TIPOS DE SENSORES Y SUS CARACTERÍSTICAS
- Sensores de presencia
- Sensores de temperatura
- Sensores de Humedad
- Sensores de Presión
- Sensores de Alcance
- Sensores de velocidad
- Sensores de caudal
1. Sensores de presencia
Los sensores de presencia tienen como finalidad determinar la presencia de un objeto en un intervalo de distancia especificado. Este tipo de sensores se pueden utilizar en relación con la forma de agarrar o evitar un objeto. Se suelen basar en el cambio provocado en alguna característica del sensor debido a la proximidad del objeto.
A continuación pasamos a describir algunos de los tipos más importantes de sensores de presencia.
- Sensores Inductivos
Este tipo de sensores se basan en el cambio de inductancia que provoca un objeto metálico en un campo magnético.
Los sensores de este tipo constan básicamente de una bobina y de un imán. Cuando un objeto ferromagnético penetra o abandona el campo del imán el cambio que se produce en dicho campo induce una corriente en la bobina; el funcionamiento es sencillo: si se detecta una corriente en la bobina, algún objeto ferromagnético a entrado en el campo del imán.
Como podemos deducir rápidamente, el gran inconveniente de este tipo de sensores es la limitación a objetos ferromagnéticos, aunque en aplicaciones industriales son bastante habituales.
- Sensores de efecto Hall
El efecto Hall relaciona la tensión entre dos puntos de un material conductor o semiconductor con un campo mágnetico atraves del material. Este tipo de sensores suelen constar de ese elemento conductor o semiconductor y de un imán. Cuando un objeto (ferromagnético) se aproxima al sensor, el campo provocado por el imán en el elemento se debilita. Así se puede determinar la proximidad de un objeto aunque, como en el caso anterior, sólo si es ferromagnético.
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| Sensores Inductivos |
- Sensores Capacitivos
Están basados en la detección de un cambio en la capacidad del sensor provocado por una superficie próxima a éste. Constan de dos elementos principales; por un lado está el elemento cuya capacidad se altera (que suele ser un condensador formado por electrodos) y por otra parte el dispositivo que detecta el cambio de capacidad ( un circuito electrónico conectado al condensador).
Este tipo de sensores tienen la ventaja de que detectan la proximidad de objetos de cualquier naturaleza; sin embargo, hay que destacar que la sensibilidad disminuye bastante cuando la distancia es superior a algunos milimetros. Además, es muy dependiente del tipo de material.
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| Sensor Capacitivo |
- Sensores Ultrasónicos
El funcionamiento de estos sensores es bastante simple. Su elemento principal es un transductor electroacústico. Este elemento, en primer lugar, emite unas ondas ultrasonicas; acontinuación pasa a modo de espera, en el que, durante un cierto tiempo, espera la vuelta de las ondas reflejadas en elgún objeto. Si las ondas llegan, quiere decir que hay algún objeto en las proximidades.
Dependiendo del tiempo de conmutación del transductor ( el tiempo que está esperando) se detectará un grado de proximidad u otro. Este tipo de sensores son más independientes del tipo de material que los anteriores y permiten deteción de proximidad a mayores distancias.Sensores Ópticos
Este tipo de sensores son muy parecidos a los anteriores. En estos, las señales que se transmiten y detectan son luminosas. En los sensores ópticos el emisor y el receptor suelen ser elementos separados. El primero suele ser un diodo emisor de luz (LED) y el receptor un fotodiodo.
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| Sensor Ultrasónico |
- Sensores Fotoeléctricos
Un sensor fotoeléctrico o fotocélula es un dispositivo electrónico que responde al cambio en la intensidad de la luz. Estos sensores requieren de un componente emisor que genera la luz, y un componente receptor que percibe la luz generada por el emisor. Todos los diferentes modos de sensado se basan en este principio de funcionamiento. Están diseñados especialmente para la detección, clasificación y posicionado de objetos; la detección de formas, colores y diferencias de superficie, incluso bajo condiciones ambientales extremas.
Los sensores de luz se usan para detectar el nivel de luz y producir una señal de salida representativa respecto a la cantidad de luz detectada. Un sensor de luz incluye un transductor fotoeléctrico para convertir la luz a una señal eléctrica y puede incluir electrónica para condicionamiento de la señal, compensación y formateo de la señal de salida.
