Ultrasonido, radar o presión diferencial: guía de selección

1. ¿Cuál es la diferencia entre un medidor de nivel ultrasónico y un medidor de nivel por radar?

: Tanto los medidores de nivel ultrasónicos como los medidores de nivel por radar pueden utilizarse para la medición del nivel, pero emplean señales de medición distintas.

: Un medidor de nivel ultrasónico emite ondas ultrasónicas y mide el tiempo que tardan dichas ondas en recorrer el trayecto desde el sensor hasta la superficie del líquido y luego en reflejarse; a continuación, calcula el nivel del líquido basándose en este tiempo de propagación.

: Un medidor de nivel por radar utiliza ondas electromagnéticas de microondas para realizar mediciones. Las ondas radar se transmiten desde el instrumento hacia la superficie del líquido, se reflejan en dicha superficie y son recibidas por el instrumento, el cual calcula entonces la distancia hasta la superficie del líquido.

Por lo tanto, la diferencia más fundamental entre ambas tecnologías puede resumirse de la siguiente manera:

Los medidores de nivel ultrasónicos utilizan ondas sonoras, mientras que los medidores de nivel por radar emplean microondas.

Las ondas ultrasónicas presentan características como una buena direccionalidad y propagación direccional; por ello, se utilizan ampliamente cuando el rango de medición es relativamente pequeño y el entorno del sitio es relativamente sencillo.

No obstante, la propagación ultrasónica depende de un medio de transmisión; por ello, los medidores de nivel ultrasónicos no pueden funcionar correctamente en vacío. Si existe una gran cantidad de vapor dentro del recipiente o si hay una espuma significativa en la superficie del líquido, la propagación de las ondas ultrasónicas y la recepción del eco también pueden verse afectadas, lo que puede influir en el resultado de la medición.

Los medidores de nivel por radar utilizan ondas electromagnéticas y no dependen del aire como medio de propagación.Por lo tanto, pueden utilizarse en entornos de vacío y, en general, ofrecen una gama más amplia de aplicaciones en condiciones operativas complejas que incluyen gases, vapor y factores similares.

: En comparación con los medidores de nivel ultrasónicos, los medidores de nivel por radar suelen ofrecer un rango de medición más amplio y, con frecuencia, una mayor precisión de medición; no obstante, su precio es relativamente más elevado.Al mismo tiempo, también debe tenerse en cuenta la constante dieléctrica del medio medido al utilizar un medidor de nivel por radar, ya que la capacidad del medio para reflectar las ondas de radar influye en el rendimiento de la medición.

2. ¿Cómo debe elegirse el medidor cuando estén presentes espuma, vapor o vacío?

Las condiciones del sitio constituyen una base importante para seleccionar entre medidores de nivel ultrasónicos y medidores de nivel por radar.

Si existe espuma en la superficie del líquido, las ondas ultrasónicas pueden reflejarse en dicha superficie, lo que genera una diferencia entre la distancia medida y el nivel real del líquido.

Cuando se encuentra una gran cantidad de vapor dentro del recipiente, la propagación ultrasónica también puede verse afectada.

Este efecto es aún más evidente en un entorno de vacío, ya que las ondas ultrasónicas requieren un medio de propagación, mientras que las ondas sonoras no pueden propagarse normalmente en un vacío.

Por lo tanto, si el sitio presenta las siguientes condiciones:

• Amplio rango de medición;

• Vapor significativo;

• Espuma;

• Condiciones de operación en vacío;

• Requisitos de alta precisión en la medición;

, se puede considerar que el medidor de nivel por radar constituye una opción prioritaria.

: Si el rango de medición es relativamente pequeño, las condiciones ambientales son sencillas y no existen factores evidentes como vapor, espuma o vacío, se puede considerar el uso de un medidor de nivel ultrasónico.

Comparación entre medidores de nivel ultrasónicos y medidores de nivel por radar;

3. ¿Cuál es la diferencia entre un medidor de nivel por radar y un medidor de nivel por presión diferencial?

Los medidores de nivel por radar y los medidores de nivel por presión diferencial se utilizan ampliamente para la medición de niveles en aplicaciones industriales; no obstante, sus principios de medición son completamente distintos.

Un medidor de nivel por radar determina el nivel del líquido midiendo la distancia entre el instrumento y la superficie del líquido.

: Un medidor de nivel de presión diferencial mide la presión o la diferencia de presión generada por la columna de líquido y, a continuación, convierte dicha variación de presión en nivel de líquido.

Por lo tanto, puede entenderse de manera sencilla como:

Un medidor de nivel por radar mide la «distancia», mientras que un medidor de nivel por presión diferencial mide la «presión».

