¡Descubre todo sobre los interruptores de nivel y sus diferentes tipos! Si quieres estar al tanto de cómo funcionan y para qué se utilizan estos dispositivos esenciales en la industria, no puedes perderte este artículo. Conoce cómo los interruptores de nivel pueden facilitar tu trabajo y mejorar tus procesos. ¡No te lo pierdas!
Este artículo describe los interruptores de nivel y los tipos de interruptores de nivel. Los interruptores de nivel son instrumentos de medida instalados en un determinado punto del nivel. Se utilizan principalmente para detectar el nivel de llenado de productos almacenados en tolvas, silos y otros tanques de almacenamiento.
Cuando el interruptor de nivel cambia de estado (abierto/cerrado), activa una alarma de seguridad (tanque lleno o bajo) o activa una acción específica en el proceso. Por ejemplo, la acción específica puede ser poner en marcha una bomba para llenar o vaciar el tanque.
Diferencia entre interruptor de nivel y sensor de nivel
Aunque ambos nombres se usan a menudo como sinónimos, tienen diferentes propósitos. Se refieren a diferentes dispositivos en muchos aspectos.
Sensores de nivel realizan una medición continua del nivel del producto, por otro lado, los interruptores de nivel realizan una medición puntual. Significa que detectan la presencia o ausencia del producto a un nivel predefinido.
Interruptores de nivel son dispositivos de tipo encendido/apagado que alternan entre dos posiciones. El interruptor de nivel tiene dos estados, uno es para abrir y otro para cerrar el circuito.
¿Cómo elegir un interruptor de nivel?
Los interruptores de nivel se seleccionan teniendo en cuenta el tipo de producto (líquido, granular o sólido a granel), sus propiedades (conductoras o no conductoras, abrasivas, agresivas, etc.), la turbulencia en la superficie o la presencia de espuma.
Una vez elegido el tipo de interruptor, restrinja la selección a modelos capaces de soportar las condiciones de operación del proceso (presión, temperatura) y que estén construidos con materiales compatibles con el producto.
Diferentes tipos de interruptores de nivel
Los interruptores de nivel se pueden diferenciar por la tecnología que utilizan para su funcionamiento. El interruptor de nivel se elegirá en función del tipo de producto cuyo nivel se desee medir. Depende específicamente de si el producto es líquido, pastoso o sólido a granel.
1. Interruptor de nivel de flotador
Los interruptores de nivel de flotador se componen de un flotador de metal o plástico conectado a un eje mecánico o interruptor de láminas (dispositivo magnético).
Los interruptores de nivel de flotador funcionan con principios simples. Un flotador flota en la superficie líquida de un tanque. El flotador se mueve hacia arriba y hacia abajo de acuerdo con la subida y bajada del líquido dentro del tanque. Al llegar a una posición predeterminada, el interruptor la detecta y provoca el cambio de estado del interruptor.
Tipos de interruptores de flotador
1A. Interruptor de nivel con flotador suspendido
El flotador está suspendido del otro extremo de un cable. Tiene un dispositivo de actuación en su interior, generalmente es un interruptor mecánico y de láminas. El flotador sube y se inclina a medida que la superficie del líquido lo alcanza. La inclinación hace que el interruptor cambie de estado.
El interruptor de flotador es simple y fácil de manejar, pero la detección de nivel no es precisa. Ampliamente utilizado en bombas como dispositivo de seguridad para evitar el funcionamiento en seco de la bomba.
1B. Interruptor de nivel para montaje vertical
El flotador magnético se mueve a lo largo de un eje vertical, que integra un interruptor de láminas. Cuando el flotador alcanza la altura del interruptor de láminas, el estado del interruptor cambia.
El interruptor de nivel de tipo desplazador también es similar a un interruptor de flotador magnético. Consiste en un flotador, colgado en el tanque. Cuando el nivel del producto sube, el peso del desplazador se vuelve bajo, por lo que se activa el interruptor de nivel.
1C. Interruptor de nivel para montaje horizontal
El dispositivo consta de un flotador unido al extremo de un eje articulado horizontal. Con la subida del nivel del líquido, el flotador modifica la inclinación del eje articulado, activando el contacto.
2. Interruptor de nivel capacitivo
El funcionamiento de los interruptores de nivel capacitivo es similar al de los condensadores eléctricos.
Este interruptor junto con la pared del tanque actúa como un capacitor eléctrico. El interruptor de nivel en sí actúa como un electrodo y otro electrodo es la pared del tanque. La capacitancia se forma entre los dos electrodos. La capacitancia entre ellos varía cuando se alcanza el nivel preestablecido, lo que hace que el interruptor cambie de estado.