El sensor de luz más común es el LDR -Light Dependant Resistor o Resistor dependiente de la luz-.Un LDR es básicamente un resistor que cambia su resistencia cuando cambia la intensidad de la luz. Existen tres tipos de sensores fotoeléctricos, los sensores por barrera de luz, reflexión sobre espejo o reflexión sobre objetos.
Un sensor fotoeléctrico o fotocélula es un dispositivo electrónico que responde al cambio en la intensidad de la luz. Estos sensores requieren de un componente emisor que genera la luz, y un componente receptor que percibe la luz generada por el emisor. Todos los diferentes modos de sensado se basan en este principio de funcionamiento. Están diseñados especialmente para la detección, clasificación y posicionado de objetos; la detección de formas, colores y diferencias de superficie, incluso bajo condiciones ambientales extremas.
Los sensores de luz se usan para detectar el nivel de luz y producir una señal de salida representativa respecto a la cantidad de luz detectada. Un sensor de luz incluye un transductor fotoeléctrico para convertir la luz a una señal eléctrica y puede incluir electrónica para condicionamiento de la señal, compensación y formateo de la señal de salida.
El sensor de luz más común es el LDR -Light Dependant Resistor o Resistor dependiente de la luz-.Un LDR es básicamente un resistor que cambia su resistencia cuando cambia la intensidad de la luz. Existen tres tipos de sensores fotoeléctricos, los sensores por barrera de luz, reflexión sobre espejo o reflexión sobre objetos.
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| Sensor Fotoeléctrico |
2. Sensores de temperatura
La temperatura es una medida del promedio de energía cinética de las partículas en una unidad de masa, expresada en unidades de grados en una escala estándar. Puede medir temperatura de diferentes maneras que varían de acuerdo al costo del equipo y la precisión. Los tipos de sensores más comunes son los termopraes, RTDs y termistores.
- Termopares
Figura 1. Los termopares son económicos y pueden operan en un amplio rango de temperaturas.
Los termopares son los sensores de temperatura utilizados con mayor frecuencia porque son sensores precisos relativamente económicos que pueden operar en un amplio rango de temperaturas. Un termopar se crea cuando dos metales diferentes se juntan y el punto de contacto produce un pequeño voltaje de circuito abierto como una función de temperatura. Puede usar este voltaje termoeléctrico, conocido como voltaje Seebeck para calcular la temperatura. Para pequeños cambios en temperatura, el voltaje es aproximadamente lineal:
Puede escoger entre diferentes tipos de termopares asignados con letras mayúsculas que indican su composición de acuerdo al American National Standards Institute (ANSI). Los tipos de termopares más comunes incluyen B, E, K, N, R, S y T.
- RTD
Figura 2. Los RTDs están hechos de bobinas de metal y pueden medir temperaturas hasta 850 °C.
Un RTD de platino es un dispositivo hecho de bobinas o películas de metal (platino generalmente). Al calentarse, la resistencia del metal aumenta; al enfriarse, la resistencia disminuye. Pasar corriente a través de un RTD genera un voltaje en el RTD. Al medir este voltaje, usted puede determinar su resistencia y por lo tanto, su temperatura. La relación entre la resistencia y la temperatura es relativamente lineal. Generalmente, los RTDs tienen una resistencia de 100 Ω a 0 °C y pueden medir temperaturas hasta 850 °C.
- Termistor
Figura 3. Pasar corriente a través de un termistor genera un voltaje proporcional a la temperatura.
Un termistor es una pieza de semiconductor hecha de óxidos de metal que están comprimidos en una pieza, disco, oblea u otra forma y son sometidos a altas temperaturas. Por último son cubiertos con epoxi o vidrio. Al igual que con los RTDs, usted puede pasar una corriente a través de un termistor para leer el voltaje en el termistor y determinar su temperatura. Sin embargo, a diferencia de los RTDs, los termistores tienen más alta resistencia (2,000 a 10,000 Ω) y una sensibilidad mucho más alta (~200 Ω/°C), permitiéndoles alcanzar más alta sensibilidad en un rango de temperatura limitado (hasta 300 °C).