Los medidores de nivel por presión diferencial se han utilizado durante mucho tiempo y siguen siendo muy comunes en numerosas aplicaciones industriales tradicionales. Su estructura es relativamente sencilla, su funcionamiento es fiable, su respuesta es rápida, y su mantenimiento y operación también resultan bastante convenientes.

No obstante, dado que el medidor de nivel de presión diferencial primero mide la presión y luego la convierte en nivel de líquido, las condiciones del lugar pueden influir en el resultado de la medición.

Por ejemplo:

• Fuga en la tubería;

• Condensación;

• Bajas temperaturas invernales;

• Espuma;

• Gas;

• Líquidos viscosos;

Todos estos factores pueden afectar la estabilidad de la medición del nivel mediante presión diferencial.

Especialmente en entornos de baja temperatura, se debe prestar atención al aislamiento o al calentamiento de las líneas de impulso de presión para evitar que el congelamiento afecte la medición.

4. ¿Cómo elegir entre un medidor de nivel por radar y un medidor de nivel por presión diferencial?

La ventaja de un medidor de nivel por radar radica en que permite medir la superficie del líquido mediante un método sin contacto y, en general, presenta una mayor adaptabilidad a medios complejos y a condiciones ambientales variadas.

El medidor de nivel por presión diferencial es una tecnología tradicional de medición de nivel basada en la presión, que cuenta con aplicaciones consolidadas en la producción industrial convencional y en el control de procesos.

No existe ninguna superioridad ni inferioridad absoluta entre ambos dispositivos.

Comparación entre el medidor de nivel por radar y el medidor de nivel por presión diferencial;

— Si el medio es volátil o tóxico, o si se desea reducir el contacto directo y el mantenimiento de las tuberías, puede considerarse el uso de un medidor de nivel por radar.

Si se trata de un proceso industrial tradicional y el sitio ya cuenta con un método maduro para la medición de presión diferencial, se puede seguir utilizando un medidor de nivel de presión diferencial.

5. ¿Cómo se deben seleccionar los tres tipos de medidores de nivel?

En proyectos reales, el precio no debe ser el único factor que se considere; antes que nada, deben evaluarse las condiciones del sitio.

: Para tanques de agua comunes o tanques de almacenamiento con una distancia de medición relativamente corta y sin grandes cantidades de vapor o espuma, puede considerarse un medidor de nivel ultrasónico.

: Si la distancia de medición es relativamente larga, o si se presentan condiciones complejas (como vapor, espuma o vacío), puede considerarse un medidor de nivel por radar.

Si el proyecto emplea un método tradicional de medición de presión y las condiciones operativas son adecuadas para calcular el nivel del líquido mediante la presión o la presión diferencial, se puede considerar el uso de un medidor de nivel de presión diferencial.

Antes de realizar la compra, se recomienda confirmar la siguiente información:

• Medio medido;

• Rango de medición;

• Presencia de espuma;

• Presencia de vapor o gas;

• Si se trata de un entorno de vacío;

• Si el medio es viscoso;

• Temperatura ambiente y del medio;

• Método de instalación;

• Requisitos de precisión de medición;

• Presupuesto del proyecto.

: Preguntas frecuentes;

: Pregunta 1: ¿Pueden tanto los medidores de nivel ultrasónicos como los medidores de nivel por radar utilizar mediciones sin contacto? ¿Por qué son tan diferentes sus condiciones de operación?

: Aunque ambos pueden instalarse por encima de la superficie del líquido, utilizan señales de propagación distintas.La medición ultrasónica se basa en ondas sonoras que se propagan a través del gas; por lo tanto, las condiciones del vapor o del gas, los cambios de temperatura y el vacío pueden influir en las condiciones de medición. El radar utiliza ondas electromagnéticas y no depende del aire para su propagación; por ello, puede adaptarse generalmente a entornos más complejos.

Pregunta 2: ¿Debe seleccionarse siempre un medidor de nivel por radar para líquidos que contengan espuma?

No necesariamente. La espuma puede afectar significativamente los eco ultrasonicos, pero la medición por radar también puede verse influenciada por las características de la espuma. Durante la selección del modelo, es necesario conocer el grosor y la estabilidad de la espuma, así como determinar si la medición requerida se refiere a la superficie de la espuma o a la superficie real del líquido. No se debe asumir que el radar puede penetrar en todos los tipos de espuma.

Q3: ¿Por qué al seleccionar un medidor de nivel por radar debe tenerse en cuenta la constante dieléctrica?

