L’interruttore di livello a galleggiante è ampiamente utilizzato per il monitoraggio di fluidi industriali. Ma come funziona esattamente? Quali limitazioni nasconde e perché una sonda a vibrazione dovrebbe rappresentare una soluzione migliore?
Chiediamolo ad Andrea Spadacini, Product Manager Levels in Endress+Hauser.
I vantaggi dei misuratori di livello Endress+Hauser? La parola ai nostri clienti.
Indice:
- Qual è il principio di misura di un interruttore di livello a galleggiante?
- In quali settori viene utilizzato, di solito?
- Questa tecnologia presenta degli aspetti critici?
- Esiste una soluzione di misura che può evitare queste problematiche?
- E per l’installazione?
- I vantaggi di un sensore a vibrazione nel concreto: un caso studio
- Conclusioni
L'interruttore di livello a galleggiante sfrutta il principio del galleggiamento e della spinta idrostatica: quando viene mosso dal fluido, cambia la sua posizione, al che l’interruttore meccanico interno chiude il circuito elettrico e dà il contatto.
Una sonda a galleggiante viene utilizzata in applicazioni piuttosto semplici, dove non c’è presenza di fluidi critici o corrosivi che tendono a creare depositi e sporcamenti.
Essendo una soluzione relativamente economica, questa sonda viene impiegata in diversi settori: l'industria delle acque e delle acque reflue, o l’ambito dello stoccaggio di prodotti chimici che non hanno grandi esigenze dal punto di vista costruttivo o di compatibilità chimica.
Sì. Il primo è l’assenza di una diagnostica integrata a bordo dello strumento stesso.
Questa lacuna impedisce di individuare influenze di processo come lo sporcamento e la corrosione, che inibiscono il funzionamento del misuratore, obbligando gli operatori a intervenire solo in caso di guasti.
Un altro aspetto critico tipico degli interruttori di livello a galleggiante riguarda il design: ospitando diverse parti in movimento, lo strumento è particolarmente soggetto all’usura e questo costringe gli operatori a effettuare manutenzioni periodiche per sostituire guarnizioni e componenti.
Una tecnologia alternativa potrebbe essere un sensore a vibrazione.
In dispositivi di questo tipo, il sensore è completamente saldato e rivestito di materiali in acciaio nobile, quindi non presenta guarnizioni di tenuta sul processo che possono risentire dell’usura.
Poi bisogna considerare che, non avendo parti meccaniche in movimento, un misuratore a vibrazione è indipendente dalle caratteristiche del fluido, quindi può funzionare su prodotti non conduttivi, conduttivi, densi e meno densi.
La corrosione rimane un problema da affrontare, ma con il sensore a vibrazione si può adottare un approccio predittivo, anziché reattivo.
Il dispositivo ospita sensori di diagnostica che individuano qualsiasi forma di deposito o fenomeno di corrosione e inviano un allarme all’operatore.
In questo modo, si può intervenire prima che un guasto interrompa il funzionamento dello strumento.
Nel caso specifico dei prodotti Endress+Hauser, un responsabile d’impianto può scegliere tra diversi materiali di rivestimento, dalla plastica a metalli nobili come l’Hastelloy o il tantalio. In questo modo, è possibile adattare al meglio il misuratore a vibrazione alle condizioni di processo e al livello di corrosione del fluido. 
In più, a differenza del sensore a galleggiante, che è vincolato ad applicazioni con temperature medio-basse (60-80°C), l’alternativa a vibrazione ha una resistenza termica tale da operare fino a 280°C.
Questo aspetto è interessante soprattutto in ambiti come la produzione di vapore per uso industriale e la produzione di energia elettrica.
Su questo non ci sono grandi dubbi: un misuratore di livello a vibrazione è sicuramente più semplice da installare rispetto a un interruttore di livello a galleggiante.
Prima di tutto, un sensore a vibrazione non ha limiti di posizionamento e inclinazione. Viceversa, un dispositivo a galleggiante deve necessariamente essere vincolato in altezza alla parete del serbatoio e ha bisogno di alcuni strumenti di supporto per mantenere la propria posizione perpendicolare.
Poi abbiamo il tema del punto di intervento. Con un sensore a vibrazione, si seleziona a priori la lunghezza, precisa al millimetro, del punto in cui intervenire, mentre un dispositivo a galleggiante ha un punto di intervento di circa 5-10 cm.
Un'azienda leader in Spagna e a livello internazionale nel settore della produzione della birra aveva la necessità di rilevare in modo accurato il livello del fluido per la pulizia CIP (Cleaning in Place) all'interno di un mulino per il malto.
La precedente sonda conduttiva utilizzata per il monitoraggio generava costanti falsi allarmi a causa degli schizzi prodotti durante le normali operazioni di processo e questo aveva un effetto negativo sulla qualità del monitoraggio.
Dato che l'installazione di un interruttore di livello a galleggiante non avrebbe comunque risolto il problema a causa delle forti turbolenze del flusso, la proposta Endress+Hauser ha virato verso il misuratore a vibrazione Liquiphant FTL31.
Grazie a questa scelta, il cliente ha potuto ottenere misure insensibili a disturbi di processo e un monitoraggio più puntuale dello stato dell’impianto, dal momento che il sensore commuta solo nel momento in cui il liquido CIP raggiunge il sensore.
L'azienda è riuscita a mettere in sicurezza i processi CIP avvalendosi di un dispositivo compatto, semplice e "plug & play", quindi privo di complesse necessità di calibrazione o regolazione.
L'implementazione ha consentito di eliminare definitivamente qualsiasi rischio di tracimazione, aumentando in modo significativo la disponibilità e l'efficienza operativa del mulino.
Sebbene l'interruttore di livello a galleggiante sia una soluzione diffusa in diversi settori industriali, anche grazie il ridotto investimento economico che richiede, questa tecnologia presenta diverse problematiche che possono aumentare i costi operativi.
Dato che l'obiettivo finale del monitoraggio è l'ottimizzazione delle prestazioni, un misuratore a vibrazione, come Liquiphant FTL31 di Endress+Hauser, rappresenta l'alternativa migliore.
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