Medidores de nivel. Tipos y características
Existen distintos métodos para la medición de nivel de líquidos con características particulares que los hacen más para unas aplicaciones u otras.
Los principales tipos de medidores de nivel son los que se basan en :
  1. Medición directa.
  2. La presión hidrostática.
  3. Las propiedades eléctricas del líquido.
  4. El desplazamiento.

Los medidores de nivel comerciales suelen combinar varios de los métodos anteriormente citados para aprovechar cada una de las ventajas que ofrecen.

1.- Medidores de nivel directos.

Son aquellos que se basan en la medición directa de la altura de líquido. Se pueden dividir en aquellos que son mecánicos y generalemente manuales de los que basan la medición del nivel en un flotador acoplado a equipo eléctrico.

Varilla de medición

Consiste en una varilla que se introduce en el tanque a medir. Al retirar la varilla del depósito, el nivel alcanzado quedará marcado en la varilla.

El operario que realiza la medición está en la parte alta del depósito por lo que este método está contraindicado para la medición de productos cuyas propiedades puedan ser perjudiciales para el operario o sea complejo situarse en la parte alta del depósito.

Cristal de medición

A dos llaves situadas en los extremos inferior y superior del depósito se coloca un tubo de vidrio o plástico transparente que permite ver visualmente la altura del líquido.

Tiene la ventaja de ser rápido y cómodo y la desventaja principal de que el elemento transparente suele ser menos resistente que el material con el que está fabricado el depósito y puede romperse ocasionando un vertido de producto.

Flotador

Un flotador en el interior del depósito marca permanentemente el nivel del líquido. Hay múltiples maneras de transmitir el nivel del flotador al operario.

Mecánicamente. Mediante una cuerda, se ata el flotador a un contrapeso y una escala calibrada que marcan el volumen del líquido. Rápido, económico y directo pero voluminoso y que puede enredarse.

Magnéticamente. El flotador lleva incorporado un iman que transmite la señal, bien a una pieza metálica en el exterior, la cual se mueve en función del flotador o bien a un circuito eléctrico que se abre o cierra en función de la persencia o no del flotador.

Coltech fabrica medidores de nivel por flotador del segundo tipo.

En ocasiones, como los depósitos de combustibles líquidos, por temas legales, es necesario calcular el volumen del depósito a una temperatura concreta. Como el nivel de líquido varía con la temperatura, algunos de estos medidores de nivel, deben incorporar un sensor de temperatura para compensar así las desviaciones.

2.- Medidores de nivel hidrostáticos

Se basan en la presión que ejerce la columna de líquido. Esta presión dependerá del nivel de producto, de su densidad y de la presión atmosférica.

Medidores de nivel por presión

La manera más sencilla de medir el nivel es colocar un sensor de presión relativa ( sin contar la presión atmosférica ) en la parte baja del depósito. La presión del líquido será recogida por el sensor y ajustando por la densidad se conocerá el nivel.

Medidores de nivel por burbujeo

Cuando no es posible o conveniente colocar un sensor de presión en el fondo del depósito, se puede colocar una varilla hueca que llegue hasta el fondo y desplazar el líquido que hay dentro de la varilla por aire. Sobre el punto más bajo de la varilla se ejercerá una presión equivalente a la altura del líquido que se transmitirá hasta un punto alejado del depósito donde se coloca un sensor de presión.

Son equipos muy robustos que no tienen partes móviles en contacto con el líquido y seguros por no llevar electricidad a la zona del depósito. El burbujeo, además, limpia la zona y evita que se queden resíduos que impidan la medición del nivel. Está desaconsejado su uso en líquidos muy viscosos en los que la burbuja no pudiera quedar atrapada y no se transmita la presión de manera correcta.

Los medidores de nivel de la serie NV1000 de Coltech funcionan bajo este método.

Medidores de nivel por presión diferencial

El principal inconveniente de medir la presión para encontrar el nivel, es que la altura del líquido depende de la densidad del mismo. Muchas veces la densidad es desconocida o variable, bajo efectos como la temperatura. Midiendo en dos puntos a una distancia conocida, se puede calcular la densidad y una vez conocida, calcular con precisión la altura del líquido.

3.- Medidores de nivel según las propiedades eléctricas del producto a medir

Medidores de nivel capacitivos

Funcionan midiendo las variaciones de la capacitancia de una sonda introducida en el líquido del cual se quiere medir el nivel.

La constante dieléctrica del líquido es diferente de la del aire; midiendo la cantidad de carga eléctrica en la sonda se establece la altura del líquido.

Los medidores de nivel capacitivos ofrecen la ventaja de no tener partes móviles.

Los medidores de nivel de la serie SC de Coltech funcionan bajo este principio.

Medidores de nivel por ultrasonidos.

Los niveles de ultrasonidos emiten una onda que llega hasta la superficie del líquido y rebota hasta volver a llegar al sensor de nivel. El tiempo que tarda la onda en ir y venir determinará la distancia entre sensor y altura, que restando de la altura total, ofrecerá la altura del líquido.

Generalmente trabajan a 20 o 40 kHz.

Ofrecen la ventaja de que no hay partes inmersas en el líquido y su colocación es muy sencilla. Pueden presentar problemas cuando los líquidos forman espumas o la geometría del depósito genera ecos que perturban la señal de la lámina de líquido.

Medidores de nivel conductivos

Funciona en líquidos conductores de la electricidad y detectan el cierre de un circuito eléctrico.

Se suelen emplear como medidores discretos por puntos. Se colocan dos electrodos a la altura que se desea controlar. Un electrodo está conectado al negativo de una pila y otro al positivo. Cuando el líquido baña ambos electrodos, se cierra el circuito eléctrico, detectándose, de esta manera, que el líquido ha alcanzado este nivel.

Son muy sencillos y económicos. El principal inconveniente es que no todos los líquidos conducen la electricidad, lo que restringe el ámbito de aplicación de esta tecnología.

4.- Medidores de nivel por desplazamiento

Funcionan acomplando un flotador a un indicador mecánico mediante un brazo. El flotador se mueve a lo largo del rango del depósito y ese desplazamiento se transmite al dial mediante el brazo.

Son sencillos pero no suelen tener una precisión muy alta.