La medición por radar se basa en la reflexión de microondas desde la superficie del medio; las propiedades dieléctricas del medio influyen en la intensidad del eco. Cuando la señal reflejada es débil, también puede verse afectado el rango de medición efectivo y la estabilidad de la medición.Por lo tanto, al adquirir un medidor de nivel por radar, se debe proporcionar información sobre el medio medido además del rango requerido.

Q4: ¿Por qué un medidor de nivel de presión diferencial no mide directamente el nivel del líquido?

Un medidor de nivel de presión diferencial detecta efectivamente la presión o la diferencia de presión generada por la columna de líquido y luego convierte dicha señal de presión en el nivel del líquido; por ello, se trata de un método de medición indirecta del nivel.Los cambios en la tubería de impulso de presión, la condensación, las fugas o las condiciones del medio pueden afectar la lectura final del nivel líquido.

P5: Bajo qué condiciones es más adecuado utilizar un medidor de nivel ultrasónico que un medidor de nivel por radar?

: Cuando la distancia de medición es relativamente corta, el sitio opera a temperatura y presión normales, no existe una gran cantidad de vapor, espuma o vacío, y el presupuesto es relativamente sensible, el medidor de nivel ultrasónico suele ser una opción práctica. No es necesario emplear radar en todas las aplicaciones sencillas únicamente porque el radar ofrece una gama más amplia de condiciones de operación adecuadas.

Q6: ¿Cómo elegir entre un medidor de nivel por radar y un medidor de nivel de presión diferencial?

Si se prefiere la medición sin contacto, es necesario reducir el mantenimiento de la línea de impulso de presión; asimismo, si el entorno presenta medios y condiciones ambientales relativamente complejos, puede considerarse el uso de un nivelómetro por radar. Cuando el proyecto forma parte de un proceso industrial tradicional ya consolidado, que cuenta con un sistema existente y estable de medición de presión y de toma de presión, el nivelómetro de presión diferencial sigue siendo una solución habitual.Ambos deben seleccionarse en función de las condiciones reales del sitio, en lugar de basarse únicamente en la comparación de la precisión o del precio.

Q7: ¿Por qué la operación a baja temperatura requiere atención especial al utilizar un medidor de nivel de presión diferencial?

La medición del nivel de presión diferencial suele requerir la utilización de líneas de impulso de presión. Bajo las bajas temperaturas invernales, debe prestarse atención al congelamiento del líquido dentro de las tuberías, a la condensación y al aislamiento térmico.De otro modo, puede producirse una transmisión de presión anormal que afecte la medición del nivel. Por ello, en los proyectos de baja temperatura es necesario considerar no solo el transmisor en sí, sino también todo el sistema de instalación.

Q8: ¿Qué información mínima sobre el sitio debe proporcionarse antes de adquirir estos tres tipos de medidores de nivel?

Como mínimo, debe confirmarse el medio medido, el rango de medición, la temperatura, la presión, así como si se encuentra vapor, espuma o vacío; asimismo, debe determinarse el método de instalación. Para los medidores de nivel por radar, también debe proporcionarse información sobre el medio para evaluar las características de reflexión del radar. Para los medidores de nivel por presión diferencial, deben especificarse también las condiciones del punto de medición de presión y del sistema de tuberías.

Resumen;

Los medidores de nivel ultrasónicos, los medidores de nivel por radar y los medidores de nivel de presión diferencial son instrumentos comunes utilizados para la medición de niveles en entornos industriales.

Medidores de nivel ultrasónicos;Estos instrumentos utilizan principalmente el tiempo de propagación de las ondas sonoras para realizar mediciones y son adecuados para aplicaciones con rangos de medición relativamente cortos y condiciones de instalación relativamente sencillas.

Medidores de nivel por radarEl uso de microondas para la medición de distancia generalmente ofrece un rango de medición más amplio y permite adaptarse a condiciones industriales más complejas, como condiciones de vapor o de vacío; no obstante, su precio suele ser más elevado, y también debe tenerse en cuenta la constante dieléctrica del medio.

Medidores de nivel de presión diferencial;Calcula el nivel de líquido basándose en la presión o en la diferencia de presión.La tecnología es madura y se utiliza ampliamente en la medición tradicional del nivel en aplicaciones industriales; no obstante, es necesario prestar atención a factores como la tubería, la condensación, las fugas y las bajas temperaturas.

Por ello, la elección del medidor de nivel debe determinarse de manera integral según el medio real, el rango de medición y las condiciones operativas del sitio, en lugar de limitarse a comparar simplemente qué tecnología es mejor.