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Interruptor de nivel de llenado LBFS basado en la tecnología de microondas y su desviación de la frecuencia

La alternativa inteligente a la horquilla de lámina vibrante o diapasón y otros sistemas actuales

Emilio Martínez, Baumer Country Manager para España y Portugal26/01/2011

26 de enero de 2011

El proceso de medición y monitorización del nivel puede basarse en diversas tecnologías. Un método muy extendido es el del principio de vibración que, sin embargo, no funciona igual de bien con todos los tipos de medios ni en todos los lugares que se instale por vibraciones de las tuberías o por interferencias eléctricas. Baumer ha desarrollado una alternativa inteligente basada en la tecnología de microondas y su desviación de la frecuencia: el interruptor de nivel LBFS puede utilizarse con casi todos los medios y funciona siempre de forma precisa y fiable.

Una de las aplicaciones más comunes en la industria de procesos es el registro puntual del nivel de llenado. Éste supervisa el nivel de material en un punto concreto (máximo/mínimo) o sirve como protección contra el sobrellenado o contra el funcionamiento en seco. Para ello existe una serie de interruptores de nivel por alta basados en diferentes tecnologías. ¿Cuál es la tecnología más apropiada? Depende del área de aplicación y, por lo tanto, de las exigencias del sector. Por ello, es preciso tener en cuenta ciertos factores específicos de la aplicación como la formación de espuma, la presencia de materiales altamente agresivos o inflamables o simplemente apelmazables, así como condiciones del medio o entorno limitadas. Sin embargo, también la velocidad del proceso de llenado y la exigida exactitud de la medición son factores importantes a la hora de elegir el instrumento de medición adecuado.

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Sensores de nivel y de conductividad de Baumer.

Desventajas de los interruptores de nivel por vibración

A menudo el área de aplicación de los interruptores de nivel es limitada porque solo pueden colocarse en determinadas posiciones en los contenedores o porque su escasa o excesiva sensibilidad conduce a errores de medición de algunos medios. Incluso la composición mecánica de un sensor puede conllevar deficiencias. Los interruptores de nivel por vibración más comunes tienen una horquilla de vibración grande que entra en el medio para medir el cambio de frecuencia del mismo, lo que activa la salida del sensor. Esto también produce a menudo errores de medición porque los medios pegajosos se quedan adheridos a la horquilla. Como las horquillas de vibración se introducen, según la versión, entre cinco y diez centímetros en el medio son difíciles de limpiar. Cuanto más larga sea la horquilla más propensa a sufrir deterioros mecánicos y a combarse. Los interruptores de nivel por vibración necesitan además mucho espacio fuera del contenedor. Incluso el peso específico del medio a medir puede limitar las áreas de aplicación de la horquilla de vibración, ya que, por ejemplo, la resistencia de medios muy ligeros como la ceniza puede ser tan pequeña que las horquillas son incapaces de detectar si quiera el medio.

Si bien es cierto que los interruptores de nivel de horquilla de vibración pueden utilizarse para relativamente muchas aplicaciones, su flexibilidad es limitada, ya que son necesarias distintas versiones para sustancias líquidas y en forma de polvo. También otros métodos de medición como los sensores de ultrasonido o los ópticos o simplemente las boyas mecánicas por flotación tienen a menudo un área de aplicación muy limitada.

LBFS – un sensor para todas las aplicaciones: líquidos, gases o sólidos

Hasta ahora apenas era posible cubrir todos los tipos de aplicaciones con un único interruptor de nivel. El nuevo interruptor de nivel LBFS de Baumer cubre ese hueco. Está basado en la tecnología de microondas y su desviación de la frecuencia, lo que significa que la frecuencia enviada por el sensor experimenta un cambio de la fase dependiendo del medio concreto. En contacto con un medio con una constante dieléctrica distinta a la predeterminada provoca una señal eléctrica. La alta sensibilidad a través de un rango de medición para constantes dieléctricas de 1,5 hasta 100 permite detectar el nivel de todo tipo de polvos, granulados y líquidos. Incluso sustancias difíciles como granulado de poliamida o el papel son reconocidos de manera eficaz. Frente a otros métodos de medición como la horquilla de vibración, los sensores de ultrasonido, los ópticos o simplemente las boyas de flotación, esta tecnología presenta unas ventajas decisivas: no tiene partes vibratorias, es insensible a los cambios basados en la conductividad, la temperatura o la presión y sobre todo se ajusta muy fácilmente su sensibilidad para discernir entre diferentes medios o productos. Además, el sensor es adecuado para todo tipo de aplicaciones para las que hasta ahora eran necesarios varios tipos de instrumentos.