3. Sensores de Humedad
Existen varios tipos de Sensores de humedad, según el principio físico que siguen para realizar la cuantificación de la misma, para generalizar este basto campo se resume en:
Mecánicos: aprovechan los cambios de dimensiones que sufren cierto tipos de materiales en presencia de la humedad. Como por ejemplo: fibras orgánicas o sintéticas, el cabello humano,...
Basados en sales higroscópicas: deducen el valor de la humedad en el ambiente a partir de una molécula cristalina que tiene mucha afinidad con la absorción de agua.
Por conductividad: la presencia de agua en un ambiente permite que a través de unas rejillas de oro circule una corriente. Ya que el agua es buena conductora de corriente. Según la medida de corriente se deduce el valor de la humedad.
Capacitivos: se basan sencillamente en el cambio de la capacidad que sufre un condensador en presencia de humedad.
Infrarrojos: estos disponen de 2 fuentes infrarojas que lo que hacen es absorber parte de la radiación que contiene el vapor de agua.
Resistivos: aplican un principio de conductividad de la tierra. Es decir, cuanta más cantidad de agua hay en la muestra, mas alta es la conductividad de la tierra.
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| Sensor de Humedad |
4. Sensores de Presión
En la industria hay un amplísimo rango de sensores de presión, la mayoría orientados a medir la presión de un fluido sobre una membrana. En robótica puede ser necesario realizar mediciones sobre fluidos hidráulicos (por dar un ejemplo), aunque es más probable que los medidores de presión disponibles resulten útiles como sensores de fuerza (el esfuerzo que realiza una parte mecánica, como por ejemplo un brazo robótico), con la debida adaptación. Se puede mencionar un sensor integrado de silicio como el MPX2100 de Motorola, de pequeño tamaño y precio accesible.
Los dispositivos de la serie MPX2100 son piezorresistencias de silicio sensibles a la presión. Proporcionan una variación de tensión exacta y directamente proporcional a la presión que se les aplica. El sensor consta de un diafragma monolítico de silicio para medir el esfuerzo y una fina película con una red de resistencias integradas en un chip. El chips se ajusta, calibra y compensa en temperatura por láser.
Esquema del interior de algunos sensores de presión
a) Sensor Hall
1 Generador Hall
2 Imán permanente
3 Cuerpo del sensor
4 Membrana
b) Sensor de presión piezorresistivo
3 Cuerpo del sensor
5 Capa de unión
6 Contacto de aluminio
7 Pasivación
8 Piezorresistencia
9 Capa epitaxiada
10 Sustrato de silicio
11 Soporte de vidrio
12 Capa de unión metálica
c) Sensor de presión capacitivo
10 Sustrato de silicio
11 Soporte de vidrio
13 Placa
d) Sensor de presión monolítico
10 Sustrato de silicio
14 Resistencias incorporadas mediante difusión
15 Carril de silicio
16 Vacío
17 Capa de soldadura
En todos:
p Presión
5. Sensores de Alcance
Un sensor de alcance mide la distancia desde un punto de referencia (que suele estar en el propio sensor) hasta objetos en el campo de operación del sensor. Los seres humanos estiman la distancia por medio de un procesamiento visual estereofónico. Los sensores de alcance se utilizan para la navegación de robots y para evitar obstáculos, para aplicaciones mas detalladas en las que se desean las características de localización y forma en general de objetos en el espacio de trabajo de un robot
6. Sensores de velocidad
Algunos sensores de velocidad están hechos con una bobina móvil fuera de un imán estacionario. El principio de operación es el mismo. Un otro tipo de transductor de velocidad consiste en un acelerómetro con un integrador electrónico incluido. Esta unidad se llama un Velómetro y es en todos los aspectos superior al sensor de velocidad sismico clásico.
El sensor de velocidad fue uno de los primeros transductores de vibración, que fueron construidos. Consiste de una bobina de alambre y de un imán colocados de tal manera que si se mueve el carter, el imán tiende a permanecer inmòvil debido a su inercia. El movimiento relativo entre el campo magnético y la bobina induce una corriente proporcional a la velocidad del movimiento. De esta manera, la unidad produce una señal directamente proporcional a la velocidad de la vibración. Es autogenerador y no necesita de aditamentos electrónicos acondicionadores para funcionar. Tiene una impedancia de salida eléctrica relativamente baja que lo hace relativamente insensible a la inducción del ruido.
