INTRODUCCIÓN

En los procesos industriales la medición y el control de nivel se hace necesario para

asegurar funcionamiento del proceso de manera continua, control de inventarios ó

bien para condiciones de seguridad: para evitar que un líquido se derrame.

El uso de Transmisores “Inteligentes” hace posible la interpretación del nivel real (p.e.

puede eliminar o compensar la influencia de la espuma en flotación del tanque, en la

lectura), la eliminación de las falsas alarmas y la fácil calibración del aparato en

cualquier punto de la línea de transmisión. Además de obtener exactitudes en las

lecturas altas, del orden del ± 0.2%, en el inventario de materias primas o finales o en

transformación en los tanques del proceso.1

Elevación de Cero

Cuando se necesita colocar el medidor en una posición diferente al nivel cero del

líquido debido a facilitar acceso, visualización y mantenimiento; Cuando se requiere

garantizar un sello, cuando se requiere modificar el punto Cero de la medición de nivel,

debe considerarse en la calibración del instrumento, el efecto producido por la

columna de agua que se forma entre la toma de alta presión del transmisor y el punto

cero físico de la medición. Garantizando así no contabilizar la presión ejercida por este

tramo.

Supresión de Cero

Para tanque cerrados, donde hay presencia de vapores o gases condensables, debe

considerarse un montaje del transmisor de presión diferencial para nivel, con una

pierna húmeda, entre la parte superior del tanque y la toma de baja presión del

transmisor, pero lo anterior generaría una presión en la toma de baja del transmisor,

por lo cual debo suprimir esta, para efectos de calibración del cero del transmisor.

1 CREUS, A. (2013). Instrumentación Industrial. Octava Edición. Ed. Alfaomega, México.

OBJETIVO DE LA PRÁCTICA:

Realizar la medición de Nivel por Supresión y Elevación del Cero con el uso de

un Transmisor de Presión Diferencial.

ELEMENTOS UTILIZADOS:

1. Hand Held Mycro XTC Communicator Moore2. Transmisor: Marca: Moore, Serie: 340D, Modelo: 340D2BH12B5NN13, Con

Indicación Digital, Salida: 4-20 mA, Rango: 10 a 450 inH2o, Presión Max: 4000 psi, Calibración de Fabrica: 0 - 100 Psi, Conex. Proceso: 1/4" NPT Manifold 3 vías

3. Tanque Vertical en Acero Inoxidable:a. H: 1210 mmb. Diámetro: 343 mm

MEDICIÓN DE NIVEL POR ELEVACIÓN CON REFERENCIA

Cuando el transmisor de nivel está montado por debajo de la tubería que lo conecta al tanque, la toma de alta presión tiene una presión positiva cuando el nivel está al mínimo, de modo que señalaría nivel en estas condiciones. Para que la señal del transmisor sea 4 mA , es necesario elevar el cero del instrumento con el fin de poder ajustar el cero del proceso.

URL (Upper Range Limit): es la presión más alta ajustada al transmisor, respectándose el límite superior del sensor.

LRL (Lower Range Limit):es la presión más baja ajustada al transmisor, respectándose el límite inferior del sensor.

PROCEDIMIENTO:

1. Tomar las dimensiones del Tanque:

2. Definir en el Tanque los niveles de referencia:

Nivel 0% (Low Level): 460 mm

NIvel 100% (High Level): 797 mm

Dado que el Peso Específico del agua es 1, entonces:

Nivel 0% (Low Level): 460 mm 460 mmH2O

NIvel 100% (High Level): 797 mm 797 mmH2O

3. Definir una escala en porcentaje en el tanque que permita ir evaluando el

comportamiento del transmisor de presión en diferentes niveles.

4. Realizar el diagrama de Conexión como Transmisor

5. Para ajustar el Cero del proceso con referencia es necesario:

a. Prender la bomba de alimentación del tanque y llenarlo hasta el nivel

con referencia de Cero.

b. Con el HandHeld ajustar este nivel como LRL del transmisor.

