2.1. INSTRUMENTOS DE MEDIDA DIRECTA

 

Los instrumentos de medida directa son aquellos que miden directamente la altura del líquido en base a una línea de referencia. Los principales instrumentos de medida directa son el medidor de sonda, nivel de cristal e instrumentos de flotador.   

 

 

2.1.1. MEDIDOR DE SONDA

 

El medidor de sonda consiste en una varilla o regla graduada de una longitud apropiada al depósito y que se introduce en líquido el que debe estar abierto a la atmósfera; (Figura 1.a). La marca dejada por el líquido en la varilla, corresponde al nivel y se lee directamente.

 

Este medidor se utiliza generalmente para determinar el nivel de gasolina en automóviles.

 

La medición del nivel de ciertos líquidos empleando este instrumento puede presentar inconvenientes y es muy frecuente que la varilla se acondicione para su uso. Para medir líquidos que se encuentran a presión atmosférica (Figura 1.b) generalmente a la varilla se le añade en su extremo inferior un gancho.

        

El medidor de cinta graduada y plomada se emplea para líquidos viscosos   o de difícil acceso (Figura 1.c).

 

Figura 1: Medidores de Sonda

 

 

                                                            a.                             b.                               c.

 

2.1.2. NIVEL DE CRISTAL

 

El nivel de cristal consiste en un tubo de material transparente y rígido con sus extremos conectados a bloques metálicos y cerrados por prensaestopas, que están unidos al tanque, 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. (Figura 2.)

 

Dentro de los medidores de nivel de cristal se encuentran el medidor de nivel de cristal normal y el medidor de nivel de cristal con armadura. El primero, se emplea para presiones de hasta 7 bar (Figura 2.a) y el segundo para presiones superiores.

        

La determinación del nivel del líquido por este tipo de medidor se puede realizar por intermedio de un cristal a reflexión o bien por transparencia. En el primer caso, tal como lo muestra la Figura 2.c, el vidrio en contacto con el líquido está provisto de ranuras longitudinales que actúan como prismas de reflexión, indicando la zona de líquido con un color oscuro casi negro, y la zona superior en contacto con el vapor, de color claro.

       

En la lectura de nivel por transparencia, el líquido está contenido entre dos placas de vidrio planas y paralelas que permiten ver directamente el nivel de líquido, su color, características o interfase del líquido, al acoplar una lámpara de iluminación al sistema.

       

La principal ventaja de los medidores de nivel de cristal es que ofrecen una mayor seguridad en la lectura del nivel del líquido. Sin embargo son muy susceptibles a ensuciarse por el líquido que miden, dificultando la lectura del nivel. Además no resisten impactos, altas presiones, ni altas temperaturas.

 

        

        

 

 

Figura 2: Nivel de Cristal.

 

Figura 3: Medidor de Cristal.

 

2.1.3. INSTRUMENTOS DE FLOTADOR

 

Estos medidores funcionan a través de una actuador mecánico el que cuenta con un flotador pendiente de un cable, un juego de poleas, y un contrapeso exterior. Se emplean frecuentemente en el tratamiento de aguas y desechos.

 

El flotador, que puede estar formado por diversos materiales y  tener formas muy variadas según sea el tipo de fluido, puede estar conectado directa, magnética o hidráulicamente al estanque que contiene el líquido.

 

 

 

 

2.1.3.1. FLOTADOR DE CONEXIÓN DIRECTA (MODELO DE REGLETA)

 

Este modelo de flotador es, generalmente, una pieza metálica hueca de forma circular, con alambres de guía que van de la parte superior a la inferior del tanque, para limitar su movimiento. Constituye el modelo más antiguo y el más utilizado en tanques de almacenamiento de gran capacidad como los de fuel-oil y gas-oil.

 

El flotador de conexión directa está unido por una cadena o cinta flexible que desliza en un juego de poleas a un indicador de nivel exterior que señala sobre una escala graduada. Este indicador está provisto de un contrapeso de tal manera que la cinta o cadena se mantenga tensa (Figura 3.a).

 

Una de sus desventajas es que las partes móviles quedan expuestas al fluido y pueden romperse. Además, el tanque no puede estar sometido a presión y es esencial que el flotador se mantenga limpio. 

 

2.1.3.2. FLOTADOR ACOPLADO MAGNÉTICAMENTE 

 

En este caso el movimiento de flotador  es transmitido por medio de un acoplamiento magnético. El instrumento consta de un flotador que se desliza exteriormente a lo largo de un tubo de guía sellado, situado verticalmente en el interior del tanque (Figura 3.b). Dentro del tubo, una pieza magnética o imán, suspendida por medio de una cinta o cable, sigue al flotador en su movimiento y mediante el cable y un juego de poleas arrastra el índice de un instrumento situado en la parte superior del tanque. El instrumento puede ser un trasmisor neumático o eléctrico.

    

En tanques pequeños, el flotador puede adaptarse para actuar magnéticamente sobre un transmisor neumático o eléctrico (Figura 3.c) dispuesto en el exterior del tanque que capta la variable de proceso, nivel, y la transmite a distancia hacia el instrumento indicador, permitiendo así un control de nivel. Una aplicación típica la constituye el control de nivel de una caldera de pequeña capacidad de producción de vapor.

2.1.3.3. FLOTADOR ACOPLADO HIDRÁULICAMENTE

 

El flotador acoplado hidráulicamente (Figura 3.d) actúa en su movimiento sobre un fuelle de tal modo, que varía la presión de un circuito hidráulico y señala, en el receptor, el nivel correspondiente. Permite distancias de transmisión de hasta 75 metros y puede emplearse en tanques cerrados. Sin embargo, requiere una instalación y calibración  complicadas, y posee partes móviles en el interior del tanque.

 

En general, los instrumentos de flotador tienen una precisión de ± 0.5 %. Además son adecuados en la medida de niveles en tanques abiertos y cerrados a presión o al vacío, y son independientes  del peso específico del líquido.

 

Uno de los inconvenientes más frecuentes es que el flotador puede agarrotarse en el tubo guía por un eventual depósito de los sólidos o cristales que el líquido pueda contener y además, si el tubo guía es muy largo puede dañarse ante olas bruscas en la superficie del líquido o ante la caída violenta del líquido en el tanque.