Aun tomando en cuenta estas ventajas, el transductor de velocidad tiene muchas desventajas, que lo vuelven casi obsoleto para instalaciones nuevas, aunque hoy en dia todavia se usan varios miles. Es relativamente pesado y complejo y por eso es caro, y su respuesta de frecuencia que va de 10 Hz a 1000 Hz es baja. El resorte y el imán forman un sistema resonante de baja frecuencia, con una frecuencia natural de 10 Hz. La resonancia tiene que ser altamente amortiguada, para evitar un pico importante en la respuesta a esta frecuencia. El problema es que la amortiguación en cualquier diseño práctico es sensible a la temperatura, y eso provoca que la respuesta de frecuencia y la respuesta de fase dependan de la temperatura.
7. Sensores de Caudal
El sensor de flujo es un dispositivo que, instalado en línea con
una tubería,
permite determinar cuándo está circulando un líquido o
un gas.
Estos son del tipo
apagado/encendido; determinan cuándo está o no circulando un fluido, pero no
miden el caudal. Para medir el caudal se requiere un caudalímetro.
Tipo de sensores de flujo
- De pistón
Es el más común de los sensores de
flujo. Este tipo de sensor de flujo se recomienda cuando se requiere detectar
caudales entre 0,5 LPM y 20 LPM.
Consiste en un pistón que cambia de posición, empujado por
el flujo circulante. El pistón puede regresar a su posición inicial por gravedad o por medio de un resorte.
El pistón
contiene en su interior un imán permanente.
Cuando el pistón se mueve el imán se acerca y activa un reed switch,
que cierra o abre (según sea la configuración) el circuito eléctrico.
El área entre
el pistón y la pared del sensor determina su sensibilidad, y por ende a qué
caudal se activará el sensor.
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| Sensor de Pistón |
- De
paleta (compuerta)
Este modelo es
recomendado para medir grandes caudales, de más de 20 LPM.
Su mecanismo
consiste en una paleta que se ubica transversalmente al flujo que se pretende
detectar. El flujo empuja la paleta que está unida a un eje que atraviesa
herméticamente la pared del sensor de flujo y apaga o enciende un interruptor
en el exterior del sensor.
Para ajustar la
sensibilidad del sensor se recorta el largo de la paleta.
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| Sensor de Paleta |
- De
elevación (tapón)
Este modelo es
de uso general. Es muy confiable y se puede ajustar para casi cualquier caudal.
Su mecanismo
consiste en un tapón que corta el flujo. Del centro del tapón surge un eje que
atraviesa herméticamente la pared del sensor. Ese eje empuja un interruptor
ubicado en el exterior del sensor.
Para ajustar
la sensibilidad del sensor se perforan orificios en el tapón.
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| Sensor de Tapón |
8. Sensores de Nivel
- Tubular
- Desplazamiento (flotador)
- Presión diferencial
- Burbujeo
- Radioactivo
- Capacitivo
- Ultrasonidos
- Conductivímetro
- Radar
- Servoposicionador
- Nivel tubular
Consiste en un tubo de vidrio con sus extremos conectador a bloques metálicos y cerrados por prensaestopas que están unidos al depósito generalmente mediante tres válvulas, dos de cierre de seguridad en los extremos del tubo para impedir el escape del líquido en caso de rotura del cristal y una de purga.
El líquido sube por el tubo hasta igualar al nivel del depósito
Limitaciones:
No soportan mucha presión (máx. 7 bar)
No soportan mucha temperatura
No son resistentes a los impactos
No se pueden usar líquidos que manchen el interior del tubo
Para presiones elevadas el cristal es grueso, de sección rectangular y está protegido por una armadura metálica
- Medidor de nivel de flotador
Consiste en un flotador ubicado en contacto con el fluido y conectado al exterior del depósito indicando directamente el nivel sobre un escala graduada.
- Distintos modelos:
De regleta: el contrapeso se mueve en sentido contrario al flotador por una regleta calibrada
De unión magnética: el flotador hueco, que lleva en su interior un imán, se desplaza a lo largo de un tubo guía vertical no magnético.
