Nivel por radar y ultrasónico

El nivel sin contacto mide una distancia, no un nivel

Un medidor de radar o ultrasónico nunca toca el producto. Se para en la parte de arriba del tanque y dispara un pulso — una ráfaga de microondas para radar, una onda de sonido para ultrasónico — derecho para abajo, mide cuánto tarda en regresar el reflejo de la superficie, y convierte ese tiempo en una distancia. El nivel es entonces pura aritmética: la distancia de vacío (de la antena al fondo del tanque) menos la distancia medida hasta la superficie. En un tanque de 30 pies, una superficie 13.5 pies debajo de la antena son 16.5 pies de producto — 55% de lleno. Nada mojado, nada que se desgaste, ni sellos que se fuguen. El detalle está enterrado en esa cadena de pasos: el medidor no sabe el nivel, solo sabe la distancia a lo que sea que haya reflejado el pulso. Cualquier cosa que refleje el pulso antes de tiempo, se lo trague, o lo deje pasar de largo se convierte en un nivel equivocado — y el número de la pantalla se ve igual de seguro de cualquier forma. Por eso cada lectura de este simulador se juzga contra una sonda independiente.

Ecos falsos — el medidor se engancha a lo que no es

El pulso se abre conforme viaja, y adentro de un tanque real puede pegarle a cosas que no son el líquido: una boquilla, un cordón de soldadura, una escalera o un agitador, un deflector de mezclado, estructura interna pesada. Si alguna de esas regresa un reflejo lo bastante fuerte, el medidor se engancha a ella en lugar de a la superficie y reporta la distancia hasta la obstrucción. Como la obstrucción no se mueve, la lectura se queda atorada — sostiene un valor fijo mientras el nivel real sube y baja por debajo. Las señas son una lectura que no sigue al proceso y, sobre todo, un entorno despejado: nada de espuma, nada de recubrimiento, nada mal con la fuerza del retorno — nada más un eco fuerte a una distancia que no coincide con la sonda. El remedio es enseñarle al medidor a ignorar la obstrucción (una curva de mapeo de eco falso o de fin de medición tomada con el tanque vacío), volver a apuntar la antena, o meterla en un pozo tranquilizador que le tape al haz los internos del tanque.

El dieléctrico y la banda muerta

El radar funciona reflejándose en el brinco de constante dieléctrica que hay en la superficie, así que el producto tiene que tener suficiente dieléctrico (εr) para dar un reflejo utilizable. El agua y casi todos los productos acuosos o conductivos son fáciles. Un hidrocarburo ligero o un solvente de baja densidad tiene una εr baja: refleja apenas débilmente y deja pasar de largo buena parte del haz, hasta el fondo metálico del tanque, que refleja duro. El medidor entonces se engancha al fondo y lee bajo — un número de casi vacío en un tanque medio lleno. La cura es empatar la tecnología con el producto: un radar de mayor frecuencia y mayor sensibilidad, un radar de onda guiada (que tolera mucho mejor la εr baja), o un pozo tranquilizador. Un tanque topado alto puede parecer un eco falso, pero hay una segunda causa: la banda muerta, la distancia de bloqueo justo debajo de la antena que el medidor no puede medir. Deje que la superficie suba hasta ahí y ya no hay ningún eco válido, así que la lectura se topa justo debajo de lleno y ahí se queda. La forma de distinguir un topado por banda muerta de un eco falso es el eco mismo — un eco falso es un retorno fuerte a una distancia corta y fija, mientras que un topado por banda muerta es ningún retorno válido, y solo pasa cuando la sonda confirma que el tanque de verdad va cerca del tope. Monte la antena más arriba para que el rango de trabajo libre la banda muerta, y respalde un tanque casi lleno con un interruptor de nivel alto.

Ultrasónico — la misma idea, una onda más suave

El nivel ultrasónico trabaja con el mismo principio pero con un pulso de sonido en lugar de uno de microondas, y comparte casi todos estos modos de falla — ecos falsos en los internos, espuma que se traga el retorno, recubrimiento en el transductor. Agrega unos cuantos propios porque el sonido necesita un medio y viaja a una velocidad que depende del gas que hay arriba del líquido. Vapor pesado o polvo entre el transductor y la superficie dispersa el pulso; una capa de temperatura caliente o gas estratificado lo dobla y lo frena, corriendo la lectura; y un vacío — o casi vacío — no le deja nada al sonido por dónde viajar, así que el ultrasónico sencillamente no se puede usar ahí mientras que el radar sí. La disciplina es idéntica: lea el nivel indicado contra una sonda, mire el retorno, revise el entorno, y confirme que la configuración le queda al recipiente.

La disciplina

Cuatro lecturas le ponen nombre a cada falla de este simulador. El nivel indicado contra la sonda le dice que el medidor está mal y para qué lado — atorado alto, cayéndose bajo, topado, o caído del todo. El eco — su fuerza y la distancia a la que se enganchó — separa un enganche fuerte en el blanco equivocado (un eco falso) de un retorno débil o perdido (espuma o recubrimiento) de ningún retorno válido (la banda muerta). El entorno en la superficie y la antena distingue la espuma del recubrimiento. Y la config — banda muerta, calibración de vacío y de lleno, dieléctrico — caza la superficie que se trepó a la distancia de bloqueo y el producto que el radar nunca pudo ver. Lea las cuatro contra la sonda y el tanque le dice exactamente qué falla tiene, en lugar de que un número equivocado pero seguro de sí lo mande a arreglar lo que no es.