¿Qué es un interruptor o sonda de nivel?

La sonda de nivel es un instrumento que cuenta con una electrónica capaz de identificar cuando el electrodo se encuentra sumergido dentro del agua. … La sonda cuenta con un cable graduado, mismo que de manera manual y visual se tomará la lectura del cable a la profundidad donde se detecta el nivel del agua.

Este dispositivo presenta muchas aplicaciones, además de los diferentes tipos que podemos encontrar, es por ello que te invito a seguir leyendo con la máxima atención, pues la información de este artículo tiene mucho contenido y no querrás perderte de nada. ¡Vamos a ello!

¿Qué es un sensor de nivel?

Básicamente, un sensor de nivel en un equipo eléctrico que se encarga de medir la altura que presenta el material, el cual en la mayoría de casos es el líquido que se halla en el interior de un tanque o algún otro recipiente.

Asimismo, es un dispositivo integran para mantener un control de procesos en diferentes industrias, a su vez, los sensoresde nivel están divididos en dos tipos fundamentales:

Por una parte encontramos a los sensores de nivel de punto, los cuales se emplean para el marcaje de la altura que presenta un líquido en un nivel preestablecido.

Normalmente, estos sensores tienen un funcionamiento de alarma, el cual indica un sobre-llenado en el momento que el nivel determinado se ha logrado, o por el contrario, activa una alarma si el nivel del mismo es bajo.

Por otra parte, encontramos al sensor de nivel continuo, los cuales presentan un sistema más sofisticado y cuentan con el poder de llevar a cabo el seguimiento del nivel que presenta un sistema.

Este tipo de sensores miden el nivel de líquido sobre un determinado rango en concreto, en vez de hacerlo con un punto único, lo que genera una salida analógica directamente correlacionada con el nivel de fluido presente en el recipiente.

En ese sentido, para la creación de un sistema de gestión del nivel, está señal de salida debe estar ligada a un indicador visual y un bucle de control del proceso.

Cómo funciona un sensor de nivel

El sensor identifica el nivel de líquido presente en los tanques y depósitos sobre el punto en el que se encuentre instalado, emitiendo por medio de una señal de tipo On/Off en el momento que se haya logrado el nivel de llenado, de vaciado o algún nivel que se haya determinado en proyecto.

Gracias a que se encuentran fijados sobre un punto en el depósito, un sensor de nivel no se muestra influenciado por aquellas vibraciones y ondulaciones, lo que garantiza una mayor fiabilidad y repetibilidad con respecto a otro dispositivos de detección de nivel.

Asimismo, los sensores presentan conmutaciones de cargas que llegan incluso a los 20 W, lo cual es suficiente para la señalización del nivel con la ayuda de una alarma acústica o lámpara, en aquellos sistemas de control de tipo digital o para el accionar de los relés, contactores y PLC, así como en la activación o desactivación en las bombas de agua.

En ese sentido, este tipo de dispositivos son considerados como sensores de potencia baja y no son utilizados de manera directa para el accionar de las bombas, las cuales funcionan con una potencia y corriente de mayor envergadura.

Algunas Aplicaciones con Sensores de Nivel

Algo a destacar de los sensores de nivel es el hecho de que disponen de un diverso catálogo de aplicaciones, y es que se pueden emplear para el control y automatización de distintas áreas, las cuales son:

  1. Pozos:En este contexto se utilizan para mantener un control del nivel, al igual que en la protección de las bombas.
  2. Obra civil:En este escenario se utilizan de cara a mantener un control ya sea del llenado o vaciado por parte de los tanques de agua y de las cisternas.
  3. Depósitos de aceite:Aquí los sensores de nivel se utilizan para la ayuda de los sistemas de control sobre el nivel de aceite.

Selección del sensor de medición de nivel

Al momento de elegir un sensor de nivel es importante que se realicen una serie de preguntas clave, las cuales son:

  • ¿Se está midiendo un producto sólido o líquido? ¿Requiere de un sensor de nivel del agua?
  • ¿Cuál es la temperatura que presenta la aplicación y los diferentes rangos de presión?
  • ¿Se necesita nivel punto o una medición continua?
  • ¿Cuál es el rango de medición de nivel que se necesita?
  • ¿Es conductor eléctrico el material que se mide?
  • ¿Va a presentar acumulación la capa de material sobre las superficies?
  • ¿Se generan turbulencias, vapor o espuma sobre la superficie del producto líquido?
  • ¿Se va a requerir medición de nivel con o sin contacto?
  • ¿Qué tipo de salida es requerida, digital, display, analógica, relé…?

Variaciones de diseño

Interruptores de flotador

En este tipo de sensor de nivel, un flotador de tipo magnético se moviliza por la superficie líquida, activando un tipo de sellado hermético en el tallo.

A su vez, el mantenimiento sencillo permite que se pueda instalar de manera sencilla, lo que minimiza el impacto, la presión y la vibración

A su vez, el mantenimiento sencillo permite que se pueda instalar de manera sencilla, lo que minimiza el impacto, la presión y la vibración, además, trabajo con diferentes medios de comunicación. Este interruptor de láminas puede ser de tipo unipolar (SPST), o, de tiro doble (SPDT). A su vez, son los más utilizados en el agua.

Sensor de nivel ultrasónico sin contacto

Este tipo de sensores incluye un procesador de la señal analógica,

Este tipo de sensores transmite los impulsos hacia una puerta de señal en la ruta del microprocesador incluido en su diseño, el cual por medio del procesador de señal analógica emite un haz de ultrasonido hacia la superficie líquida.

