Transmisores de Nivel por Desplazador

In vens ys Con fidentia l

-In vens ys Con fidentia l

Transmisores

de Nivel

Tipo

Desplazador

ƒ

Un transmisor

para

la medida

del nivel, interfase

o densidad

–

Fácil, dos botones

para la calibración en campo

ƒ

Condiciones

de proceso

y ambientales

extremas

(Tubo

de Torsión)

– -196 a+400 °C, hasta 550 bar

ƒ

Gran estabilidad

a largo plazo

– Medida eficiente de la fuerza – Sin influencia de vapores, espumas o las constantes dieléctricas del fluido del proceso

ƒ

Versión

de bajo

precio

para

aplicaciones

sencillas

(baja

presión

y temperatura)

In vens ys Con fidentia l

Transmisores de Nivel a Desplazador

Principio de Funcionamiento

Principio de Arquímedes

ƒTodo cuerpo sumergido en un fluido, experimenta un empuje hacia arriba, proporcional al peso del volumen del líquido desa

lojado.

ƒ

La fuerza puede

ser obtenida a partir del volumen por la

densida

d.

ƒ

La fuerza en el desplazador es proporcional al nivel

ƒ

El peso del desplazador tiene que ser mayor que la fuerza máxima de empuj

e – e l desplazador no flota .

El nivel,

la interfase

o la densidad de un

líquido puede ser medida por este principio.

El

nivel

,l

a

interfase

o la

densidad

de un

In vens ys Con fidentia l

Transmisores de Nivel a Desplazador

Medida de Nivel

Density of lower fluid U 1 Densit y of upper fluid U 2 Displacer length L Displacer volume V = 3 . L . d 2 /4 Displacer weight force F G Buoy ancy force F A ~ U 1 -U 2 Max. bu o y ancy force F Amax = V . g . U 1 -U 2 Effective force F W = F G -F A at 0 a nd 100 % F W0 and F W100 Density of lower fluid U 1 Densit y of upper fluid U 2 Displacer length L Displacer volume V = 3 . L . d 2 /4 Displacer weight force F G Buoy ancy force F A ~ U 1 -U 2 Max. bu o y ancy force F Amax = V . g . U 1 -U 2 Effective force F W = F G -F A at 0 a nd 100 % F W0 and F W100 z

Fw es

proporcional

al nivel

z

F

G

> F

A

(desplazador

no debe flotar)

z

El rango está

limitado por la longitud del

desplazador

z

La medición está

basada en la diferencia de

densidad

UU

1

-U

2

U

2 _0%

U

1 100 % URV LRV

L

F W 0 F W100

In vens ys Con fidentia l

Transmisores de Nivel a Desplazador

Medida de Interfase y Densidad

Medida de Interfase

U

2 0%

U

1 100 % URV LRV

L

F W 0 F W100 FW0 : m ax. 25 N ma x. density of low e r fluid: 135 0kg/m 3

Medida de Densidad

U

1

U

2 URV LRV F W 0 F W100 FW0 : m ax. 25 N ma x. density of fluid 1350kg/m 3

In vens ys Con fidentia l

Transmisores de Nivel a Desplazador

Cálculo de la Fuerza de Empuje

FF

V

g

hh

L

Lh

h

L

WG mm 100 1 0 2 0

˜

˜

§

¨

©

·

¸

¹

UU

FF

V

g

h

L

Lh

L

WG 01 0 2 0

˜

˜

§

¨

©

·

¸

¹

UU

Fuerza Efectiva a

L

RV

F

W0

FF

WG 0

Fuerza Efectiva a

U

RV

F

W100

LRV -sin elevación de cero

( h

0

= 0)

y = 0

U

2

U

2 _0%

U

1 100 % URV LRV F W 0 F W100

h

0

h

m

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Transmisores de Nivel a Desplazador

Dimensionado del Desplazador

1. Definición de la fuerza máxima de empuje

144LVD

F

A

= 2 ... 20 N

144LD

F

A

= 2 ... 20 N

2.

