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Medición Ultrasónica De Nivel
(Parte 2 de 3)

Por David W. Spitzer

Muchos sensores ultrasónicos tienen sensores de temperatura integrales para compensar los efectos de la temperatura del vapor sobre la medición. Reconociendo que la temperatura del sensor puede no ser representativa de la temperatura del vapor en el recipiente, algunos medidores de nivel ultrasónicos pueden usar una medición externa de la temperatura del espacio de vapor para compensación.

Teniendo en cuenta que la energía ultrasónica viaja hacia y retorna desde el material, la atenuación entre los sensores y el material puede causar la falla de los sistemas de medición ultrasónica de nivel. La degradación puede ocurrir en los sensores, en el tránsito hacia/desde el material, y en la superficie del material.

El diseño de los sensores ultrasónicos es importante. En particular, la suciedad u otros recubrimientos sobre el sistema de sensado ultrasónico pueden debilitar las señales ultrasónicas emitidas y recibidas. Al debilitarse las señales, el sistema de medición puede volverse errático y dejar de funcionar. Puesto que la acumulación con el tiempo es algo normal en el proceso, puede ser necesario un mantenimiento de rutina para que los sensores sigan operando.

Se debe realizar un análisis cuidadoso del diseño del sensor. Algunos diseños tienden inherentemente a mantener el sensor limpio, mientras que otros tienden inherentemente a acumular material. Por ejemplo, el sistema de sensado a la derecha en la figura emite energía ultrasónica hacia arriba a un reflector que redirige la energía hacia abajo en dirección al material. En este diseño, el material puede acumularse en los sensores y adherirse al reflector. Estos dos fenómenos pueden atenuar la energía ultrasónica y hacer que el sistema de medición de nivel deje de operar.

Extraído de la The Consumer Guide to Non-Contact Level Gauges

 



Conversión De Señales Analógicas:
Entender La Exactitud De Las Entradas De DCS & PLC

Por David W. Spitzer

Hacer algo y hacerlo bien muchas veces puede ser dos cosas diferentes. Consideremos el caso de convertir una señal analógica desde un caudalímetro para que pueda ser mostrada y/o totalizada. Años atrás, la señal analógica era registrada en un registrador gráfico circular o en un registrador de cinta que puede haber incluido un totalizador integral. Como alternativa, la señal analógica también podría haber sido suministrada a un totalizador de flujo separado.

Con el advenimiento de los sistemas de control distribuido (DCS) y sistemas lógicos programables (PLC), las señales analógicas pudieron ser conectadas a una entrada de DCS o PLC que convertirían la señal a un número digital para su exhibición y/o totalización. Recordando que el desarrollo de las tecnologías de DCS y PLC tuvieron sus raíces en control analógico y discreto respectivamente, no sorprende encontrar que las entradas analógicas de DCS y PLC son de diferente calidad.

En un proyecto reciente, la exactitud de dos tarjetas de entrada analógica de PLC del mismo fabricante utilizadas en la misma aplicación fue de 0,1% y 0,35% de plena escala. Esta es una gran divergencia en cuanto a prestación. Utilizando la segunda especificación, el error atribuible a la entrada analógica es mayor que el error atribuible a un caudalímetro con un 0,5% de exactitud nominal operando por debajo de aproximadamente el 70% del caudal de plena escala. Puede parecer contradictorio que la tarjeta de entrada analógica pueda contribuir con más error que el caudalímetro a un caudal tan elevado, pero revise la matemática usted mismo.

Por el contrario, una tarjeta de entrada analógica de DCS podría exhibir una exactitud de 0,03% del alcance. Suponiendo que esta prestación es típica de las entradas de PLC y DCS, no sorprende que el DCS (con la herencia del control analógico continuo) exhiba una mejor prestación analógica que el PLC (con una herencia de control discreto). A la inversa, habida cuenta de estas herencias, uno podría esperar que los PLCs tuvieran mejores capacidades digitales que un DCS.

¿Cuál es la calidad de su entrada analógica?

Originalmente publicado en la revista Flow Control (XVI, 11)

 



¿Cuál Es El Caudal De Una Bomba Que Opera Al 60% De Velocidad?

Por David W. Spitzer

Una bomba centrífuga está diseñada para operar con un caudal de agua de 100 litros por minuto y una presión de 100 metros de columna de agua a plena velocidad. ¿Cuál es el caudal aproximado si la bomba es operada al 60% de velocidad?

A. 77 litros por minuto
B. 60 litros por minuto
C. 36 litros por minuto
D. 22 litros por minuto
E. Ninguna de las anteriores

Comentario

Las Leyes de Afinidad para bombas centrífugas establecen que:

  • El caudal es proporcional a la velocidad de la bomba
  • La presión es proporcional al cuadrado de la velocidad de la bomba
  • Los HP de freno (entrada de energía) es proporcional al cubo de la velocidad de la bomba

Teniendo en cuenta que la primera Ley de Afinidad establece que el caudal es proporcional a la velocidad de la bomba, sería lógico pensar que el caudal fuera 60 litros por minuto al 60% de velocidad. Por lo tanto, la Respuesta B parecería ser la respuesta correcta.

No tan rápido. La bomba opera al 60% de velocidad, por lo que generará una presión de aproximadamente 36 metros de columna de agua. Si la aplicación consiste en bombear agua dentro de un recipiente de proceso ubicado 40 metros por encima de la bomba, el caudal será cero - no 60 litros por minuto. En esta aplicación, no hay flujo hasta que la presión de la bomba supere los 40 metros de columna de agua, que se produce a aproximadamente un 63% de velocidad. En resumen, no hay suficiente información sobre el proceso y la instalación en el enunciado del problema para poder determinar el caudal al 60% de plena velocidad, por lo que la Repuesta E es la correcta.

Otros Factores Que Complican

Suponiendo que se dispone de información adicional acerca del proceso y la instalación, el problema se complica aún más si el recipiente es operado bajo presión. Esto se debe a que cada presión del recipiente requiere una distinta presión de la bomba y, por lo tanto, una distinta velocidad de la bomba.

Originalmente publicado en la revista Flow Control (XVI, 11)

 

Spitzer and Boyes, LLC