Asimismo, este sensor de nivel identifica el eco presente en la superficie para enviarla de regreso al microprocesador para realizar una representación digital de la distancia que existe entre el sensor y el nivel que presenta la superficie. Por medio de una constante actualización de cada señal recibida, el microprocesador realiza el cálculo de los valores promedios para la medición del nivel de producto (líquido en este caso).

Sensor de nivel ultrasónico de contacto

Este es un dispositivo de ultrasonido de energía baja que se halla en el interior de los sensores de nivel del líquido sobre un determinado punto.

Asimismo, dispone de un sensor montado, así como un amplificador integrado del estado sólido, en ese sentido, los sensores de tipo ultrasónico de contacto no cuenta con partes móviles, las cuales tampoco requieren de calibración.

Generalmente se encuentran equipados de bloques con terminales para realizar la conexión de una fuente de suministro y los dispositivos externos de control. A su vez, la señal de ultrasonido pasa por un hueco de 12 mm ubicado en el sensor, lo que controla a los interruptores del relé en el momento que la brecha contiene el líquido.

Asimismo, su nivel de detección se encuentra en el medio por todo el largo que presenta el espacio donde se encuentran montados los sensores en horizontal.

Por la parte superior, donde los sensores se encuentran montados de manera vertical, sucede que conforme el líquido empieza a caer por debajo del nivel, es cuando atenúa la señal ultrasónica y por último llega a conmutar el relé hasta su estado previo.

Este tipo de sensores de nivel son empleados en tanques o conductos con el objetivo de operar de forma automática las válvulas de solenoide, bombas y aquellas alarmas de alto/bajo.

Cuando se trata del llenado y vaciado de los tanques de agua, es necesario el uso de los sensores de nivel así como para la medición de volúmenes altos de líquido. Además, presentan compatibilidad con la gran mayoría de líquidos, salvo los de alta aireación y con un nivel de viscosidad que pueda provocar obstrucciones.

Sensor de nivel por capacitancia

Cómo sucede con los sensores de nivel ultrasónicos, este tipo de sensores tienen la capacidad de manejar una medición de nivel continua o puntual.

En ese sentido, emplean una sonda para el monitoreo de los cambios del nivel en el líquido del tanque, lo que condiciona de manera eléctrica la salida con valores resistivos y capacitivos, los cuales se transforman en una señal analógica.

Asimismo, el recipiente y la sonda serán el equivalente al par de placas que tiene un capacitor, mientras que el líquido será el equivalente al medio dieléctrico.

Gracias a que la señal emite sólo un par de cambios en el nivel, el cúmulo de materiales en la sonda no va tener efecto alguno. En ese sentido, aquellos recipientes donde se almacena el fluido no conductor podrán indicar dobles sondas o una banda externa conductora.

Del mismo modo, esta sonda puede ser de tipo flexible o rígido, y además emplea un alambre conductor con un aislamiento de OPTE.

La utilización de acero inoxidable como un material propio de la sonda brinda una sensibilidad adicional que es requerida para la medición de líquidos de tipo no conductor, los granulares o con propiedades dieléctricas bajas.

En ese sentido, se deben emplear sondas flexibles en el momento que no haya espacio libre necesario para una sonda de tipo rígida, o por el contrario, en aplicaciones donde se exige una longitud muy grande.

Diferencias de los interruptores de nivel con respecto a los sensores de nivel

En el caso de los interruptores de nivel, tal como pasa con los sensores de nivel, son dispositivos que se emplean para la medición especialmente del nivel de llenado que presentan diferentes productos sobre un depósito, tanque y demás equipos de almacenamiento.

Aunque ambos conceptos se emplean generalmente para propósitos similares, la verdad es que son dispositivos diferentes.

Mientras que por el lado de los sensores de nivel llevan a cabo una medición constante sobre el nivel que presenta un producto, en el caso de los interruptores de nivel llevan a cabo una medición de manera puntual, en otras palabras, básicamente realizan una detección de la ausencia o presencia de un producto sobre un nivel predeterminado.

A su vez, un interruptor de nivel es un dispositivo de tipo On/Off (encendidoy apagado), el cual alterna entre una posición para abrir y otra para el cierre del circuito.

En el momento que un interruptor de nivel varía su estado de abierto o cerrado, este acciona inmediatamente un contacto, en el que se activa un alarma de seguridad o, desencadenando un tipo de acción específica durante el proceso, por ejemplo, poner a funcionar una bomba para el llenado o vaciado del depósito.

¿Cómo elegir un interruptor de nivel?

Al momento de optar por un interruptor de nivel, lo primero que se debe tener en cuenta es determinar la tecnología y cuál es la más adecuada para un determinado objetivo, lo que sería en este caso, el tipo de producto con el que se va a trabajar, ya sea líquido, pastos o también el sólido a granel.

Por ello, a su vez se debe determinar las propiedades de los mismos, si es conductor, no conductor, si es abrasivo, agresivo, y demás propiedades que pueda presentar el producto, además de la presencia de espuma o algún tipo de turbulencias que tenga la superficie.

Ya elegido el tipo de tecnología, es solo cuestión de restringir la selección únicamente en aquellos modelo que tengan la capacidad de resistir las condiciones que presenta el funcionamiento de este proceso (la presión y temperatura por ejemplo), a la vez que estén construidos a base de materiales que tengan compatibilidad con el producto.

Asimismo, también ha de considerarse el montaje, en ese sentido, los interruptores de nivel se pueden encontrar horizontales o verticales, también de forma roscada, de brida o también algunos más compactos que otros.

Y por último, es necesario tener en consideración la señal de la salida de dicho interruptor de nivel. En ese aspecto podemos encontrar diversas señales de salida, ya sea de contacto seco, al igual que de transistor PNP o NPN.