- Interruptor de nivel tipo flotador
Consta de un flotador pendiente del techo del depósito por una barra a través de la cual transmite su movimiento a un ampolla de mercurio (la hace bascular) con un interruptor.
Si el nivel alcanza al flotador lo empuja en sentido ascendente, ascendiendo si la fuerza supera al peso del flotador.
Este movimiento es transmitido por la barra y el interruptor cambia de posición.
La ampolla es de acero inoxidable no magnético.
Señal del tipo todo-nada.
Ventajas:
Estos instrumentos tienen una precisión de 0.5%.
Son adecuados en la medida de niveles en depósitos abiertos y cerrados.
Son independientes del peso específico del fluido.
Inconvenientes:
El flotador es susceptible de agarrotamientos por eventuales depósitos de sólidos que el líquido pueda contener.
- Medidor de presión diferencial
Consiste en un diafragma en contacto con el fluido del depósito, que mide la presión hidrostática en un punto del fondo del depósito.
Tanque abierto: el nivel del líquido es proporcional a la presión en el fondo. Se coloca un medidor de presión.
Tanque cerrado: diferencia de presión ejercida por el líquido en el fondo y la presión que tiene el depósito
El diafragma forma parte de un transmisor neumático, o electrónico de presión diferencial.
Precisión ± 0.5% en los neumáticos, ± 0.2% - ± 0.3% en los electrónicos y de ± 0.15% en los "smart sensors".
Material del diafragma debe ser adecuado como para resistir la corrosión del fluido, p.e.: acero inoxidable 316, monel, tantalio, hastelloy B, etc.
- Medidor de nivel por burbujeo
Se emplea un tubo sumergido en el líquido a cuyo través se hace burbujear aire o gas mediante un rotámetro con un regulador de caudal incorporado hasta producir una corriente continua de burbujas.
La presión requerida para producir el flujo continuo de burbujas es una medida de la columna de líquido (i.e. La presión del gas en la tubería equivale a la presión hidrostática ejercida por la columna de líquido equivale al nivel del deposito.
Sistema muy ventajoso en aplicaciones con líquidos corrosivos o con materiales en suspensión (el fluido no penetra en el medidor, ni en la tubería de conexión).
No se recomienda su empleo cuando el fluido de purga perjudica al líquido y para fluidos altamente viscosos donde las burbujas formadas del gas de purga presentan el riesgo de no separarse rápidamente del tubo.
- Medidor radioactivo
Consiste en un emisor de rayos X, montado a un costado del depósito y con un detector (el cual incluye un contador) que transforma la radiación recibida en una señal eléctrica CC.
Como la transmisión de los rayos es inversamente proporcional a la masa del fluido en el depósito, la radiación captada por el receptor es inversamente proporcional al nivel del fluido ya que el material absorbe parte de a energía emitida.
La potencia emisora de la fuente decrece con el tiempo, por lo que hay que recalibrar estos instrumentos.
Su aplicación se ve limitada por las dificultades técnicas y administrativas que conlleva el manejo de fuentes radioactivas (recurrir a la normativa local sobre protecciones en cuanto a elementos radioactivos).
La precisión en la medida es de ± 0.5 a ± 2%, y el instrumento puede emplearse para todo tipo de líquidos ya que no está en contacto con el proceso.
La lectura viene influida por el aire o los gases disueltos en el líquido.
El sistema se emplea en caso de medida de nivel en depósitos de acceso difícil o peligroso. Son óptimos para medir fluidos con alta Temperatura, líquidos muy corrosivos reactores de polímeros porque no existe contacto
- Medidor capacitivo
Se basa en medir la variación de capacitancia de un condensador cuando va variando el medio dieléctrico entre sus placas.
Con el depósito metálico e introduciendo una sonda metálica sin contacto entre ambos, se forma un condensador.
Al variar el nivel de líquido varía proporcionalmente la capacidad.
Si el depósito no es metálico se introducen dos sondas.
En fluidos no conductores se emplea un electrodo normal y la capacidad total del sistema se compone de la del líquido, la del gas superior y la de las conexiones superiores.
