Transductores de presión sumergibles

La presión en el fondo del tanque o la masa del líquido está relacionada con la altura de éste último. A esta presión de nivel se le denomina hidrostática o de cabeza.

Las unidades de medida típicas para la presión hidrostática son pulgadas, pies o metros de columna de agua y 27,679 pulgadas de columna de agua (CA) es el equivalente aproximado de 1 PSI a 100 °F.

El volumen de agua o la forma del tanque o recipiente no afectarán la presión de la cabeza hidrostática, sino la altura. Ya sea a 27,679 pulgadas de profundidad en medio de una gran masa o un pequeño cubo de agua, la presión de la cabeza es la misma.

Los PLC y HMI modernos pueden calcular el nivel de líquido de un tanque al ingresar la geometría del tanque y la gravedad específica del líquido. La densidad del agua a 100 °F (37.8 °C) es igual a 60.00 libras por pie cúbico. Como se puede ver en este ejemplo, la presión ejercida por una columna de agua depende solo de su altura y es independiente del volumen afectado.

Ejemplos:

(Altura del tanque en pulgadas/columna de agua de 27.68 in) x densidad del líquido = Rango de medición en PSI 

Pozo de agua de 35 pies de altura (420 pulgadas)

(420 in/27.68 in) x 1.00 = 15.17 PSI 

Tanque de diésel de 35 pies de altura (420 pulgadas)
(420 in/27.68 in) × 0.833= 12.64 PSI

Se considera una variedad de factores al instalar un transductor de presión sumergible. Este esquema muestra un método de instalación para el transductor sumergible AST4510 dentro de un tanque utilizando un tubo rígido. El AST4510 ofrece una conexión de conducto macho NPT estándar de 1/2 in en la base de la conexión del cable.

En tanques que son turbulentos debido a un tubo de entrada o llenado o al uso de un agitador, se puede instalar un conducto rígido de plástico o metal sobre el cable en el transductor para evitar el movimiento del sensor dentro del tanque. Es más común en aplicaciones móviles como barcos, vagones de tren o en las que el tanque se transporta como los tanques de combustible para obras de construcción, contenedores de productos químicos para procesos industriales o los de inyección en pozos.

El conducto sobre el cable se monta en un tapón en la parte superior del tanque. Una opción típica es un accesorio que se enrosca en un tapón NPT hembra de 1.5 in y tiene una rosca NPT hembra de 0.5 in para acoplar el conducto rígido. (Se cuenta con otros tamaños de tapones para diferentes aplicaciones). El cable luego sale del tanque y se mantiene en su lugar mediante un sujetacables que va hacia la caja de control. En la caja de conexiones se puede utilizar el mismo sujetacables para asegurarse de que el tubo de ventilación esté libre de obstrucciones.

Dependiendo de los requisitos de la zona de riesgo, esto puede ser posible en la zona de no riesgo con conexión a la barrera de seguridad intrínseca.

En este ejemplo, se prevee que la caja de conexiones esté propiamente ventilada a la atmósfera en la parte inferior para evitar la entrada de agua. En esta aplicación, el sensor se instaló sobre la base del fondo del tanque. El lodo y el cieno tienden a recubrir el fondo del tanque, por lo que se calculó una altura de 100 milímetros para garantizar que la conexión del proceso no se obstruya con el tiempo. El diafragma del transductor está cerca de la parte superior del hexágono de conexión del proceso, por lo que el cliente puede calcular el desfasamiento en base al tanque que está vacío. Otra opción sería un transductor de presión sumergible de diafragma rasante, como el AST4520.

Los transductores de presión sumergibles son rentables, ofrecen una excelente compatibilidad con líquidos, no presentan problemas de reflexión o formación de espuma y su consumo de corriente es bajo en aplicaciones alimentadas por baterías. Los transductores de presión sumergibles se utilizan para monitorear niveles en tanques de agua dulce y de diésel y en los contenedores de productos químicos.