Inglés
Chino
Ruso
Portugués
Francés
Alemán
Indonesio
Tailandés
Vietnamita
Árabe
Italiano
Turco
Polaco
Japonés
La medición del nivel y del nivel del agua constituye una variable de proceso fundamental en la producción industrial, el tratamiento de aguas, el riego agrícola y el monitoreo de infraestructuras. Los datos de nivel fiables permiten el control de procesos, la protección de equipos, la gestión de alarmas y el monitoreo remoto.
Un transmisor de nivel ultrasónico permite realizar mediciones sin contacto mediante la instalación del sensor por encima de la superficie del líquido. Dado que el elemento sensor normalmente no necesita permanecer sumergido en el medio, esta tecnología se utiliza ampliamente en aplicaciones relacionadas con el agua, aguas residuales, tanques, reservorios y ciertos líquidos químicos.
1. ¿Cómo funciona un transmisor de nivel ultrasónico?
Un transmisor de nivel ultrasónico determina la distancia hasta la superficie de un líquido midiendo el tiempo de propagación de un pulso ultrasónico a través del aire. El sensor emite un pulso ultrasónico hacia la superficie del líquido. La onda sonora se refleja en dicha superficie y regresa al sensor.
Distancia = Velocidad del sonido × Tiempo de ida y vuelta ÷ 2
Cuando se conoce la altura de referencia de la instalación o la altura del tanque, el nivel real del líquido puede calcularse según la siguiente fórmula:
Nivel del líquido = Altura de referencia − Distancia medida
El instrumento, por tanto, mide primero la distancia y luego convierte ese valor de distancia en el nivel de líquido o de agua, según los parámetros de instalación configurados.
El pulso ultrasónico se propaga principalmente a través del espacio de aire situado entre el sensor y la superficie del líquido. No mide el nivel transmitiendo el sonido a través del propio líquido.
2. Principales características de la medición de nivel por ultrasonidos
Medición sin contacto
El sensor se instala normalmente por encima del líquido, reduciendo así la exposición directa a la corrosión, la contaminación y los sedimentos.
Monitoreo continuo del nivel
Se pueden proporcionar valores de nivel continuos para el monitoreo del proceso, activación de alarmas, control y adquisición remota de datos.
Integración del sistema
Según el modelo, las interfaces pueden incluir señales de 4-20mA, RS485, Modbus RTU y salidas de relé.
No cuenta con partes móviles mecánicas.
La medición no depende de flotadores, brazos mecánicos ni otros mecanismos de detección en movimiento.
Adecuado para múltiples líquidos.
Las aplicaciones incluyen agua, aguas residuales y aceites seleccionados o líquidos químicos, según las condiciones del proceso.
3. Parámetros técnicos principales.
Las especificaciones técnicas varían en función del rango de medición, el diseño del transductor, la configuración de la salida y los requisitos ambientales. El modelo final debe seleccionarse según las condiciones reales de instalación.
| Parámetro | Descripción |
|---|---|
| Principio de medición | Tiempo de vuelo ultrasónico |
| Tipo de medición | Medición continua sin contacto |
| Rango de medición | Se selecciona según el modelo y la distancia de medición requerida |
| Precisión de medición | Depende del modelo,Rango y condiciones de aplicación: |
| Zona muerta; | Depende del diseño del transductor y del rango de medición; |
| Fuente de alimentación; | Depende del modelo seleccionado; |
| Señal de salida | 4-20mA,RS485 u otras opciones disponibles según el modelo; |
| Protocolo de comunicación; | Modbus RTU disponible en los modelos digitales correspondientes; |
| Compensación de temperatura; | Disponible habitualmente en los modelos industriales de ultrasonido; |
| Consumo de energía; | Depende de la configuración de alimentación y de salida; |
| Clase de protección; | Se selecciona según los requisitos de instalación interior o exterior; |
| FuncionamientoTemperatura | Depende del modelo seleccionado |
| Instalación | Conexión roscada, soporte de montaje u otra estructura |
| Material del sensor / carcasa | Seleccionado según el medio y las condiciones ambientales |
| Material del cable | Depende de la estructura del sensor y del entorno de instalación. |
Para un caso específico METRAVON Transmisor de nivel ultrasónico El rango de medición, la precisión, la fuente de alimentación, la clasificación de protección y la interfaz de señal deben verificarse en la ficha técnica correspondiente del producto.
4. Aplicaciones típicas
Monitoreo a nivel industrial
Las aplicaciones típicas incluyen tanques de agua industriales, tanques de proceso y cecas de aguas residuales, reservorios de agua limpia, tanques de recolección, estaciones de bombeo y sistemas de tratamiento de agua bruta.
Los señales de nivel pueden conectarse a PLC s o sistemas de control para su monitoreo continuo. Alertas y control de la bomba.
Monitoreo del nivel de agua agrícola.
Las aplicaciones incluyen tanques de riego, reservorios agrícolas y cecas de almacenamiento de agua. canales abiertos y tanques de almacenamiento para fertirrigación.
Cuando se combinan con registradores de datos y dispositivos de comunicación, La información sobre el nivel del agua puede monitorearse de forma remota.
Monitoreo del drenaje urbano y de inundaciones viales.