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Interruptor de nivel LBFS.

El sensor está alojado en una carcasa compacta de acero inoxidable, especialmente robusta y resistente a la corrosión. Se instala fácilmente y puede sellarse por ejemplo con una banda de PTFE. Un indicador LED brillante de 360º garantiza la buena visibilidad del punto de conmutación incluso si el sensor está instalado en lo alto del depósito. Con ayuda del FlexProgrammer 9701 el LBFS puede configurarse en el ordenador. El instrumento es adecuado para un amplio rango de temperaturas de entre -40 °C y 115 °C. Ni siquiera los medios pegajosos quedan adheridos gracias a su cabezal compacto y liso. La función Teach- in permite adecuar el punto de conmutación a este tipo de medios difíciles. Además el cabezal del sensor se introduce muy poco en el medio por lo que puede limpiarse fácilmente.

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Posibilidades de alarmas en un depósito.

El LBFS reconoce el nivel en tanques, depósitos y tuberías. En los tanques de almacenaje, de compensación y de llenado se instalan por lo general interruptores para altos niveles. El corto tiempo de respuesta ajustable del LBFS puede llegar a ser de tan solo 0,2 segundos permite rápidos procesos de llenado, así como una rápida y eficaz detención del llenado. El sensor es adecuado como protección de sobrellenado y como bomba de protección contra el funcionamiento en seco, como detector de interfases o reconocer uno u otro producto. La marcha en vacío de las bombas es un problema crítico ya que puede conducir a desviaciones de la dosificación o producir daños. Incluso con medios viscosos o pegajosos el LBFS ofrece una protección fiable contra el funcionamiento en vacío. En procesos concretos el medio pasa por distintas fases. En esos casos las fases pueden reconocerse (separación de medios en mezclas de agua y petróleo) o ignorar su medición (capa de espuma).

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Foto de su aplicación en tuberías.
El instrumento reconoce incluso el nivel de sustancias espesas o secas y puede instalarse en la posición que se prefiera en depósitos o tuberías también en zonas de difícil acceso. El sensor es insensible a la corriente, las turbulencias, a la formación de burbujas o espuma, así como a la materia en suspensión. Además es totalmente silencioso y sin partes móviles.

El LBFS está disponible con las conexiones de procesos G1/2“, G3/4“y G1“. A petición puede entregarse con otro tipo de conexión. El estado del interruptor puede marcarse como ‘normal abierto’ o ‘normal cerrado’. Como señal de salida se encuentran disponibles PNP y NPN. El sensor se corresponde con el tipo de protección IP67.

Amplias áreas de aplicación

Debido a que el LBFS puede utilizarse con todos los medios y en espacios estrechos de difícil acceso, existe un gran número de posibilidades de aplicación, por ejemplo en las siguientes áreas: agua potable, aguas residuales, filtración, máquinas de moldeo de plástico por inyección, molinos de alto rendimiento, máquinas de limpieza del metal, HVAC (sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado), hidráulica, transmisión de niveles de fluidos, petróleo y gas, pellets de madera, molinos de grano, transporte ferroviario, bioenergía y sistemas de bombeado.

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Foto de su aplicación en tratamiento de agua.

Para aplicaciones en el tratamiento del agua, los instrumentos de medición del nivel tienen que ser especialmente robustos. Esto se refiere por un lado a los materiales empleados cuando los instrumentos de medición entran en contacto con medios agresivos o corrosivos, como plantas de desalinización o en el tratamiento del lodo. Además los dispositivos deben ser muy resistentes frente a fuertes vibraciones, como las que se producen en el caso de las aplicaciones con bombas volumétricas. Otros desafios son la formación de espuma, los materiales en suspensión o la condensación que se produce dentro del tanque. El LBFS permite en este tipo de aplicaciones un reconocimiento del nivel fiable y exacto.

La versión higiénica: LFFS

Con excepción de las aplicaciones higiénicas el LBFS puede utilizarse en todos los sectores y áreas. Para la industria de la alimentación y bebidas Baumer ofrece el equivalente al LBFS. El interruptor de nivel LFFS cumple con las exigencias EHEDG (European Hygienic Engineering and Design Group) y tiene un permiso 3A. Es apto para altas temperaturas de procesos de hasta 200 °C (con aleta de enfriamiento). El LFFS también reconoce el nivel de líquidos, medios espesos y materiales secos, por ello puede utilizarse con muchos medios.

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LFFS higiénico.

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