El aumento del nivel del producto provoca un cambio en la capacitancia. Lo mismo es detectado por el interruptor de nivel y convertido en una señal de conmutación.
Ventajas
- Detección tanto de nivel sólido como de nivel líquido.
- Se pueden detectar niveles de material tanto conductivo como no conductivo.
- La viscosidad del producto y la naturaleza pegajosa no afectan la medición.
- Interruptores de nivel resistentes a altas presiones y temperaturas de funcionamiento.
3. Interruptor de nivel conductivo
Los interruptores de nivel conductivos se utilizan claramente con líquidos conductivos. Su configuración básica consta de dos electrodos de un circuito eléctrico abierto, por lo que no pasa corriente entre ellos.
Cuando el líquido conductor sube y entra en contacto con los electrodos, cierra el circuito. Esto hace que la corriente fluya entre los electrodos, provocando que el interruptor cambie de estado. Los interruptores de nivel funcionan solo con líquidos conductores como detergentes, ácidos y soluciones a base de agua. No es adecuado con hidrocarburos, disolventes o aceites cuya conductividad suele ser muy baja.
También existen interruptores conductores fabricados con materiales resistentes a líquidos corrosivos.
Ventajas
- Los interruptores de nivel conductivos son simples, baratos y robustos.
- Son posibles varios tipos de montaje e instalaciones.
- No se requiere calibración.
- Los interruptores con múltiples electrodos permiten la detección de varios niveles.
4. Interruptor de nivel de horquilla vibratoria
El elemento sensor consta de una horquilla. Vibra a una cierta frecuencia resonante mediante el uso de un sistema piezoeléctrico. Cuando el producto entra en contacto con las sondas vibratorias, la velocidad de la vibración se vuelve lenta o se detiene.
Este tipo de interruptor es compatible con sólidos granulares y líquidos. Las propiedades del producto no afectan la sensibilidad del interruptor. Una ventaja más de estos detectores es que pueden usarse en áreas potencialmente explosivas. Esta propiedad lo hace adecuado para tanques de almacenamiento de materias primas, alimentos e industria química.
Ventajas
- Los parámetros del proceso, como la viscosidad, la conductividad y el tamaño de las partículas, no afectan la medición.
- Las condiciones de funcionamiento como la presión, la temperatura, la espuma y la obstrucción del producto no tienen ningún efecto.
- Resistente a la abrasión, fácil de instalar y no requiere calibración.
- No tiene efecto de desgaste, no requiere mantenimiento.
5. Interruptor giratorio de nivel de paleta
Varilla con guijarro es accionada por un motor eléctrico. Los interruptores de nivel de paleta rotatoria consisten en un eje con una paleta más unida a él. Impulsado por un motor eléctrico, su rotación es a baja velocidad.
Cuando el producto del silo o tanque entra en contacto con las paletas, su velocidad de rotación disminuye. El motor se detiene provocando el cambio de estado del interruptor.
Tanto los niveles altos como los bajos de sólidos a granel se encuentran en contenedores, tolvas y silos para granos, alimentos para animales, cemento, astillas de madera, detergente y nivel de azúcar.
Ventajas
- La principal ventaja es que no requiere calibración.
- Adecuado para aplicaciones simples.
6. Interruptor de nivel optoelectrónico
El funcionamiento de los interruptores de nivel optoelectrónicos se basa en un emisor LED infrarrojo y un fotorreceptor.
Un haz de luz infrarroja emitida desde la fuente (por el LED) cae sobre el prisma. Se refleja a su paso por el líquido y llega al receptor con menor intensidad. Hace que el estado del interruptor cambie. Solo la punta del prisma entra en contacto con el líquido.
Ventajas
- Este tipo de interruptor de nivel es compatible con todos los líquidos.
- El interruptor de nivel no se ve afectado por las características físicas del producto, como la conductividad, la densidad, la constante dieléctrica, el índice de refracción (RI) o el color.
- Sin partes móviles en la construcción del interruptor.
- Más adecuado en un entorno de riesgo.
- No se requiere calibración.
7. Interruptor de nivel de radar y láser
Los interruptores de nivel de radar y láser emiten rayos de radar ultravioleta y microondas y reciben las ondas reflejadas.
Los rayos ultravioleta del radar y las microondas golpean el objeto y se reflejan de regreso al transmisor. Mide la onda reflejada y calcula el tiempo total de viaje de la onda. La velocidad de la onda es igual a la velocidad de la luz. El controlador calcula la distancia tomando la velocidad y el tiempo en el cálculo.
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