La misurazione del livello per prodotti solidi, sia puntuale che continua, può essere particolarmente sfidante. A differenza dei liquidi, i solidi spesso non si stabilizzano a un livello uniforme, e possono causare altre difficoltà poiché formano polvere e depositi, anche corrosivi. I progressi della tecnologia nel controllo di livello per solidi hanno ridotto i costi e migliorato le prestazioni, per garantire sempre più affidabilità e sicurezza in queste applicazioni.
In questo articolo vedremo le tipologie di sensori idonei alla misurazione di livello per solidi, con un focus sui principi di misura capacitivo e a vibrazione.
Indice:
- Controllo di livello per solidi: tecnologie disponibili
- Controllo di livello per solidi: principio capacitivo
- Controllo di livello per solidi: principio a vibrazione
Conosci già la misura di livello radar e le sue applicazioni? Scopri le FAQ!
Innanzitutto occorre definire che cosa intendiamo per solido.
Prima di selezionare i sensori, infatti, è necessario conoscere il tipo esatto di prodotto sul quale andrà effettuato il controllo di livello, per scegliere la tecnologia più adatta in funzione delle caratteristiche specifiche.
Generalmente i solidi si dividono in tre categorie:
Per scegliere il dispositivo di misura più idoneo è necessario considerare tutte le caratteristiche del solido da manipolare, inclusa la sua tendenza a produrre polveri combustibili, che potrebbero rappresentare un pericolo per la vita.
Una volta definito il prodotto che necessita di misurazione, come per i liquidi, si può scegliere fra due grandi categorie di dispositivi per il controllo di livello: senza contatto e a contatto. All'interno di queste categorie, i dispositivi sono ulteriormente suddivisi in base alla funzione di monitoraggio che devono svolgere: livello puntuale o livello continuo.
I dispositivi senza contatto utilizzati per la misurazione dei solidi sono identici a quelli utilizzati nella misurazione del livello dei liquidi con ultrasuoni e radar, che sono i principi di misura più comuni.
Qui, invece, approfondiamo il controllo di livello con principio capacitivo e a vibrazione.
Un esempio di questa tecnologia è Solicap FTI55, di Endress+Hauser.
Il principio capacitivo si basa sulla variazione di capacità di un condensatore, che si verifica quando la sonda viene coperta da solidi sfusi. La sonda e la parete del serbatoio (in materiale conduttivo) formano un condensatore elettrico. Quando la sonda è immersa in aria, viene misurato un valore di capacità iniziale, basso. Mentre il serbatoio si riempie, la capacità del condensatore aumenta, man mano che la sonda viene coperta. Quando si raggiunge la capacità CS specificata durante la taratura, si verifica la commutazione dell'interruttore di soglia.
Inoltre, il sistema previene gli effetti dannosi dei depositi di materiale o di condensa in prossimità della connessione al processo nel caso di sonde con zona inattiva.
La sonda Solicap M FTI55, dotata di una funzione di compensazione attiva dei depositi, compensa l'accumulo di materiali nell'area della connessione al processo.
Questo trasmettitore compatto è idoneo quindi per il rilevamento di soglia nei solidi sfusi e può essere utilizzato in modalità di sicurezza di massimo e di minimo. Grazie alla sua struttura robusta, può anche essere utilizzato per effettuare misure di precisione in applicazioni caratterizzate da carichi di trazione molto elevati (fino a 60 kN per la versione a fune) o carichi laterali (fino a 300 Nm per la versione ad asta). In abbinamento con Fieldgate (per l'interrogazione a distanza dei valori misurati tramite Internet), Solicap M FTI55 rappresenta una soluzione ideale per le attività di approvvigionamento e per ottimizzare le operazioni logistiche - inventory control.
Un esempio di questa tecnologia è Soliphant M FTM50, sempre di Endress+Hauser, un interruttore di livello affidabile per l'uso in silos con solidi sfusi a grana fine o polveri anche con basso peso specifico apparente.
Il principio di misura a vibrazione avviene in questo modo: un azionatore piezoelettrico eccita la forcella di regolazione dello strumento alla sua frequenza di risonanza. Se la forcella di regolazione viene coperta dal materiale, l'ampiezza delle vibrazioni della forcella cambia (la vibrazione è smorzata). L'elettronica del Soliphant M confronta l'ampiezza misurata con un valore di riferimento e indica se la forcella di regolazione vibra liberamente o è coperta dal materiale.
Le diverse varianti di Soliphant M FTM50 ne consentono l'utilizzo in un'ampia gamma di applicazioni: cereali, farina, cacao, zucchero, mangimi, detergenti, pigmenti, gesso, sabbia, grani di plastica, ceneri volanti e così via. Sono disponibili molti certificati per impiego in aree con polveri o gas infiammabili.
Tutte le caratteristiche del solido da misurare, in aggiunta alla tipologia e conformazione del silo/dispositivo di stoccaggio utilizzato, influenzeranno la scelta della tecnologia da preferire.
Nessun controllo di livello per solidi è perfetto per tutte le applicazioni e la scelta della tecnologia dipende molto spesso dall’applicazione stessa. Vuoi scoprire quali dispositivi sono i più adatti per il tuo processo?
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