Una guía completa de los métodos de medición de nivel: presión estática, ultrasónico, radar y óptico

La medición de nivel es un parámetro crítico en industrias que van desde el tratamiento de agua hasta la petroquímica. Diferentes procesos, medios y entornos requieren diferentes tecnologías de sensores. Aquí, comparamos cuatro métodos de medición de nivel ampliamente utilizados — sus principios de funcionamiento, ventajas, limitaciones y escenarios de aplicación ideales — para que pueda tomar una decisión informada.

Medición de nivel por presión estática (hidrostática)

Dos enfoques principales: Basado en la presión hidrostática ejercida por una columna de líquido:

Presión a una profundidad dada = Densidad del líquido × Aceleración gravitacional × Altura del líquido.

Un transmisor de presión en el fondo de un tanque mide esta presión, que luego se convierte en nivel.

Respuesta extremadamente rápida

• Simple, rentable y probado
• Funciona en varias formas de tanque
• Alta precisión para líquidos limpios

Los sistemas láser pueden ser costosos

• Requiere conocimiento de la densidad del fluido (los cambios de densidad afectan la precisión)
• No es ideal para sólidos o lodos con densidad variable
• El sensor debe estar en contacto con el medio del proceso

Medición de tanques de alta precisión, líneas de envasado, fluido de semiconductores

• Reservorios de agua, tanques de almacenamiento de productos químicos, fosas de aguas residuales

Medición de nivel ultrasónica

Dos enfoques principales: Utiliza ondas sonoras de alta frecuencia:

• El transductor emite un pulso ultrasónico hacia la superficie del líquido.
• El tiempo de retorno del eco se mide y se convierte en distancia/nivel.

Respuesta extremadamente rápida

• Medición sin contacto
• Sin partes móviles → bajo mantenimiento
• Funciona con la mayoría de los líquidos y algunos sólidos

Los sistemas láser pueden ser costosos

• La precisión se ve afectada por la espuma, los vapores, el polvo, la turbulencia y la temperatura
• Requiere una trayectoria clara entre el transductor y la superficie

Medición de tanques de alta precisión, líneas de envasado, fluido de semiconductores

• Tanques de tratamiento de agua, silos de granos, recipientes de la industria alimentaria

Medición de nivel por radar (microondas)

Dos enfoques principales: Utiliza ondas electromagnéticas (microondas):

• La antena de radar emite pulsos hacia la superficie del producto.
• Las señales reflejadas se miden para calcular el nivel.

Dos tipos principales: Pulsado y radar FMCW (onda continua modulada en frecuencia).Ventajas

Respuesta extremadamente rápida

• Muy alta precisión
• Funciona en condiciones difíciles (vapor, espuma, alta presión)
• Limitaciones

Los sistemas láser pueden ser costosos

• Requiere la selección e instalación correctas de la antena
• Aplicaciones típicas

Medición de tanques de alta precisión, líneas de envasado, fluido de semiconductores

• Medición de nivel óptica (láser o fotónica)

Principio

Dos enfoques principales:Medición de distancia por láser

• : envía un rayo láser a la superficie y mide el tiempo de reflexión.Sensores de punto ópticos
• : detectan la presencia/ausencia de líquido utilizando la refracción de la luz.Ventajas

Respuesta extremadamente rápida

• Alta precisión para ciertas aplicaciones
• Opciones sin contacto disponibles
• Limitaciones

Los sistemas láser pueden ser costosos

• Los sensores de punto ópticos miden solo en un punto de nivel único
• El rendimiento se ve afectado por la transparencia, el color o la reflectividad de la superficie
• Aplicaciones típicas

Medición de tanques de alta precisión, líneas de envasado, fluido de semiconductores

• Comparación lado a lado

Característica / Método

Líquidos de densidad estable, económicos

1. → Presión estáticaSin contacto para tanques limpios
2. → UltrasónicoEntorno industrial exigente, máxima precisión
3. → RadarDetección rápida y precisa o medición precisa de la distancia
4. → ÓpticoConclusión final

No existe una solución única para la medición de nivel. Su mejor opción equilibra las condiciones del proceso, las limitaciones de instalación, las limitaciones de instalación, y el presupuesto. Comprender cómo funciona cada tecnología, y sus fortalezas y compensaciones, es el primer paso para un rendimiento confiable y a largo plazo.