04 septiembre 2009

Las últimas tendencias tecnológicas en instrumentación

Los transmisores de nivel ultrasónico y microondas (radar) continúan su rápido crecimiento gracias a su fiabilidad probada y bajos requerimientos de mantenimiento. Mientras tanto, los sistemas a nivel de transmisor diferencial continúan su rápido crecimiento a través de una base de aplicación en expansión, y gracias a su fiabilidad probada y sus bajos requerimientos de mantenimiento.
. Mientras tanto, sistemas a nivel (DP) de transmisión diferencial se benefician de unas mejores prácticas de construcción, dimensionamiento e instalación, consiguiendo una fiabilidad instalada incrementada. .
Los últimos desarrollos en diagnosis de instrumentos permiten una interrogación remota de las condiciones de los instrumentos y avisos con antelación de los problemas potenciales.
Radar
Two-wire radar es una solución poderosa y versátil aplicable a un amplio rango de aplicaciones difíciles. Proporciona métodos de medición fiables donde fallan otras tecnologías, y puede también proporcionar mediciones de interface. La tecnología radar está disponible en dos formas, con transmisor sin contacto a través del aire, o "through-air" o radar de ondas con transmisor con contacto (contacting transmitter guided wave radar – GWR), que usa una varilla o conductor de guía.
Ambas tecnologías son capaces de medir casi cualquier líquido y no están afectadas por propiedades del fluido tales como densidad y viscosidad. Un radar sin contacto es ideal para aplicaciones con líquidos agresivos y corrosivos, mientras que GWR es particularmente conveniente para líquidos dieléctricos bajos tales como los hidrocarburos, a menudo bajo altas temperaturas y presiones. GWR mide niveles e interfaces en tanques, incluyendo separadores o tanques de condensado. Puede también ser usado para gases licuados como GLN, GLP o amoniaco anhidro.
El radar a través del aire depende de señales de eco que se reflejan de la superficie del líquido al transmisor. Proporciona una lectura de nivel exacta y fiable sin partes móviles o contacto con el líquido, y eliminando de esta forma costosos requerimientos de mantenimiento. En aplicaciones difíciles, las señales perdidas rebotan en el tanque o contenedor causando reflexiones o interferencias que pueden distorsionar la medición, y las condiciones de superficie difíciles como espumas pesadas, que pueden reducir el tamaño del eco considerablemente. Los avances en procesado de señales disponibles en la última generación, los transmisores de gama alta permiten mediciones repetibles, fiables en tanques de formas inusuales, obstáculos tales como o agitadores en el recipiente, altas temperaturas de proceso o altos niveles de interferencia electromagnética.
Similarmente con algunas aplicaciones GWR, especialmente las que implican hidrocarburos, reducen significativamente la señal reflejada. Uno de los últimos es la denominada tecnología de interrupción directa (direct switch technology (DST), el sistema proporciona una señal de medición mucho más fuerte que la de los dispositivos GWR para proporcionar mediciones fiables en largas distancias y con materiales dieléctricos muy bajos, incluso con una sonda principal simple.
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El uso de una interface galvánica inteligente (SGI) incrementa la capacidad del transmisor para manejar interferencias electromagnéticas – un fenómeno común en silos abiertos y recipientes de plástico.
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Uno de los más interesantes desarrollos en la tecnología de medición de nivel con radar es el uso de gráficos de tanques – de manera efectiva un mapa de los ecos del tanque. Analizando y comparando tales gráficos en el tiempo, los procesadores pueden identificar tendencias, que pueden ser útiles para planificar el mantenimiento o la realización de mejoras a largo plazo.
Ultrasonidos
La tecnología de medición de niveles por ultrasonidos está probada y es fiable, particularmente para líquidos acuosos, hidrocarburos y agentes químicos no volátiles, sólidos suspendidos y control de superficies de lodos. Ofrecen una solución efectiva en costes, altamente fiable y simple para aplicaciones de menor demanda tales como aplicaciones de almacenaje o recipientes de proceso no complicados.
