Medición de nivel · Transmisores de nivel hidrostáticos
Transmisor de nivel hidrostático sumergible para tanques de agua, sumideros, depósitos y arquetas, de 1 m a 10 m de serie, con una sonda de grado de protección IP68.
XK-136P ·
Un transmisor de nivel hidrostático sumergible es la respuesta directa a una medición de nivel, y es el que menos le pide al recipiente. La sonda se deja caer al líquido en el extremo de su cable y se lee; no hay ningún montaje que preparar, ninguna alineación que ajustar y ningún camino despejado que mantener abierto. Lo que pide a cambio es un líquido de densidad conocida y estable, y un recipiente en el que se le pueda bajar.
Es también el único de las tres tecnologías de nivel habituales al que no le importa lo que esté haciendo la superficie, y eso es lo que lo convierte en el instrumento para un sumidero, una arqueta y un limnímetro de río.
La medición es la presión en el fondo del recipiente. Una columna de líquido ejerce en su base una presión que crece en proporción a su profundidad, a la densidad del líquido y a la gravedad, así que un sensor apoyado en el fondo ve una presión que sigue el nivel directamente. El transmisor convierte esa presión en un nivel una vez que se le ha dicho la densidad del medio.
Esa sola frase contiene a la vez la fortaleza y la debilidad del tipo. La fortaleza es que la presión es indiferente a la espuma, al vapor, a la condensación, a una superficie que oscila y a todo lo demás que perturba a un instrumento sin contacto. La debilidad es que la conversión depende de la densidad, así que el nivel que se informa vale tanto como la densidad que se haya supuesto. Un tanque que a veces contiene agua y a veces un fluido de proceso, o un líquido cuya densidad se mueve con la temperatura, darán dos niveles distintos a partir de una misma lectura de presión.
La sonda tiene que estar referenciada a algo, y ese algo es la atmósfera. Un tubo que corre por dentro del cable va desde el elemento sensor hasta el borne, donde se deja abierto al aire, de modo que la medición sea una presión manométrica y no una absoluta. Sin él, el instrumento leería también la presión del espacio de cabeza además de la profundidad del líquido, y la lectura se movería con el barómetro.
Eso convierte el cable en parte del instrumento y no en un accesorio, que es la razón de que el material suministre una longitud de cable ajustada al rango y de que valga la pena proteger el tubo de venteo durante la instalación. Un tubo doblado, pinzado o inundado produce una lectura de nivel que se va por motivos invisibles en el instrumento, y es uno de los pocos modos de fallo que introduce quien instala y no el proceso.
El rango se elige a partir de la profundidad que haya que medir, y la prueba útil no es la profundidad máxima sino el nivel normal: un rango muy superior a la función utiliza solo una fracción del alcance del instrumento y regala una resolución que se ha pagado. El material ofrece rangos estándar de un metro a diez metros, con la forma de salida de corriente disponible hasta 100 m y una construcción especial hasta 500 m.
Después se ajusta la sonda al medio. Los materiales estándar en contacto con el medio son un diafragma de 316L en un cuerpo de acero inoxidable 304 sobre un cable de goma, que sirve para agua, aguas residuales y aceites. Donde el medio los atacaría, el material ofrece una versión anticorrosión, y donde la temperatura supera el límite estándar ofrece una versión de alta temperatura. Como la sonda queda sumergida de forma permanente, esta cuestión de compatibilidad se decide antes que el rango o la exactitud, y no después.
El material da tres maneras de fijar la sonda, y la elección entre ellas tiene que ver con el agua y no con el instrumento. La inmersión directa sirve para líquido estático y limpio: la sonda se baja hasta justo por encima del fondo y el cable se asegura por encima de la superficie. Un tubo de amortiguación perforado es la respuesta en un sumidero sucio o de corriente rápida, donde mantiene los sólidos lejos de las tomas de presión y elimina el efecto de las olas y de la velocidad. Un bloque de fijación perforado en el fondo es la tercera, para un caudal lo bastante fuerte como para mover la sonda, ya que una sonda que no está vertical y quieta no lee la columna de líquido que tiene encima.
Esa preocupación es la práctica de este tipo. Una lectura que se mueve con el caudal y no con el nivel suele ser una entrada que descarga sobre la sonda, y el material ofrece tres remedios concretos para ello: dar otra forma a la entrada para que el chorro se rompa en gotas, orientar la entrada hacia arriba para que el agua gaste su energía en el aire, o proteger la sonda dentro de un tubo perforado.