En fluidos conductores el electrodo está aislado
Usualmente con teflón interviniendo las capacidades adicionales entre el material aislante y el electrodo en la zona del líquido y del gas. La precisión de los transductores de capacidad es de ±1 %.
Se caracterizan por no tener partes móviles, son ligeros, presentan una buena resistencia a la corrosión y son de fácil limpieza.
Tiene el inconveniente de que la temperatura puede afectar las constantes dieléctricas (0,1 % de aumento de la constante dieléctrica/_C) y de que los posibles contaminantes contenidos en el líquido puedan adherirse al electrodo variando su capacidad y falseando la lectura, en particular en el caso de líquidos conductores.
También se usan como interruptores de nivel.
- Medidor por ultrasonidos
Se basa en la emisión de un impulso ultrasónico a una superficie reflectante y la recepción del eco del mismo en un receptor.
El retado en la captación del eco depende del nivel del depósito.
Los sensores trabajan a una frecuencia de unos 20 Khz Estas ondas atraviesan con cierto amortiguamiento o reflexión el medio ambiente de gases o vapores y se reflejan en la superficie del sólido o del líquido.
La precisión de estos instrumentos está en el intervalo de ± 1 a 3 %.
El tiempo depende de la temperatura, por lo que hay que compensar las medidas.
Hay que evitar que existan obstáculos (por ej. espumas) en el recorrido de las ondas, aunque algunos medidores compensan los ecos fijos debidos al perfil del depósito (mediante software).
- Medidor de tipo conductivímetro
Consta de una sonda con uno, dos o más electrodos. Cuando estos entran en contacto con el líquido conductor se cierra un circuito eléctrico, que a través de la unidad amplificadora conmuta un contacto.
Se usa como interruptores de nivel en recipientes de líquidos conductores que no sean ni muy viscoso ni corrosivos, aunque también se usa para medidas continuas.
El líquido debe ser lo suficientemente conductor como para excitar el circuito electrónico. La impedancia mínima es del orden de los 20 MO/cm, y la tensión de alimentación es alterna para evitar fenómenos de oxidación en las sondas por causa del fenómeno de la electrólisis.
Cuando el líquido moja los electrodos se cierra el circuito electrónico y circula una corriente segura del orden de los 2 mA; el relé electrónico dispone de un temporizador de retardo que impide su enclavamiento ante una ola del nivel del líquido o ante cualquier perturbación momentánea o bien en su lugar se disponen dos electrodos poco separados enclavados eléctricamente en el circuito.
El instrumento se emplea como alarma o control de nivel alto y bajo, utiliza relés eléctricos para líquidos con buena conductividad y relés electrónicos para líquidos con baja conductividad.
Conviene que la sensibilidad del aparato sea ajustable para detectar la presencia de espuma en caso necesario.
De fabricante:
Estos interruptores de límite se utilizan
para monitoreo de nivel y control de bombas de líquidos conductivos. Los instrumentos operan bajo el principio conductivo. Se aplica un bajo voltaje a.c. entre la pared conductiva del tanque o el electrodo a tierra (electrodo más largo) y un electrodo de punto de interrupción. Si el medio conductivo toca los electrodos, una corriente alterna insignificante fluye a través de los electrodos y el medio conductivo al relé del electrodo.
Los electrodos suspendidos se adecúan idealmente para la instalación cuando el espacio es escaso.
Para control min. /máx. dos electrodos de punto de interrupción se deben conectar al relé.
- Sistemas de radar
- Sistemas de radar
No necesitan ningún contacto con el líquido, ni incorporan
ningún elemento que se mueva, por lo que su aplicación es ideal en productos muy viscosos (incluso asfaltos), o en sistemas en movimiento (como barcos).
Rango de medida: hasta 40m.
Precisión: 2mm.
- Servoposicionador
Gran precisión: 1mm con alta repetibilidad y sensibilidad.
Mide de forma continua la tensión de un hilo del que pende un contrapeso (en forma de disco).
El sistema está en equilibrio cuando el contrapeso tiene un ligero contacto con el líquido. Al cambiar el nivel del líquido, varia la tensión del hilo lo que es detectado por un servoposicionador. Éste tiende a restituir el equilibrio de tensiones subiendo o bajando el contrapeso.
