Qué es un medidor de nivel por radar
Un medidor de nivel por radar envía microondas hacia la superficie de un líquido o de un sólido y cronometra el retorno. Como el tiempo de vuelo se convierte en una distancia y la geometría del tanque en un nivel, el instrumento mide sin tocar el contenido. Eso es lo que lo convierte en la respuesta práctica en tanques que contienen material corrosivo, higiénico, viscoso o caliente, y en silos donde el polvo dejaría fuera de juego a un dispositivo óptico o mecánico.
Al radar no le afectan las cosas que perturban a las ondas de sonido. El vapor, las estratificaciones de temperatura y, en buena parte, la presión atmosférica no cambian la velocidad de la medición como cambian la del sonido, y por eso el radar ha desplazado a los instrumentos ultrasónicos en muchas funciones de vapor y condensado. Lo que sí le afecta es cuánta energía de microondas regresa, y eso depende sobre todo de la constante dieléctrica del material y del estado de su superficie.
Hay dos familias de uso común. El radar de espacio libre irradia desde una antena montada en el techo del tanque y no toca nada. El radar de onda guiada envía la señal por una sonda que llega hasta el producto, lo que encaja con medios de baja constante dieléctrica, tanques estrechos y superficies agitadas, a cambio de una sonda en contacto con el medio que el proceso puede ensuciar o recubrir.
Cómo mide un medidor de nivel por radar
El instrumento mide el tiempo de vuelo. Se transmite un pulso corto o un barrido de frecuencia, se refleja en la superficie y se recibe, y el tiempo transcurrido da la distancia. El nivel se deriva de esa distancia y de la posición conocida del plano de referencia, y por eso la altura del tanque y las dimensiones de la boquilla forman parte de la especificación y no son un detalle del emplazamiento.
La fuerza del eco depende del contraste de constante dieléctrica entre el material y el espacio que hay por encima. Un material con una constante dieléctrica alta refleja con fuerza y es fácil de ver. Un material de constante dieléctrica baja devuelve poca energía, así que la elección se inclina hacia una sonda de onda guiada o una antena más enfocada, y hacia asegurar que llegue a la superficie la mayor cantidad posible de la energía transmitida.
La otra mitad del problema es todo lo demás que hay dentro del tanque. Una pala de agitador, un serpentín de calefacción, un deflector, un chorro de llenado y la condensación en la antena producen cada uno sus propios reflejos, y un receptor no puede distinguir un eco falso de uno real solo por su intensidad. El análisis y la cartografía de la curva de eco son lo que los suprime, y funcionan mejor cuando quien instala sabe qué hay dentro del recipiente. Por eso los elementos internos pertenecen a la consulta.
Opciones de configuración
La mayor parte de la especificación viene determinada por estas decisiones y no por la clase de exactitud. Cada una condiciona la siguiente, y por eso se resuelven en orden.
| Configuración | Opciones a definir | Qué decide realmente |
| Principio de medición | Radar de espacio libre o radar de onda guiada | Si el instrumento toca el medio y qué bien se defiende ante reflexiones débiles, espuma y movimiento de la superficie. |
| Forma de la antena o de la sonda | Formas de bocina, de lente, de varilla y de cable, en distintos tamaños | El ángulo del haz y, por tanto, cuánta parte de la estructura interna del tanque entra en el haz y puede generar un eco falso. |
| Banda de frecuencia | Las bandas de radar que ofrece la familia de instrumentos | Con qué estrechez puede enfocarse el haz a partir de un tamaño de antena dado, algo que importa en recipientes altos o con obstáculos. |
| Salida y protocolo | 4-20 mA, HART, Modbus y otros buses | Qué lee el nivel y si el instrumento puede configurarse y diagnosticarse de forma remota. |
| Alimentación y cableado | Dos hilos alimentados por el bucle o cuatro hilos con alimentación separada | Si el bucle existente puede alimentar el instrumento y cuánto cableado necesita la instalación. |
| Conexión al proceso y materiales | Rosca, brida o racor higiénico, y los materiales en contacto con el medio | El ajuste mecánico, el método de sellado y la compatibilidad con el medio y con la limpieza. |
| Carcasa y clasificación de área | Material de la carcasa, grado de protección, aprobación para área clasificada y diseño higiénico | Dónde puede instalarse el instrumento y si puede lavarse o limpiarse en el lugar. |
| Configuración y visualización | Indicador integrado, configuración remota o acceso por software y por radio | El esfuerzo de puesta en marcha y si alguien tiene que leer un valor en el recipiente. |
Cómo elegir un medidor de nivel por radar
| Criterio | Por qué decide la respuesta | Cómo resolverlo antes de consultar |
|---|
| Constante dieléctrica del material | Fija cuánta energía regresa y, por tanto, si una antena de espacio libre puede ver la superficie siquiera | Indique el nombre del producto y, cuando se conozca, su constante dieléctrica. No dé por supuesto que un material refleja bien porque parezca sólido. |
