Misura di livello

Scopo delle presenti informazioni sono i fondamentali sui quali si e' basata la cosidetta "strumentazione", cioe' il complesso degli elementi "materiali" utilizzati per la regolazione automatica e dei principi fondamentali di scelta fra tali elementi per il controllo degli Impianti tipo Chimici, Petrolchimici, Raffinerie ecc...

Oggi la strumentazione e' molto evoluta e sofisticata, per seguire e conoscere le nuove tecnologie sulle misure, Vi consigliamo di accedere ai siti dei fornitori di STRUMENTAZIONE.


 

Il livello è la misura dell'altezza di liquido che è contenuto in un serbatoio rispetto ad un punto preso come riferimento.
E' una misura lineare espressa normalmente in % o centimetri.

Nel campo industriale vi sono moltissimi tipi di strumenti misuratori di livello, funzionanti su principi diversi ed essi vanno scelti di volta in volta in base alle effettive necessità ed alle condizioni di esercizio (pressione, temperatura, tipo di fluido, ecc..).
I misuratori di livello si suddividono in due grandi categorie :

a) Strumenti per la misura diretta

b) Strumenti per la misura indiretta

Alla prima categoria appartengono tutti gli strumenti in cui la misura avviene indipendentemente dal peso specifico del liquido.

Alla seconda categoria appartengono tutti gli strumenti ove il peso specifico del liquido è un fattore di cui bisogna tenerne conto di volta in volta.

INDICATORI DI LIVELLO A TRASPARENZA

Sono strumenti che danno direttamente una misura visiva del livello di liquido contenuto in un recipiente.
Essi funzionano sul principio dei vasi comunicanti.
La lettura visiva del livello si ottiene per la differente trasparenza della parte liquida e della parte gassosa quando viene fatto riflettere sul lato inferiore della superficie di separazione liquido-gas, una sorgente luminosa posta dietro l'indicatore e rivolta dal basso verso l'alto.
Tali strumenti vengono normalmente costruiti in due versioni :
  • A tubo di vetro
  • A livellette trasparenti.

I primi vengono usati per misure di livello di recipienti aperti e di serbatoi con pressioni molto basse purchè non contengano fluidi pericolosi.

I secondi sono particolarmente indicati per le misure nei recipienti con alte pressioni.

MISURATORI DI LIVELLO A GALLEGGIANTE

Sono costituiti principalmente da un galleggiante sistemato all'interno del serbatoio di cui deve seguire le variazioni del livello del fluido contenuto.
Al galleggiante sono poi collegati opportuni dispositivi che hanno la funzione di trasdurre le variazioni di livello in segnali o movimenti misurabili.

MISURATORI DI LIVELLO A TASTEGGIO

Si basano sull'antico sistema di calare dall'alto di un serbatoio, una fune con un contrappeso fissato ad una estremità, fino a che si arriva a contatto con il prodotto che è nel serbatoio.
In tal caso si risale poi alla misura del livello, tramite la misure della lunghezza della fune che è stata necessaria usare per tale operazione.
In realtà questi sistemi di misura sono completamente automatizzati e sono costituiti dalle seguenti parti :

  • Una sonda di tasteggio collegata ad un nastro di acciaio;
  • Un gruppo motoriduttore per l'abassamento ed il sollevamento della sonda di tasteggio;
  • Un generatore di impulsi elettrici
  • Un contatore di impulsi elettrici.

 

MISURATORI DI LIVELLO A SPINTA IDROSTATICA

Come è noto dalla fisica, un corpo immerso in un liquido riceve una spinta dal basso verso l'alto pari al peso del volume di liquido spostato.
Tale forza è denominata "Spinta Idrostatica" e vale : F=V*YL (Kg)
V = Volume del corpo immerso
YL = peso specifico del liquido
Quanto detto può essere rilevato anche praticamente tramite l'ausilio di un dinamometro (fig.01/a,b,c).

Si colleghi ad un dinamometro D fissato ad una parete, un corpo (galleggiante) di forma cilindrica, che va immerso in un serbatoio che andrà riempito di liquido di peso specifico YL.
Il galleggiante dovrà avere un peso specifico medio YG superiore a quello del liquido ed una altezza di poco superiore alla massima escursione del livello da misurare.
Quando il serbatoio è vuoto (livello zero), la molla del dinamometro subisce il massimo allungamento perchè deve contrastare il solo peso del galleggiante (fig.01/a).
Fa=V*YG
il dinamometro segna il valore massimo.
Man mano che il liquido comincia a riempire il serbatoio, il galleggiante viene sottoposto ad una spinta idrostatica via via crescente rivolta dal basso verso l'alto.
Tale effetto fa contrarre la molla del dinamometro la cui indicazione comincia a decrescere.
Nel caso illustrato in fig.01/b, il livello del liquido del serbatoio ha assunto il valore H.
Lo sforzo che sopporta il dinamometro è dato dalla differenza tra il peso specifico del galleggiante VYG e la spinta idrostatica V1YL.
Fb=VYG - V1YL
Facendo lo stesso ragionamento si intuisce che nel caso (c) il dinamometro misura il minimo sforzo in quanto essendo massimo il livello del liquido si ha anche la massima spinta idrostatica.
Uno strumento tipico che funziona su tale principio è quello illustrato qui di seguito.