APLICACIONES Y VENTAJAS DE LO SENSORES DE NIVEL MICROONDAS RADAR 

PiloTREK WP-200

La medición de nivel por microondas se utiliza habitualmente en aplicaciones industriales para supervisar y controlar el nivel de materiales como líquidos, polvos y gránulos en depósitos, silos y otros recipientes. 

El principio básico de la medición de nivel por microondas es la reflexión de las microondas en la superficie del material medido. La velocidad de propagación de las señales de ondas milimétricas en el aire, los gases y el vacío es casi constante independientemente de la temperatura y la presión del medio, por lo que la distancia medida no depende de los parámetros físicos este.

Un emisor de microondas emite una señal de microondas de baja potencia que viaja a través del contenedor y entra en contacto con la superficie del material. A continuación, la señal se devuelve a un receptor que mide el tiempo que tarda la señal en ir y volver del material. La distancia entre la superficie del material y el sensor puede calcularse a partir del tiempo medido, que a su vez proporciona el nivel del material en el contenedor. Estos sensores se utilizan normalmente en el tratamiento de aguas y aguas residuales para medir el nivel en diversas aplicaciones, como fosos, depósitos, contenedores y estaciones de bombeo.

Una estación de bombeo de aguas residuales desempeña un papel crucial en la recogida y el transporte de las aguas residuales de zonas residenciales, comerciales e industriales a una planta de tratamiento

Suelen estar situadas en zonas bajas donde la gravedad no puede transportar las aguas a la planta. La estación de bombeo contiene bombas, tuberías, válvulas y controles que recogen y transportan las aguas, lo que supone un reto para la medición del nivel.

Imagen Nº 1

Imagen Nº 2

Las dificultades son evidentes en la imagen 1. La estación de bombeo es profunda y estrecha, con tuberías montadas horizontal y verticalmente junto con cables y cadenas. Además, el mantenimiento constante del nivel por las bombas en un rango de 1 a 2 m provoca ondulaciones y formación de espuma. En estas circunstancias, la opción más razonable para la medición de nivel sería un sensor de nivel hidrostático sumergible, que puede ignorar muchos factores negativos como obstáculos, olas y espuma. Sin embargo, un sensor hidrostático estaría en contacto continuo con las aguas residuales, lo que puede dar lugar a distintos tipos de problemas. En este tipo de aplicaciones, lo mejor es un sensor de radar sin contacto como el PiloTREK.

Los resultados de las mediciones del pueden verse en la imagen 2. El gráfico muestra el número, la intensidad y la posición de todas las señales recibidas. La única señal reflejada significa que el PiloTREK ignoró las reflexiones de los obstáculos, sin duda gracias a su bajo ángulo de haz total de sólo 7°. La intensidad de la señal seleccionada, medida por amplitud, indica que las olas y la espuma no tuvieron mucho efecto. No obstante, es importante señalar que no todas las espumas son iguales, por lo que el resultado positivo de esta aplicación no se traduce necesariamente en resultados positivos en cualquier aplicación en la que haya espuma. Por lo general, los lodos se refieren a una mezcla semisólida o espesa, fangosa y a menudo viscosa de agua y diversos materiales sólidos como materia orgánica, aguas residuales, residuos industriales u otros contaminantes. Antes de su eliminación, los lodos se almacenan y tratan en las llamadas fosas de lodos.

Las imágenes 3, 4 y 5 muestran PiloTREK instalado en una consola sobre un orificio rectangular en la cubierta de una pequeña fosa de lodos en la planta de tratamiento de aguas. Dicha instalación no está contemplada en el manual de instrucciones, pero antes de sugerir algún cambio en la instalación, se realizó una prueba que incluía el tiempo en el que las bombas de aireación estaban encendidas.

Imagen Nº 3

Imagen Nº 4

Imagen Nº 5

El resultado de la prueba fue satisfactorio a pesar de tratarse de una instalación no estándar. El nivel de señal era mucho más bajo que en el primer ejemplo de aplicación (Imagen 2). La razón de la señal más débil era la densa capa de espuma que se formaba durante el proceso de aireación.

La eficacia de la medición depende de la naturaleza y la estructura de la espuma. La espuma densa y grasa forma una superficie casi plana. Si hay incluso 1 cm2 de superficie plana (y en ausencia de flujo, normalmente la hay), el radar puede rastrearla. Tenga en cuenta que el radar mide la parte superior de la espuma, no el nivel del líquido.

Por otro lado, una capa de espuma ligera y burbujeante, en la que el tamaño de las burbujas es del orden de 2 a 3 mm, no puede ser rastreado en absoluto por el radar. La razón es que el tamaño de la burbuja provoca la cancelación de la señal de interferencia o dispersa tanto la señal que ya no llega al dispositivo. Por supuesto, si la espuma no es contigua y tiene un agujero de al menos 1 a cm2 en donde el agua es visible, esta si puede ser rastreada. La única cuestión es si el agujero es lo bastante estable.

La lección de esta prueba es que una señal reflejada débil no significa necesariamente una medición poco fiable. Mientras la intensidad de la señal reflejada sea mayor que la de cualquier otra señal, la medición puede ser perfectamente fiable. Además, el software del PiloTREK WP-200 permite a los usuarios ajustar el equipo a las condiciones de trabajo actuales.

Las mediciones de prueba descritas se llevaron a cabo con un dispositivo WPP–212–4 con un rango de medición de 10 m (32,8 pies) y una antena de 1”, que es la más pequeña de la gama. Las primeras pruebas fueron prometedoras, por lo que podemos empezar a preparar el dispositivo para el mercado con firmware optimizado para materiales sólidos.