Cálculo del volumen y diámetro del desplazdor

volumen:

diámetro:

3.

Comprobar peso y rating de presión

V

F

g

A

˜

UU

12

d

V

L

˜

˜

Ÿ

2

S

d

F

gL

A

˜

˜

˜˜

˜

1000

4

12

SU

U

in

mm

L

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Transmisores de Nivel a Desplazador

Ejemplo

input Dato s d e la ap licación : rango: 1400 m m ; d en sid ad in ferior U = 1000 kg/m 3 ; d en sid ad sup erior U 2 = 0 kg/m selección desplazador: long itud = 1500mm (104DE-SDS15....) dimensiones (selección por fá brica): d=26,9 mm; V=850 cm 3 ;p e s o F G =16.0 N fu erza d e empuje of r a ng e : F A = 7.78 N fu erza max. D e empuje o f d is p lacer :F Am a x = 8.33 N Max. sp an F Am a x 20.00 N = 3601 mm upper range limit theore tica l va lue o f ma x. span w ith th is displacer choice F W0 % = F G 16.00 N 4 mA = 0 mm F W 100 = F G -F A 8.22 N 2 0 m A = 1400 mm F Wm a x 7.67 N = 1500 mm max. span of displacer Min.Span F A m in 2.0 N = 360 mm lower range limit measuring rang e output

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Transmisores de Nivel a Desplazador

Diferencias Constructivas

desplazador se ns or desplazador sensor Tubo de torsión

144LD

144LVD

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Transmisores de Nivel a Desplazador

Características Técnicas

Temperatura

-196°C ... +400°C

-50°C ... +120°C

Presión

up

to PN 250

up to PN 500

Rango de medida

2 .... 20 N

2

.... 20 N

Peso max. desplazador

25 N

Brida

DN80, DN100 / ANSI 3”, 4”

Material brida

Acero,

316L (1.4404), Hastelloy C

Tubo de torsión

316L

(1.4404), Hastelloy C, Inconel

Diafragma

316L

(1.4404), HC

Montaje

sandwich

bridado

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Transmisores de Nivel a Desplazador

Medida de Interfase y Densidad

z

Temperaturas extremas de

proceso

z

Temperaturas extremas de

proceso

z

Alto rating de presión

z

Menor coste

-30% en

-50 % en

z

Menor coste de instalación y

mantenimiento

z

No necesita contra brida

z

Alto rating de presión

z

Menor coste

-30% en

-50 % en

z

Menor coste de instalación y

mantenimiento

z

In vens ys Con fidentia l

Transmisores de Nivel a Desplazador

Modelo 144LVD

‹

electrónica

‹

linearización digital

‹

compensación digital de temperatura

‹

calibración de 2 puntos

‹

pulsadores externos (opción)

‹

cuerpo en inox. (opción)

‹

sensor d/p sensor con

Ni100

resistor

‹

sensor situado bajo la brida

‹

posibilidad hasta PN500

‹

sensor roscado

a la brida

‹

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Transmisores de Nivel a Desplazador

Modelo 144 LVD

10 0 % 10 0 % 10 0% 0 % display AB O991 HT991 MOD991 -+ Configurador Portátil o PC: La comunicación es posibletion en cualquier punto Pulsad ores lower range valu e upper range value zero damping

Indicación &

Operación

Indicación &

Operación

4 ... 20 mA + HART

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Transmisores de Nivel a Desplazador

Montaje (Ej. 144LD)

montaje en cámara montaje directo

1. transmisor 2. brida 3. brida de cie rre 4. Tubo de protecci ón (p ara flui dos agit ados) 5. desplaz ador (104 DE) 6. cámara (104DC) 7. válvula de aislamiento 8. drenaje

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Transmisores de Nivel a Desplazador

Accesorios de Montaje

104FK 104BF 104BF 104DE 104DC 104CF 104FK 10 0% 100%

144LD

144LVD

z

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Transmisores de Nivel a Desplazador

