La misura continua del livello è indispensabile per il controllo dell'inventario, l'affidabilità del processo e la sicurezza operativa nei serbatoi e nei silos industriali, in cui viene immagazzinata e trattata un'ampia serie di liquidi e solidi sfusi.
Il principio di misura basato sul tempo di volo rappresenta una soluzione affidabile per il monitoraggio continuo del livello. Funziona emettendo impulsi ultrasonici o radar che vengono riflessi sulla superficie del fluido per poi tornare al sensore. Il periodo di tempo tra emissione e riflessione serve a calcolare la distanza dalla superficie. Se la geometria del serbatoio è nota, il livello può essere determinato con grande precisione.
Le onde ultrasoniche vengono generate meccanicamente tramite elementi piezoelettrici e riflesse per effetto della diversa densità tra l'aria e il fluido. Le onde radar sono, invece, elettromagnetiche e vengono riflesse in base alle variazioni della costante dielettrica relativa del fluido (valore dc). A seconda dell'applicazione, i segnali radar possono essere trasmessi liberamente nel serbatoio o guidati lungo una sonda.
Guardate il video per scoprire come funziona il principio di misura del tempo di volo.
Vantaggi di Micropilot e Levelflex in sintesi
- Misura continua del livello in liquidi e solidi sfusi
- Prestazioni affidabili indipendentemente dalla presenza di schiuma o turbolenza
- La misura senza contatto minimizza l'usura e la manutenzione
- Adatti ad ambienti difficili con livelli elevati di pressione, temperatura o vapore
- Opzioni di installazione flessibili con radar a spazio libero o a onde guidate
Ogni giorno, attraverso i tubi collegati ai serbatoi, vengono effettuate operazioni di riempimento e scarico dei più svariati fluidi quali, ad esempio, acqua potabile, succhi di frutta, oli e carburanti, acidi, salamoie o anche solidi quali ghiaia, pellet di plastica o polveri. Dato che questi fluidi hanno spesso proprietà completamente diverse, sono diversi anche i principi di misura applicabili. Ad esempio, la misura continua del livello di liquidi o solidi sfusi secondo il metodo del tempo di volo.
Intorno al 1910, Alexander Behm riuscì a localizzare oggetti mediante la riflessione delle onde sonore. Il cosiddetto ecoscandaglio è basato sul principio della misura a ultrasuoni. Già nel 1886, mentre lavorava a prove sperimentali sulle onde elettromagnetiche, Heinrich Rudolf Hertz scoprì che le onde radio venivano riflesse dagli oggetti metallici. Ciò ha posto le premesse per la misura basata sul principio delle microonde o del radar. Diamo un'occhiata più da vicino a come funziona questo metodo di misura.
Gli strumenti di misura basati sul tempo di volo rilevano continuamente il livello all'interno di serbatoi e silos. Gli impulsi ultrasonici o radar vengono emessi, riflessi sulla superficie del fluido e poi tornano nuovamente al sensore. La distanza tra lo strumento e la superficie del prodotto può essere calcolata misurando il tempo di volo. Le onde ultrasoniche sono onde meccaniche. Gli impulsi ultrasonici vengono generati piezoelettricamente e riflessi sulla superficie del fluido per effetto della variazione di densità tra l'aria e il fluido.
Il periodo di tempo misurato e analizzato dallo strumento tra l'emissione e la ricezione dell'impulso è una misura diretta della distanza tra la membrana del sensore e la superficie del fluido. Le microonde o onde radar, tuttavia, sono onde elettromagnetiche. Gli impulsi radar vengono generati elettromagneticamente e riflessi sulla superficie del fluido per effetto della variazione della costante dielettrica. Gli impulsi radar ad alta frequenza possono essere guidati lungo un'asta verso il fluido oppure essere emessi liberamente in un serbatoio.
La misura del tempo di volo, dimostrata qui dall'esempio degli impulsi radar emessi liberamente, funziona sia nei liquidi che nei solidi. Gli impulsi emessi vengono riflessi dalla superficie del fluido e rilevati dallo strumento. Il tempo di volo dell'impulso determina la distanza tra il trasmettitore e la superficie utilizzando la velocità di propagazione nota. Nel caso degli impulsi radar, è la velocità della luce.
Considerando l'altezza del serbatoio, il livello può essere calcolato facilmente. Gli strumenti basati sulla misura del tempo di volo di Endress+Hauser misurano il livello anche in applicazioni con valori elevati di pressione e temperatura, in diversi vapori o in fluidi aggressivi, con superfici liquide turbolente o schiumose. Abbiamo la soluzione giusta per ogni applicazione. Endress+Hauser.