| Alcance de medición, distancia de bloqueo y nivel más bajo | El extremo superior y el inferior del rango utilizable los fijan la antena y la conexión, no la altura del tanque por sí sola | Indique la altura del tanque y el nivel mínimo y máximo que de verdad hay que medir, y no solo las dimensiones del recipiente. |
| Geometría del tanque y elementos internos | Los agitadores, los serpentines, los deflectores y los puntos de llenado reflejan, y hay que decirle al receptor qué debe ignorar | Envíe un croquis del recipiente y de su interior, y diga por dónde entra la línea de llenado. |
| Estado de la superficie | La espuma, las olas, la condensación y los depósitos cambian tanto el eco como la capacidad de la antena para transmitir | Describa qué hace la superficie en servicio, incluso durante el llenado y en cualquier función con espuma. |
| Atmósfera por encima del producto | El vapor, el polvo y la presión y la temperatura del espacio que hay sobre el líquido o el sólido afectan a la antena y al sellado | Indique el vapor o el polvo presentes, y la presión y la temperatura del espacio de vapor. |
| Conexión al proceso y materiales | Fija el ajuste mecánico y la compatibilidad y, a menudo, el tamaño de antena que pasa físicamente por la boquilla | Indique el tamaño y la norma de la boquilla y el material de construcción del tanque. |
| Salida, alimentación del bucle e integración | El bucle existente y el sistema receptor deciden la salida y la disposición del cableado | Nombre qué lee el nivel y si el bucle puede alimentar el instrumento. |
| Facilidad de limpieza y clasificación de área | Estas cambian la carcasa y el racor y, en funciones higiénicas, también la superficie de la antena | Indique los requisitos de limpieza en el lugar y la clasificación de área. |
Las alternativas más cercanas
Estos son los tipos a los que normalmente se refiere una consulta por un medidor de nivel por radar, y el punto en el que la elección se decide realmente.
| Alternativa más cercana | Qué la diferencia del radar |
| Medidores de nivel ultrasónicos | Usa sonido en lugar de microondas y normalmente cuesta menos. La velocidad del sonido cambia con la temperatura, la composición del vapor y la presión, así que el vapor, las estratificaciones y el vacío degradan la lectura de formas que no afectan al radar. Donde nada de eso está presente, el ultrasónico suele ser la elección más económica. |
| Transmisores de nivel por radar | El mismo principio de radar aplicado a lo largo de una sonda y no a través del aire, lo que estabiliza la lectura en productos de baja constante dieléctrica, en recipientes estrechos y en superficies agitadas. Exige una sonda en contacto con el medio, así que el recubrimiento y la suciedad pasan a ser consideraciones nuevas. |
| Sensores de nivel capacitivos | Mide el cambio de capacidad a medida que el producto sube entre la sonda y la pared. Sencillo y económico, y viable con constantes dieléctricas bajas, pero la lectura depende de las propiedades del producto, así que un cambio de medio o de contenido de humedad suele obligar a recalibrar. |
| Transmisores de nivel hidrostáticos | Deduce el nivel a partir de la presión de la columna de líquido. Sencillo, bien entendido y económico, pero el resultado es en realidad una presión, así que un cambio de densidad cambia el nivel indicado, y la disposición encaja en tanques abiertos y no en recipientes a presión. |
| Sensores de nivel de flotador | Un flotador mecánico que sigue la superficie, no necesita alimentación y da una indicación directa. Fiables en líquidos limpios, pero las piezas móviles se desgastan y se agarrotan, y los productos viscosos, que recubren o que arrastran sólidos los superan. |
| Interruptores de nivel | Informan de que se ha alcanzado un punto en lugar de medir dónde está el nivel. Los enclavamientos y las alarmas de nivel alto suelen querer un interruptor, a menudo junto a un instrumento continuo y no en su lugar. |
El radar y el ultrasónico son las dos familias sin contacto, y la diferencia entre ellas tiene que ver casi por completo con lo que hay en el espacio situado por encima del producto.
Qué incluir en la consulta
La primera respuesta puede ser una cotización en lugar de una lista de preguntas si la consulta incluye estos datos. Si no conoce una cifra, envíe la descripción de la aplicación y le confirmaremos lo que implica.
- Medio y su constante dieléctrica cuando se conozca
- Altura del recipiente y nivel mínimo y máximo que hay que medir
- Forma del recipiente y elementos internos: agitador, serpentines, deflectores, punto de llenado
- Estado de la superficie: espuma, turbulencia, condensación, depósitos
- Vapor, polvo, presión y temperatura en el espacio situado por encima del producto
- Tipo, tamaño y material de la conexión al proceso
- Salida y protocolo, y la alimentación disponible en el bucle
- Si se necesita limpieza higiénica en el lugar o una aprobación para área clasificada
- Cantidad, puerto de destino y fecha de entrega requerida