Los sensores ultrasónicos pueden utilizarse en vías de baja cota, pasos inferiores y canales de drenaje. pozos de aguas pluviales y sistemas de drenaje urbano.
Los datos de medición pueden respaldar alarmas por inundación, el control de bombas de drenaje y el monitoreo remoto.
Arquitectura típica de monitoreo remoto:
Transmisor ultrasónico de nivel → Registrador de datos → 4G / LoRa WAN → Plataforma de monitoreo remoto
En aplicaciones agrícolas, los transmisores ultrasónicos de nivel se utilizan principalmente para el monitoreo del nivel de agua o de líquidos. No están destinados a la medición directa de la humedad del suelo. La humedad del suelo debe medirse utilizando un sensor de humedad de suelo específico.
5. Factores que afectan la medición de nivel por ultrasonidos.
: Espuma.
La espuma espesa puede absorber o debilitar el eco ultrasónico.
Vapor y vapor: el vapor a alta temperatura puede afectar la propagación de las ondas sonoras.
Temperatura
La temperatura del aire afecta a la velocidad del sonido, por lo que se utiliza habitualmente una compensación por temperatura.
Movimiento de la superficie
Una agitación intensa o un flujo entrante rápido pueden generar ecos inestables.
Obstrucciones: Los tubos, escaleras, vigas y otras estructuras internas pueden generar ecos no deseados.
6. Cómo seleccionar un transmisor ultrasónico de nivel
| Ítem de selección | Información para confirmar |
|---|---|
| Medio medido | Agua, aguas residuales, aceite o líquido químico |
| Distancia máxima de medición | Distancia entre el sensor y el nivel de líquido más bajo previsto |
| Nivel máximo de líquido | Confirmar que el nivel más alto se mantiene fuera de la zona muerta |
| Condiciones del proceso | Espuma, vapor, variaciones de temperatura y movimiento de la superficie |
| Entorno de instalación | Interior, exterior, tanque,reservorio o canal abierto |
| Señal de salida | 4-20mA o RS485 |
| Comunicación | Si se requiere Modbus RTU |
| Integración del sistema | PLC, RTU, SCADA, registrador de datos o plataforma IoT |
| Requisitos de protección | Seleccionado según el entorno del sitio |
En los proyectos de monitoreo remoto, también deben considerarse las interfaces de comunicación y la posible expansión del sistema en el futuro. Esto permite que el transmisor de nivel se integre de forma más sencilla con la infraestructura de automatización y de IoT ya existente.
Preguntas frecuentes
P1: ¿Un transmisor de nivel ultrasónico necesita entrar en contacto con el líquido?
A1: No. El sensor se instala normalmente por encima de la superficie del líquido y mide la distancia mediante el tiempo de propagación de un pulso ultrasónico.
P2: ¿Un transmisor de nivel ultrasónico puede utilizarse para medir aguas residuales?
A2: Sí. Puede utilizarse en numerosas aplicaciones relacionadas con aguas residuales, aunque es necesario evaluar el comportamiento de la espuma, el vapor y el movimiento superficial.
Q3: ¿Los sensores ultrasónicos pueden medir el nivel de agua en tanques?
A3: Sí. Los tanques de agua, los reservorios y los tanques de almacenamiento son aplicaciones comunes.
Q4: ¿Un transmisor de nivel ultrasónico puede utilizar el estándar RS485?
A4: Algunos modelos industriales ofrecen comunicación RS485 y son compatibles con Modbus RTU.
Q5: ¿Por qué se requiere la compensación de temperatura?
A5: La temperatura del aire afecta a la velocidad del sonido. La compensación por temperatura ayuda a reducir el error de medición de distancia resultante.
Q6: ¿Afecta la espuma a la medición de nivel ultrasónica?
A6: Sí. La espuma gruesa puede reducir la intensidad de la señal ultrasónica reflejada y debe evaluarse durante la selección.
Q7: ¿Se pueden utilizar transmisores de nivel ultrasónicos en exteriores?
A7: Sí. El grado de protección y la estructura de instalación deben seleccionarse según las condiciones de lluvia, temperatura y del sitio.
Q8: ¿Puede un transmisor de nivel ultrasónico conectarse directamente a un PLC?
A8: Sí.Dependiendo de la interfaz de entrada del PLC, se pueden utilizar 4-20mA o la comunicación RS485 Modbus.
– Conclusión.
Un transmisor de nivel ultrasónico es un instrumento de medición continua de nivel sin contacto, basado en la tecnología de tiempo de vuelo ultrasónico. Puede aplicarse en tanques industriales, sistemas de tratamiento de agua, almacenamiento de agua para riego y monitoreo de inundaciones urbanas.
El éxito de la aplicación depende del rango de medición, la zona muerta, la espuma, el vapor, la temperatura, las condiciones entre el líquido y la superficie, la posición de instalación y la interfaz de señal. METRAVON Los productos de medición de nivel por ultrasonidos pueden integrarse con PLC s, RTUs, sistemas de adquisición de datos y plataformas remotas de monitoreo IoT, según los requisitos del proyecto, que brindan soporte a sistemas de monitoreo de nivel compatibles y escalables.
