Trasmettitore di livello sommersibile

Un trasmettitore di livello sommersibile è la risposta diretta a una misura di livello, ed è quella che chiede meno al vaso. La sonda è calata nel liquido in testa al cavo e letta; non c’è un montaggio da predisporre, né una quota da allineare, né un percorso sgombro da mantenere. Ciò che chiede in cambio è un liquido di cui si conosca la densità e che resti stabile, e un vaso in cui possa essere calata.

È anche il tipo che, fra le tre tecnologie di livello più comuni, non si cura di ciò che fa la superficie, ed è questo a renderlo lo strumento per un pozzetto di raccolta, per una fossa e per un punto di misura su un fiume.

Come si ottiene il livello

La misura è la pressione sul fondo del vaso. Una colonna di liquido esercita alla sua base una pressione che sale in proporzione alla profondità, alla densità del liquido e alla gravità, quindi un sensore appoggiato sul fondo vede una pressione che segue il livello direttamente. Il trasmettitore converte quella pressione in un livello dopo che gli è stata comunicata la densità del mezzo.

In quella singola frase stanno insieme il punto di forza e il punto debole del tipo. Il punto di forza è che la pressione è indifferente alla schiuma, al vapore, alla condensa, a una superficie in movimento e a tutto ciò che mette in difficoltà uno strumento senza contatto. Il punto debole è che la conversione dipende dalla densità, e quindi il livello riportato vale quanto la densità assunta. Un serbatoio che a volte contiene acqua e a volte un fluido di processo, o un liquido la cui densità si muove con la temperatura, daranno due livelli diversi dalla stessa lettura di pressione.

Cosa fa il cavo con sfiato

La sonda deve essere riferita a qualcosa, e ciò a cui è riferita è l’atmosfera. Un tubicino dentro il cavo corre dall’elemento sensibile alla morsettiera, dove è lasciato aperto all’aria, così che la misura sia una pressione relativa e non una pressione assoluta. Senza di esso lo strumento leggerebbe anche la pressione dello spazio di vapore oltre alla profondità del liquido, e la lettura si muoverebbe con il barometro.

Questo rende il cavo parte dello strumento e non un accessorio, ed è per questo che il materiale fornisce una lunghezza di cavo abbinata al campo di misura e per questo che il tubicino di sfiato va protetto durante l’installazione. Un tubicino piegato, schiacciato o allagato produce una lettura che deriva per ragioni invisibili allo strumento, ed è una delle poche modalità di guasto che l’installatore introduce anziché il processo.

Come si scelgono il campo di misura e la forma

Il campo di misura si sceglie dalla profondità da misurare, e la prova utile non è la profondità massima ma il livello normale: un campo molto più grande dell’applicazione usa solo una frazione dello strumento e spreca una risoluzione che è stata pagata. Il materiale offre campi standard da un metro a dieci metri, con la forma a uscita in corrente disponibile fino a 100 m e una costruzione speciale fino a 500 m.

La sonda è poi abbinata al mezzo. I materiali a contatto standard sono una membrana 316L in un corpo di acciaio inox 304 su un cavo in gomma, che si addicono ad acqua, reflui e oli. Dove il mezzo li attaccherebbe, il materiale offre una versione anticorrosione, e dove la temperatura supera il limite standard offre una versione ad alta temperatura. Poiché la sonda resta immersa in modo permanente, questa questione di compatibilità si decide prima del campo di misura e dell’accuratezza, non dopo.

Installazione e lettura stabile

Il materiale dà tre modi di fissare la sonda, e la scelta fra essi riguarda l’acqua e non lo strumento. L’immersione diretta va bene per un liquido statico e pulito: la sonda è calata poco sopra il fondo e il cavo assicurato al di sopra della superficie. Un tubo forato di calmatura è la risposta in un pozzetto sporco o in rapido movimento, dove tiene i solidi lontano dagli orifici e toglie l’effetto delle onde e della pressione dinamica. Un blocco forato di fissaggio sul fondo è il terzo, per una corrente abbastanza forte da spostare la sonda, perché una sonda che non è verticale e ferma non legge la colonna di liquido sopra di essa.

Questa attenzione è quella pratica per questo tipo. Una lettura che si muove con la corrente anziché con il livello è di solito un afflusso che scarica sulla sonda, e il materiale offre tre rimedi specifici: dare all’afflusso una forma tale che il getto si rompa in gocce, rivolgere l’afflusso verso l’alto perché l’acqua spenda la sua energia in aria, oppure riparare la sonda dentro un tubo forato.

Limiti di misura e criteri di scelta

I limiti discendono dal principio. Un singolo trasmettitore di pressione relativa non può essere usato in un vaso chiuso o in pressione, perché non c’è un’atmosfera su cui riferirsi e la pressione dello spazio di vapore si aggiungerebbe alla lettura; in quel caso la risposta è una disposizione differenziale. La lettura vale quanto la densità assunta, il che conta in un serbatoio che contiene più di un prodotto. E la sonda deve essere compatibile con il mezzo per tutta la sua vita, poiché è immersa in modo continuo e non saltuario.

Il materiale lascia anche alcune cifre non definite. La temperatura di lavoro è data in due modi diversi nello stesso documento, da -10 a 40 °C nella tabella e da -20 a 40 °C sulle schede di ordine. L’accuratezza è data come classe in un punto e come percentuale di risoluzione in un altro, che sono grandezze diverse. La capacità di sovraccarico è data come percentuale senza un tempo. E le uscite dello strumento di comando sono dichiarate come quattro relè, senza alcuna uscita analogica o di comunicazione.

Ordine

Gli elementi che determinano la risposta sono il mezzo, la sua densità e se uno dei due cambia; la profondità massima e i livelli minimo e massimo in servizio; se il vaso è aperto all’atmosfera; la compatibilità chimica dei materiali a contatto e dei detergenti che la sonda incontrerà; le temperature del mezzo e dell’ambiente, di lavoro ed estreme; il campo di misura e la lunghezza del cavo, che si ordinano insieme; l’uscita necessaria e cosa la leggerà; se l’installazione si limita a misurare oppure comanda anche una pompa o un allarme; e come il cavo sarà posato e chiuso a tenuta. Una descrizione della vasca e il mezzo bastano per un preventivo di massima. Quantità, porto di destinazione e data di consegna richiesta completano la richiesta.