Hay versiones de estos equipos para tanques
Atmosféricos, esferas de GLP a presión, y de acero inoxidable para la industria alimenticia.
Medidores de nivel en sólidos
Problema de definir el nivel. No tiene por qué existir una superficie horizontal
Distinto carga que descarga
Se pueden usar algunos de los de líquidos y otros específicos.
Tipos:
- Palpador
- Paletas rotativas
- Vibratorio
- Membrana sensitiva
- Varilla flexible
- Peso
- Ultrasonidos
- Radar
- Medidor por palpador
Análogo al “sondeo”
Miden bajo demanda del operador o de un temporizador.
Constan de un cable de medición o cinta de acero con un peso en su extremo, movido por un motor.
Al chocar el peso con la superficie del material se anula la rigidez del cable, lo que conmuta la dirección de giro del motor ascendiendo el peso.
Durante el descenso se mide el cable desenrollado, lo que nos indica el nivel.
El peso debe tener una sección suficiente para que no se hunda en el material.
Se usa para materiales sólido con granulometría hasta 3mm.
- Paletas rotativas
Un motor hace girar unas paletas (a bajas rpm
) a través de un resorte.
Al entrar en contacto el material con las paletas, éstas se paran, pero el motor continúa girando hasta que el muelle asociado al motor se expande al máximo y toca un final de carrera que da un contacto eléctrico.
Cuando el nivel disminuye, el resorte recupera su posición el motor arranca y el contacto cambia de posición.
Intensidad del motor proporcional a la longitud de paleta en contacto con el sólido.
Estos instrumentos tienen una precisión de unos 25 mm y se emplean preferentemente como detectores de nivel de materiales granulares y carbón.
Pueden trabajar con materiales de muy diversa densidad y existen modelos a prueba de explosión.
- Vibratorio
Se compone de una sonda en forma de diapasón que vibra a unos
80Hz impulsado piezoeléctricamente
Cuando el material cubre el diapasón las vibraciones se amortiguan, lo que produce una señal que activa un relé.
La instalación suele ser lateral y roscada a la altura del nivel, pero también podemos encontrar sondas verticales.
El interruptor de vibración se puede utilizar en medios polvorientos y materiales granulares. El medio a ser medido debe tener una densidad de por lo menos 0,05 kg/dm3.
- Membrana sensitiva
Consta de una membrana acoplada a la pared del recipiente en el punto en el que se quiere detectar el nivel.
Cuando el material llega a la altura del interruptor, presiona la membrana y actúa sobre el interruptor.
Se usa con sólidos de granulometría media y pequeña.
El material del diafragma puede ser de tela, goma, neopreno o fibra de vidrio.
Este sensor tiene la ventaja de ser de bajo costo, con una precisión de ± 50 mm.
- Varilla flexible
Consiste en una varilla de acero conectada a un diafragma de latón donde está contenido un interruptor. Cuando los sólidos presionan la varilla, el interruptor se cierra y actúa sobre una alarma.
El conjunto de la unidad está sellado herméticamente pudiendo construirse a prueba de explosión.
El aparato se emplea como alarma de alto nivel estando dispuesto en la parte superior del estanque. .
El instrumento se emplea en estanques abiertos como alarmas de nivel alto, tiene una precisión de ± 25 mm, se utiliza para materiales tales como carbón y puede trabajar hasta temperaturas máximas de 300 _C.
- Medidor de nivel de sondeo electromecánico (de peso)
Consiste en un pequeño peso móvil sostenido por un cable desde la parte superior del silo mediante poleas.
Un motor y un programador situados en el exterior establecen un ciclo de trabajo del peso
Éste baja suavemente en el interior de la tolva hasta que choca contra el lecho de sólidos.
En este instante, el cable se afloja, y un detector adecuado invierte el sentido del movimiento del peso con lo que éste asciende hasta la parte superior de la tolva, donde se para, repitiéndose el ciclo nuevamente.
Un indicador exterior señala el punto donde el peso ha invertido su movimiento indicando así el nivel en aquel momento.
El instrumento se caracteriza por su sencillez, puede emplearse en el control de nivel, pero debe ser muy robusto mecánicamente para evitar una posible rotura del conjunto dentro de la tolva lo que podría dar lugar a la posible rotura de los mecanismos de vaciado.
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