas normas fijas, como «un sexto del diámetro del recipiente» o «no instalar en el centro», no deben aplicarse de forma universal. Los medidores de nivel por radar

METRAVON Los medidores de nivel por radar pueden configurarse con distintas frecuencias, antenas, rangos de medición y interfaces de salida, en función del medio, la geometría del tanque o silo, las condiciones del proceso y los requisitos del sistema de control. La selección adecuada, la instalación correcta y el diagnóstico de ecos son fundamentales para garantizar mediciones de nivel estables a largo plazo.