Il sensore di livello

I sensori di livello servono a misurare il livello di riempimento. Sono impiegati, in particolare, nella misurazione continua del livello di riempimento di liquidi e materiale sfuso. In senso lato, anche l’interruttore limitatore di livello che deve segnalare una determinata altezza di riempimento e poi innesca una reazione è un sensore di livello. Nella misurazione continua dei livelli di riempimento, il sensore di livello produce una visualizzazione analogica oppure digitale dei valori di misura in diverse grandezze assolute e relative nonché in unità di misura. Per es., alcuni sensori segnalano il valore in percentuale. È anche comune che un sensore di riempimento segnali il valore come tensione oppure corrente. Le pressioni sono quindi visualizzate come colonna d’acqua oppure nell’unità bar. Per contro, in un interruttore limitatore di livello, il valore è prodotto tramite un contatto di commutazione.

Esistono sistemi combinati che misurano in continuo e nel circuito limitatore.

Indice

Che tipi di sensori di livello esistono e come funzionano?

Il sensore di livello con misurazione capacitiva

Il sensore di livello con misurazione ottica

Altre tecnologie nei sensori di livello

Sistemi elettromeccanici di scandaglio

Misurazione idrostatica del livello di riempimento

In quali materiali e in quale ambiente lavora quale sensore di livello

Dove si impiega un sensore di livello?

Quali sono i vantaggi e gli svantaggi dei sensori di livello?

Che tipi di sensori di livello esistono e come funzionano?

Si opera una distinzione, tra l’altro, tra misuratori di livello, sistemi di misurazione elettromeccanici ed idrostatici. Inoltre, si impiegano sistemi ottici, misuratori della conducibilità e i cosiddetti sistemi capacitivi.

Il sensore di livello con misurazione capacitiva

La misurazione capacitiva è adatta soprattutto sia per la misurazione continua sia per gli interruttori di livello. Nel caso di questa tecnica si tratta della variazione della capacità elettrica tra gli elettrodi circondati da un mezzo. L’effetto sortito da una variazione in un mezzo dipende sostanzialmente dalla cosiddetta costante dielettrica. Si lavora con questa grandezza costante per accertare la profondità di immersione degli elettrodi, il che consente una misurazione continua del livello di riempimento. Una forma particolare è un interruttore con tecnologia della deviazione di frequenza. Esso può separare i corpi estranei che aderiscono al sensore di livello, consentendo quindi una misurazione più esatta persino in ambienti di misurazione difficili con formazione di schiuma ed influenze simili.

Il sensore di livello con misurazione ottica

Il sensore si immerge nel mezzo e misura l’assorbimento della luce ovvero la scomparsa della riflessione totale durante l’immersione stessa. Si impiegano un LED ad infrarossi e un ricevitore della luce. La luce diretta su un prisma sulla punta del cosiddetto trasduttore di misura è riflessa innanzi tutto al ricevitore. Le cose cambiano quando la punta si immerge nel mezzo perché il livello di quest’ultimo sale. Si manifestano i fenomeni di rifrazione della luce in corrispondenza del ricevitore, il che si traduce in un processo di commutazione. Il metodo funziona al meglio in mezzi molto puri perché gli imbrattamenti possono falsare il risultato.

Altre tecnologie nei sensori di livello

Anche i radar, gli ultrasuoni e le microonde sono tecnologicamente adatti per l’impiego nei sensori di livello. I galleggianti classici, gli interruttori a pala rotante e i sensori di vibrazioni sono le forme meccaniche dei sensori di livello. Sono spesso adatti prevalentemente per gli interruttori limitatori. Esistono poi le cosiddette sonde di livello, i manometri differenziali e i sensori di livello che sfruttano il principio del corpo di spostamento. Persino la conduzione termica e la superconduzione consente la misurazione del livello di riempimento.

Sistemi elettromeccanici di scandaglio

Qui si lavora con un nastro di misura, zavorrato, immerso come scandaglio nel mezzo, che reagisce a una variazione della forza di trazione dopo l’impatto sulla superficie del mezzo.

Misurazione idrostatica del livello di riempimento

Qui si evidenzia la differenza delle pressioni tra la superficie del liquido e il fondo del recipiente in una colonna di liquido.

In quali materiali e in quale ambiente lavora quale sensore di livello?

Proprio i sensori di livello meccanici sono spesso molto insensibili ai corpi estranei e alle incrostazioni. Possono quindi essere impiegati per lo più in tutti i liquidi. I sistemi elettromeccanici di scandaglio sono adatti soprattutto per misurare il materiale sfuso, per es. nel silo. La misurazione idrostatica del livello di riempimento può essere impiegata molto bene nei serbatoi con liquidi. I sensori di livello con misurazione capacitiva funzionano nei liquidi, per l’appunto, in modo molto preciso.

Dove si impiega un sensore di livello?

Le possibilità di applicazione nell’industria sono praticamente innumerevoli. Le misurazioni del livello di riempimento rilevano le perdite di liquidi e materiale sfuso, impediscono i funzionamenti a vuoto, pericolosi, e servono anche a proteggere da esplosioni ed avarie.

Quali sono i vantaggi e gli svantaggi dei sensori di livello?

Un sensore di livello può essere uno strumento di misurazione molto preciso. Tuttavia, occorre selezionare il sensore adatto perché alcune tecniche di misurazione reagiscono in modo molto sensibile alla polvere oppure alle impurità presenti nel mezzo di misura. Alcuni tipi sono molto facili da installare perché funzionano parzialmente persino dietro le pareti dei recipienti. In generale, nel caso delle misurazioni del livello di riempimento ci sono così tante possibilità tecnologiche diverse da trovare quella adatta per ogni destinazione d’uso.