Los transmisores de presión diferencial están diseñados para medir la presión antes y después de que el fluido se encuentre con una interrupción, como un filtro o una bomba. Sin embargo, este instrumento de presión también puede utilizarse para medir niveles de líquido.
El mercado ofrece varios métodos para medir y controlar los niveles de líquido. En el caso de recipientes cerrados, los operarios suelen elegir un transmisor de presión diferencial. Se trata de una técnica probada, especialmente cuando el instrumento de medición no debe sumergirse en el medio, como en el caso de los tanques que tienen una trituradora o que contienen sustancias agresivas. Sin embargo, si la aplicación requiere una gran exactitud, este método de medición se ve limitado.
Antes de argumentar la conveniencia de utilizar dos transmisores de proceso interconectados en lugar de otras configuraciones o instrumentos, veamos lo que es un transmisor de presión diferencial y cómo este instrumento de presión mide los niveles de líquido.
Qué hacen los transmisores de presión diferencial
Figura 1: En una tubería, un transmisor de presión diferencial mide la caída de presión (d) desde el punto más alto (H) hasta el punto más bajo (L).
Los transmisores de presión diferencial originalmente se diseñaron para medir, en tuberías, la presión antes y después de que el fluido se encuentre con un filtro, una bomba u otra interrupción en el flujo. Los transmisores de presión diferencial estándar disponen de dos conexiones de proceso dispuestas una al lado de la otra para medir la caída de la presión (d) entre los puntos más altos y más bajos (H y L, respectivamente, en la figura 1). Los transmisores de presión diferencial clásicos también pueden medir caudales.
No pasó mucho tiempo antes de que la gente se diera cuenta de que la medición de presión diferencial también podía servir para determinar el nivel de líquidos.
Medición de nivel con un transmisor de presión diferencial: Ventajas y desafíos
Figura 2: Transmisor de presión diferencial configurado para medir el nivel dentro de un tanque.
Un transmisor de presión diferencial calcula el nivel midiendo la presión diferencial entre las fases líquida y gaseosa del fluido dentro de un tanque cerrado. Para realizar cálculos precisos, es importante tener en cuenta los factores:
Geometría del tanque (horizontal o vertical, la forma de las distintas tapas y fondos, etc.)
Densidad específica del medio
Presión hidrostática
La distancia entre los puntos H y L en un tanque es necesariamente mucho mayor que en una tubería, lo que hace necesario el uso de tubos para salvar esa distancia (Figura 2). Pero no cualquier tamaño de tubo servirá. Para obtener mediciones exactas, estos pequeños tubos – capilares, en realidad – deben ser muy delgados y limitados en volumen para que transmitan el medio sin ningún cambio en la presión.
Sin embargo, el uso de los capilares crea su propio conjunto de desafíos. Dentro de un sistema cerrado, la presión de un gas es directamente proporcional a su temperatura. Esta es la Ley de Gay-Lussac. En tuberías más grandes, un aumento de la temperatura / presión no tendrá mucho efecto en las lecturas de presión diferencial. Pero dentro de los confines de un capilar, cualquier cambio en la temperatura y, por lo tanto, en la presión, se magnifica. Las soluciones de medición con este tipo de conexión a los puntos de medición son sensibles a la temperatura. En el peor de los casos, las fluctuaciones severas podrían proporcionar valores medidos falsos