6. Para ajustar el Nivel máximo del proceso con referencia es necesario:

a. Prender nuevamente la bomba de alimentación del tanque y llenarlo

hasta el nivel con referencia de 100%.

b. Con el HandHeld ajustar este nivel como el URL del transmisor.

Análisis Matemático

7. Verificar con la división de escala en el tanque el funcionamiento del Transmisor:

100 % 392.54 mmH20

75 % 644.32 mmH20

50 % 561.42 mmH20

25 % 476.90 mmH20

0 % 392.54 mmH20

MEDICIÓN DE NIVEL POR SUPRESIÓN CON REFERENCIA

En tanques cerrados y a presión con fluidos que pueden vaporizar a temperatura

ambiente y a la presión de operación, existe el riesgo de condensación del líquido en la

línea de compensación o tubería húmeda (wet leg) que comunica con la toma de baja

presión del instrumento. Una solución es instalar un pote de condensado en la parte

inferior de esta tubería con una válvula de asilamiento y purgar periódicamente el

condensado, si bien, tiene el gran inconveniente del mantenimiento excesivo.

Al ser condensables los gases o vapores que están sobre el líquido, la tubería húmeda

(wet leg) se llena gradualmente con el condensado hasta llenar todo el tubo, en cuyo

caso tendrá mayor presión que la tubería de alta presión (HP) y, por lo tanto, el

transmisor leerá el nivel a la inversa (indicará bajo cuando el nivel sea alto y viceversa).

Por lo tanto, es necesario realizar Supresión del CERO.

Ajuste del Transmisor

1. Llenar la toma de baja del Transmisor con agua y referenciar los puntos: Máximo/Mínimo de la “pierna de baja” de acuerdo al nivel del tanque.

2. Tomando como referencia la altura de la “pierna de baja” y los niveles Máx/Mín en el tanque considerar los ajustes para 4 mA y 20 mA del Transmisor:

4 mA = LmínS- hSf

4 mA = (460mm*1)-(1150mm*1) = -690 mmH20

20 mA = LmáxS- hSf

20 mA = (797*1) -(1150*1) = -353 mmH20

Ajuste del Transmisor:

-703.69 mmH20 4 mA -357.11 mmH20 20mA

Análisis Matemático considerando los valores con los que se ajustó el transmisor:

ERRORES DURANTE EL PROCESO DE AJUSTE DEL TRANSMISOR

Las diferencias entre las medidas de referencia en el tanque y las mediciones del Transmisor son debido a:

1. Error de Paralaje: Debido a que la observación de la lectura en algunos casos fue efectuada de modo que la línea de observación al índice no fue perpendicular a la escala del instrumento, en este caso la línea de referencia el visor de nivel del tanque.

2. Desviación con el punto de referencia en el tanque y la cinta métrica entre medidas, generó diferencias entre la lectura del Transmisor y la medición con la cinta métrica.

CONCLUSIONES

Para aplicar el procedimiento de elevación de cero, siempre se debe garantizar

que la instalación del transmisor se realice por debajo del nivel físico donde se

desea configurar el punto cero de la medición.

Para tanques de proceso cerrados, donde hay presencia de vapor o gases

condensables, se debe considerar la instalación de una pierna húmeda,

garantizando así que la calibración del cero, no se vea afectada posteriormente

por la condensación de líquidos en la toma de baja presión del transmisor.

Para tanques de proceso abiertos se debe realizar una conexión del transmisor

diferencial con su toma de alta presión hacia el tanque (en la parte inferior) y la

toma de baja presión se debe dejar a presión atmosférica.

La Hand Held como elemento de comunicación entre el transmisor y el usuario,

permite tanto la visualización de los parámetros del proceso en línea, como

también la parametrización del mismo. Lo cual fue una herramienta de gran

ayuda para el desarrollo de la práctica, obteniendo así resultados equivalentes

a los calculados teóricamente para la parametrización.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

CREUS, A. (2013). Instrumentación Industrial. Octava Edición. Ed. Alfaomega,

México.