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Funcionamiento de una boya de nivel
Interruptor de flotador mecánico
Un tipo de interruptor de flotador utiliza un interruptor de mercurio dentro de un flotador abatible. Otro tipo común es un flotador que eleva una varilla para accionar un microinterruptor. Un modelo utiliza un interruptor de láminas montado en un tubo; un flotador, que contiene un imán, rodea el tubo y es guiado por él. Cuando el flotador eleva el imán hasta el interruptor de láminas, éste se cierra. Se pueden montar varias láminas en el tubo para obtener diferentes indicaciones de nivel mediante un solo montaje[1].
Una aplicación muy común es la de las bombas de sumidero y de condensado, en las que el interruptor detecta el aumento del nivel de líquido en el sumidero o depósito y activa una bomba eléctrica que bombea el líquido hasta que el nivel del mismo se haya reducido sustancialmente, momento en el que la bomba se vuelve a desconectar. Los interruptores de flotador suelen ser ajustables y pueden incluir una histéresis considerable. Es decir, el punto de “encendido” del interruptor puede ser mucho mayor que el punto de “apagado”. Esto minimiza el ciclo de encendido y apagado de la bomba asociada[2].
Algunos interruptores de flotador contienen un interruptor de dos etapas. Cuando el líquido sube hasta el punto de activación de la primera etapa, se activa la bomba asociada. Si el líquido sigue subiendo (quizás porque la bomba ha fallado o su descarga está bloqueada), se activará la segunda etapa. Esta etapa puede desconectar la fuente del líquido bombeado, activar una alarma o ambas cosas.
Tipos de interruptores de flotador
Los sensores de nivel del tipo T-20_.F… están homologados por el DIBt (Instituto Alemán de Ingeniería Estructural) como interruptores de límite de nivel de líquido para la protección contra sobrecarga de contenedores para el almacenamiento de líquidos peligrosos para el agua.
El flotador conmuta el contacto reed montado en el tubo guía cuando el nivel de líquido sube. El cambio de resistencia en el circuito del sensor resultante de la operación de conmutación se evalúa y el relé de salida se dispara.
Las partes del sensor de nivel que entran en contacto con el medio son completamente de PE, PP, PVC, PVDF. Por lo tanto, los sensores de nivel T-20_.F… son perfectamente adecuados para ser utilizados con tanques de almacenamiento de medios altamente agresivos.
Los sensores de nivel del tipo T-20_.F…(24 V) están homologados por el DIBt (Instituto Alemán de Ingeniería Estructural) como interruptores de límite de nivel de líquido para la protección contra sobrecarga de contenedores para el almacenamiento de líquidos peligrosos para el agua.
El flotador conmuta el contacto reed en el tubo guía cuando el nivel de líquido sube. El cambio de resistencia en el circuito sensor del relé contactor KR-24V resultante de la operación de conmutación se evalúa y el relé de salida se dispara.
Interruptor de flotador de bajo nivel
Los interruptores y sensores de nivel de flotación funcionan según el principio de Arquímedes. El peso aparente de un objeto flotante se reduce por el peso del líquido desplazado. El principio de Arquímedes establece que la fuerza de flotación que actúa sobre un objeto es igual al peso del líquido desplazado. A medida que el nivel cambia alrededor del flotador y los materiales desplazadores, la fuerza de flotación varía en proporción y puede ser detectada como una indicación de nivel. Los flotadores se utilizan habitualmente para la indicación de nivel puntual, mientras que los desplazadores pueden utilizarse para la indicación de nivel continuo y puntual.
Los flotadores y los desplazadores están disponibles en forma esférica, cilíndrica y una variedad de otras formas. Los tamaños estándar de los flotadores van de 1 a 5 pulgadas de diámetro. La mayoría de los fabricantes pueden pedir tamaños, formas y materiales de flotadores personalizados. Pueden fabricarse en acero inoxidable, teflón, Hastelloy, Monel y diversos materiales plásticos.
Los flotadores deben ser siempre más ligeros que la gravedad específica mínima esperada, SG, del fluido de proceso. Para líquidos limpios es deseable una diferencia de 0,1 SG, mientras que para aplicaciones viscosas o sucias se recomienda una diferencia de al menos 0,3 SG. Este margen proporciona una fuerza adicional para superar la resistencia debida a la fricción y a la acumulación de material. En las aplicaciones sucias, los flotadores también deben ser accesibles para su limpieza, a fin de aumentar la eficiencia y eficacia del mecanismo del flotador.
Tipos de medición de nivel por flotador
Un interruptor de flotador es un tipo de sensor de nivel de líquido por contacto que utiliza un flotador para accionar un interruptor. Los interruptores de flotador se utilizan habitualmente para controlar otros dispositivos, como alarmas y bombas, cuando el nivel de líquido sube o baja hasta un punto determinado. Aunque existen algunos interruptores de flotador mecánicos (similares al flotador de la cisterna de un inodoro que cierra la entrada de agua cuando el tanque está “lleno”), este artículo se centrará en los interruptores de flotador eléctricos, flotadores que se utilizan para abrir y cerrar (es decir, apagar y encender) circuitos eléctricos.
Los interruptores de flotador montados en el vástago limitan el movimiento del flotador hacia arriba y hacia abajo a lo largo de un vástago, y funcionan sobre la base de un flotador por nivel. Los interruptores de flotador montados en el vástago pueden ser tan simples como un interruptor de un solo punto con un solo flotador en un vástago o pueden ser complejos interruptores multipunto con hasta siete flotadores en un solo vástago. Los interruptores de flotador de un punto se pueden encontrar tanto en orientación vertical como horizontal.
Los interruptores de flotador suspendidos por cable, en cambio, son tan libres como los cables a los que están sujetos. Si no se ata un interruptor de flotador suspendido por cable, éste seguirá la corriente, hasta donde el cable lo permita. Aunque los interruptores de flotador suspendidos por cable son bastante equivalentes desde el punto de vista mecánico (flotador y cable), pueden ser mucho más diversos desde el punto de vista eléctrico que los interruptores de flotador montados en el vástago. Los interruptores de flotador con cable pueden ser simples, con un solo punto que controla un interruptor, o más complejos, con hasta cuatro puntos de conmutación e histéresis incorporada.