Che si tratti di acqua, acque reflue, petrolio, prodotti chimici o qualsiasi altra forma di liquido o solido, l'accuratezza della misurazione del livello può essere un fattore determinante per il profitto e la sicurezza dei propri processi produttivi.
A causa di questa importanza e della grande quantità di materiali di processo che richiedono di essere misurati, sono stati sviluppati numerosi metodi di misurazione dei livelli, come abbiamo discusso anche all’articolo “Sensori di livello: un approfondimento su tecnologie e innovazioni”.
Tutti i sistemi di misurazione di livello si basano su alcune caratteristiche del materiale da controllare, come densità, capacità, temperatura e così via. Ciascuno ha i suoi vantaggi e svantaggi particolari, ma è importante comprendere la meccanica delle tecnologie di misurazione per un’applicazione corretta al proprio processo produttivo. Vediamo insieme le categorie principali delle misure di livello.
Un buon modo per ridurre il numero di opzioni di misurazione del livello è suddividerle in due grandi categorie: sensori di livello a contatto e sensori di livello senza contatto.
In una misurazione senza contatto, nessuna parte del sistema di misurazione tocca direttamente il contenuto del serbatoio. Questa tecnologia è particolarmente indicata quando il fluido misurato è abrasivo, viscoso, sporcante o corrosivo.
Nei sensori di livello a contatto, come dice il termine, parte del sistema di misurazione è in contatto diretto con il contenuto del serbatoio.
La tabella seguente delinea alcune delle principali considerazioni per le quattro principali tecnologie di riferimento: radar (misure di livello senza contatto), radar a onde guidate, idrostatico e capacitivo (misure di livello a contatto), che seppur non esaustive della totalità dei principi di misura, sono fra le più adottate.
Le caratteristiche del materiale da misurare, la dimensione e la forma del serbatoio, la pressione e la temperatura richieste dal processo, la presenza o meno di deflettori, sono tutte variabili che devono essere prese in considerazione per determinare se un sensore a contatto o non a contatto è l'opzione giusta per il proprio processo produttivo.
I materiali di processo che richiedono una misurazione di livello possono generalmente essere classificati in due categorie: liquidi e solidi.
I liquidi variano notevolmente in termini di densità e possono essere sottoposti a un'ampia gamma di pressioni e temperature, a seconda delle esigenze. Questi fattori influenzano la scelta del sensore di livello, perché non tutte le tecnologie sono in grado di restituire risultati precisi in particolari situazioni operative.
Ad esempio, gran parte dei sensori di livello per liquidi, che possono essere impiegati con successo nei pozzi o nei serbatoi, saranno difficilmente utilizzabili in presenza di materiale granulare o polveroso.
Di conseguenza, prima di scegliere la tecnologia di misura di livello è fondamentale comprendere le caratteristiche della materia prima da misurare.
Il radar: una tecnologia sviluppata durante la Seconda Guerra Mondiale per rilevare oggetti di grandi dimensioni, come navi e aerei. Il funzionamento è abbastanza semplice: i sensori rilasciano degli impulsi elettromagnetici nella direzione dell’oggetto da misurare e calcolano il “tempo di volo” che l'impulso impiega dal momento in cui si riflette sull'oggetto fino al ritorno alla sorgente.
Per un approfondimento sul principio di misura del tempo di volo, puoi vedere il seguente video:
Come sensore senza contatto, il radar ha il chiaro vantaggio di non essere influenzato né dallo stato del materiale (corrosività, viscosità, presenza di schiume etc.), né da caratteristiche del processo come agitazione, temperatura, pressione e così via.
La misura di livello radar, quindi, è molto versatile e può essere utilizzata per misurare solidi e liquidi.
In conclusione, la misura di livello è una delle attività più importanti all’interno dei processi produttivi, fondamentale per garantire sicurezza e produttività.
Per la corretta individuazione della tecnologia di misura più idonea, si deve valutare la tipologia di principio di misura (a contatto o non a contatto) e le specifiche del materiale da misurare.
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