Los límites se derivan del principio. Un transmisor manométrico solo no puede usarse en un recipiente cerrado o a presión, porque no hay atmósfera contra la que tomar referencia y la presión del espacio de cabeza se sumaría a la lectura; la respuesta ahí es una disposición diferencial. La lectura vale tanto como la densidad que se haya supuesto, algo que importa en un tanque que contiene más de un producto. Y la sonda tiene que ser compatible con el medio durante toda su vida, ya que está sumergida de forma continua y no ocasional.
El material deja además varias cifras sin cerrar. La temperatura de trabajo se da de dos maneras distintas en el mismo documento, de -10 a 40 °C en la tabla y de -20 a 40 °C en las tarjetas de pedido. La exactitud se da como clase en un sitio y como porcentaje de resolución en otro, que son magnitudes distintas. La sobrecarga se da como porcentaje sin indicar un tiempo. Y las salidas del instrumento de control se enuncian como cuatro relés, sin que se dé ninguna salida analógica ni de comunicación.
Los puntos que fijan la respuesta son el medio, su densidad y si alguna de las dos cambia; la profundidad máxima y los niveles más bajo y más alto en servicio; si el recipiente está abierto a la atmósfera; la compatibilidad química de los materiales en contacto con el medio y de los productos de limpieza que la sonda vaya a encontrarse; las temperaturas del medio y del ambiente, de trabajo y extremas; el rango y la longitud del cable, que se piden juntos; la salida necesaria y qué va a leerla; si la instalación solo mide o también acciona una bomba o una alarma; y cómo se tenderá y se prensará el cable. La descripción de un tanque y el medio bastan para una cotización orientativa. La cantidad, el puerto de destino y la fecha de entrega requerida completan la consulta.
Todos los valores siguientes proceden de la documentación de origen. Cuando un parámetro no figura en el material disponible, se marca como información requerida en lugar de estimarse.
| Rango | De 0 a 1 m, de 0 a 3 m, de 0 a 5 m y de 0 a 10 m de serie, y hasta 500 m bajo pedidoEstándar |
|---|---|
| Exactitud | Clase 0,5, con clase 0,2 bajo pedido; las tarjetas de pedido también indican una resolución del 0,5 %, que es una magnitud distinta de una clase de exactitud y no se concilia con ella en el materialInformación requerida |
| Deriva anual | ±0,2 % del fondo de escalaEstándar |
| Sobrecarga | 150 %Estándar |
| Tiempo de respuesta | T90 ≤1 msEstándar |
| Compensación de temperatura | 0 a 40 °CEstándar |
| Repetibilidad | No se indica en el materialInformación requerida |
| Salida | 4-20 mA de serie; 0-5 V y RS-485 bajo pedidoEstándar |
|---|---|
| Alimentación | 24 V CCEstándar |
| Cableado, salida de corriente | Dos hilos, un conductor lleva la alimentación y otro la señalEstándar |
| Cableado, salida de tensión | Tres hilos, con un conductor común además de la alimentación y la señalEstándar |
| Relés del instrumento de control | Cuatro contactos de relé; no se indica ninguna salida analógica ni de comunicación para el instrumentoEstándar |
| Alimentación del instrumento de control | 220 V, con una alimentación de 24 V al transmisorEstándar |
| Longitud de cable frente al rango | 5 m de cable para rangos de hasta 5 m, y un cable igual al rango a partir de 6 mEstándar |
| Salida frente al rango | La forma de 4-20 mA se ofrece de 1 m a 100 m; la forma de RS-485 se ofrece de 1 m a 15 mEstándar |
| Materiales en contacto con el medio | Diafragma de acero inoxidable 316L, cuerpo de acero inoxidable 304 y cable de gomaEstándar |
|---|---|
| Dimensiones de la sonda | 26 mm de diámetro por 110 mm de longitudEstándar |
| Sellado | Sellado en varias etapas y una construcción doblemente estanca, descritos en el materialEstándar |
| Tomas de presión | Cuatro tomas en disposición inclinada, descritas como diseñadas para no obstruirseEstándar |
| Cable | Flexible y estanco, apantallado, con tubo de venteoEstándar |
| Grado de protección | Sonda IP68, conjunto IP65Estándar |
| Temperatura de trabajo | El material da de -10 a 40 °C en su tabla y de -20 a 40 °C en las tarjetas de pedido, y se reproducen ambosInformación requerida |
| Temperatura del medio | De -20 a 40 °C en las tarjetas de pedido; el material indica que una temperatura superior exige una versión especialEstándar |
| Temperatura de almacenamiento | No se indica en el materialInformación requerida |
| Tamaño de panel | 160 × 80 mm, con un hueco de 152 × 76 mm y 84 mm de profundidadEstándar |