Los avances en los métodos de compensación de temperatura han conseguido que los transmisores ultrasónicos pueden ser usados fiablemente en aplicaciones de flujo de canal abiertos.
Presión diferencial
Los transmisores de nivel DP son un método preferencial para medir niveles en todo tipo de aplicaciones. Estos instrumentos de presión basados en transmisores de presión tienen dos conexiones al recipiente de proceso, uno en la base y otro en la parte superior, tal que cualquier presión de contenedor puede medirse y sustraerse de la presión medida en la base del recipiente, dando una medición del nivel del líquido.
Las continuas mejoras en la construcción de sistemas de nivel de DP y configuraciones de montaje directo realzan la fiabilidad. Para su uso en tanques abiertos o venteados, están disponibles transmisores de nivel hidrostáticos. Fabricado en acero inoxidable rugoso o bronce aluminio, los productos más robustos tienen un sensor cerámico de bajo coste que es simple de instalar.
Medición del nivel de puntos
Si bien los transmisores de nivel continuo pueden proporcionar funcionalidad para control sofisticado, la detección del nivel de punto es ampliamente requerida para cumplir standards de seguridad sobre desbordamiento y nivel mínimo.
La tecnología de interruptores de nivel de puntos incluye interruptores de flotación magnéticos y dispositivos de horquilla vibrantes. Si bien estas tecnologías no han cambiado en lo fundamental en muchos años, los fabricantes continúan avanzando para impulsar la fiabilidad a largo plazo. Ejemplos de las últimas tecnologías incluyen una nueva versión del interruptor de flotación magnético aprobado ATEX de Mobrey, y una nueva versión interruptor de nivel de líquido fork vibrante de alta temperatura de Rosemount 2100, diseñado para uso en temperaturas extremas en el rango – 70 a + 260ºC.
Ejemplo 1: Control del nivel de superficie de propano líquido usando GWR
El propano líquido se usa como refrigerante en muchas plantas industriales. Un problema común es controlar el nivel de propano líquido en tanques de acumuladores para controlar el proceso de recirculación y asegurar que el suministro de propano es suficiente. Debido a la turbulencia de superficie, baja constante dieléctrica y temperatura del líquido, la medición del nivel ha sido históricamente impracticable.
Para solucionar este problema, los ingenieros aplican sistemas de medición de nivel GWR, el Rosemount 3300. Puede utilizarse un diseño de sonda coaxial, que concentra la medición en un área definida. Esto incrementa la señal respecto al ratio del ruido de la señal de superficie en un fluido con constante dieléctrica variable o baja.
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El punto de ensayo tiene una longitud de sonda de 1,5 m, y puede instalarse a través de una brida en una conexión de proceso existente en el tanque. El nivel de propano se detecta inmediatamente y el sistema de medición hace que se informe de las medidas inmediatamente.
Ejemplo 2: Mediciones de caudal en canales abiertos.
El sensor de temperatura remota es ideal para ayudar para procesos industriales. Típicamente, tales sistemas consisten en un transmisor de nivel ultrasónico, usado en aire abierto, los transmisores de nivel ultrasónicos convencionales son propensos a sufrir inexactitudes causadas por la "ganancia solar" cuando el sol brilla directamente sobre él y calienta el aire entre el transmisor y la superficie del líquido. El transmisor MSP00FH se ha diseñado para superar este problema usando un sensor de temperatura cableado directamente al transmisor. .
Midiendo tan sólo una longitud de 10 mm x 10 mm de diámetro, el sensor compacto puede estar localizado fácilmente en un punto sombreado apropiado entre la superficie del líquido y el transmisor. De esta forma, el sistema asegura que la medición de la temperatura del aire usado en la velocidad del cálculo del sonido es auténticamente representativa. El sensor es cableado hacia el transmisor con un cable de dos metros, de forma que no se requiere cableado adicional, y sólo una simple conexión al controlador, manteniendo los costes de instalación al mínimo. La señal al transmisor es realimentada al controlador MCU90F, lo cual convierte la lectura de nivel en lectura de caudal.