|---|---|
| Visualizador | Una columna luminosa y una lectura digital a la vezEstándar |
| Ajustes de alarma | Cuatro puntos, descritos como alto, alto-alto, bajo y bajo-bajoEstándar |
| Teclas | Ajuste, incremento, decremento y desplazamiento, con un interruptor de silencioEstándar |
| Funciones | Indicación de nivel, alarma de nivel y control de nivelEstándar |
| Disposición de control | El material muestra una disposición de llenado en la que se abre una válvula con nivel bajo y se cierra con nivel alto, y el mismo instrumento controlando un vaciadoEstándar |
| Modelo | Configuración | Rangos principales | Disponibilidad |
|---|---|---|---|
| XK-136P | Transmisor de nivel hidrostático sumergible con un diafragma de 316L en un cuerpo de acero inoxidable 304, sobre un cable ventilado, con opciones de salida de tensión y serie | De 0 a 1 m, de 0 a 3 m, de 0 a 5 m y de 0 a 10 m de serie, hasta 500 m bajo pedido; clase 0,5, clase 0,2 bajo pedido; 4-20 mA; 24 V CC; sonda IP68 y conjunto IP65 | Un solo modelo de transmisor. El instrumento de control que se ofrece junto a él no lleva designación de modelo en el material, así que queda recogido en la personalización y no como una segunda fila de modelo |
Las certificaciones solo se publican cuando puede presentarse una copia del certificado, por lo que esta sección está deliberadamente vacía en lugar de llenarse con homologaciones supuestas. Indíquenos qué homologaciones requiere su aplicación y confirmaremos cuáles están disponibles para este instrumento.
Los datos siguientes son necesarios para una especificación completa, pero no figuran en la documentación que se nos ha facilitado. Se enumeran en lugar de estimarse:
Primero el medio y su densidad, porque el instrumento mide presión y la convierte en nivel con esa densidad, así que un tanque que contiene productos distintos o un líquido cuya densidad se mueve con la temperatura no darán un nivel a partir de una sola calibración. Después la profundidad que haya que medir, que fija el rango y muestra qué parte del fondo de escala utiliza el nivel normal. Después si el recipiente está abierto a la atmósfera, ya que eso decide si basta una referencia ventilada o hace falta una disposición diferencial. Después la temperatura, la compatibilidad química de los materiales en contacto con el medio y si la lectura tiene que hacer algo (llenar, vaciar o alarmar) en lugar de solo mostrarse.
Mantiene el sensor referenciado a la atmósfera. El elemento que va dentro de la sonda mide la presión del líquido que tiene encima y, sin una referencia, estaría midiendo también la presión del aire del espacio de cabeza del recipiente y la presión barométrica del día, de modo que la lectura se movería con el tiempo que haga. El tubo de venteo corre por dentro del cable hasta el borne, donde se deja abierto al aire, lo que convierte la medición en una presión manométrica y, por tanto, en un nivel. Es además la única parte de la instalación que quien instala puede echar a perder con facilidad, ya que un tubo doblado, pinzado o inundado produce una lectura que se va por motivos difíciles de ver.
No como transmisor manométrico solo, porque un recipiente cerrado no tiene atmósfera contra la que tomar referencia y la presión del espacio de cabeza se sumaría a la lectura. Los recipientes cerrados y a presión se miden con una disposición diferencial que compara el fondo del tanque con su parte superior y anula la presión del espacio de cabeza. La forma descrita aquí es para un recipiente abierto o libremente ventilado, que es el caso de casi todas las funciones para las que se compra: un tanque de agua, un sumidero, una arqueta, un depósito o un río.
Nada, y esa es la ventaja de medir presión en lugar de distancia. El instrumento está en el fondo y lee el peso del líquido que tiene encima, así que la espuma, una superficie que oscila, los residuos flotantes y cualquier cosa girando en el tanque dejan la lectura esencialmente igual. Lo que sí la perturba es una entrada que descarga directamente sobre la sonda, porque eso añade presión de velocidad a la columna estática y aparece como una lectura que se mueve con el caudal. La respuesta es un arreglo de amortiguación, un escudo u otro punto de montaje, y el material da tres: un tubo perforado, un bloque de fijación en el suelo, o dar otra forma a la entrada para que el chorro no caiga sobre la sonda.
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