Cámaras 104DC

sin camisa de calorifugado side

-s ide side -b ottom side -top top -bottom side -s ide con camisa L L L L L

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Transmisores de Nivel a Desplazador

Selección del Desplazador

Datos del Proceso:

nivel -interfase -d ensidad

rango densidad presión y temperatura fluido

–

m

ateriales compatibles

montaje vibraciones

Los Desplazadores deberan ser seleccionados de acuerdo con estos Foxboro-Eckardt

ofrece dos tipos de desplazadores: uno para aplicaciones de nivel

y el otro para aplicaciones de interfase y densidad. Ca

da tipo tiene un mismo

volumen-indepe

In vens ys Con fidentia l

Transmisores de Nivel a Desplazador

Selección del Desplazador

100 80 60 40 20 01 4 3 2 4 8 6 0 7 2 8 4 9 6 120 in c h es

-SD

0. 5 1 .0 1. 5 2 .0 2. 5 3. 0 m

-ID

in mm z diámetro / longitud z rango de densidad 144LD 144LVD 104DE-SD 104DE-ID 25 0 ... 200 0 kg/m 3 10 0 ... 600 kg/m 3 25 0 ... 200 0 kg/m 3 10 0 ... 600 kg/m 3 Displacer 316L Transmitter z

La elección del Desplazador depende de la densidad del fluido y

no del diámetro z Materiales: 316L / 1.4404 Hastelloy C PTFE / PTFE & C a rbon

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Transmisores de Nivel a Desplazador

Selección del Desplazador

101,6 88,9 80 48,3 44,5 42,4 38 30 3 4 5 6 9 10 11 12 13 14 15 8 7 0,35 0,5 0,75 1,0 1,2 1,5 1,8 2,0 2,5 54 22,0 21,3 20,0 18,0 17,2 16,4 15.0 13,5 16 00 15 24 26,9 di am et er in mm buoyanc y fo rce F in N A densit y diff. k Dmax. 33,7 60,3 70 25 24,5 mm 7 N 1,5 m Dmin. mittl . D length in m

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Transmisores de Nivel a Desplazador

Selección del Desplazador

Divisor de desplazadores

longitudes

> 3 mts

Suspensión del

desplazador

In vens ys Con fidentia l

Transmisores de Nivel a Desplazador

Ventajas

z

U

n único instrumento para un amplio rango de aplicaciones de nivel

-p

ara densidades

de 100

....2000 kg/m

3 con desplazadores standards

-e l desplazador es definido por la aplicación z

Visualización y

Operación

-indicación del Tag. y Status -c

onfiguración del rango con el proceso en marcha

-caracterización de la medida

-c

on comunicaciones HART,

FOXCOM, PROFIBUS y FIELDBUS

z

Seguridad

-no necesita

conexión inferior en el tanque

-a

islamiento completo del proceso cuando se monta con cámara

-d

isponibles con todos los certificados más importantes

-p

rotección EMI

según últimos standards

-c

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Transmisores de Nivel a Desplazador

Ventajas Económicas

•

Precio de ad

quisición

-relativamente bajo

para mediciones por desplazador

-un único instrumento para -un amplio rango de aplicaciones

•

Montaje e Instalación

-fácil instalación -d iferentes desplazadores -u n instrumento

-fácil adaptación a diferentes aplicaciones

-cambio de rango in-situ

•

Mantenimiento

-b

ajo coste de mantenimiento

-a

mplificador electrónico puede ser cambiado in-situ

-d

escarga fácil de datos:

sustitución y actaualización rápida

-m

ínimo número de repuestos

In vens ys Con fidentia l

Transmisores de Nivel a Desplazador

Ventajas sobre otros Sistemas

•

Radar

-N o aplicable en líquidos con espuma s -M anejo problemático, rebotes de la señal, etc. -M enor rating de presión

•

Capacitivo

-D epe

nde del fluido y del depósito

-M enor precisión

•

Ultrasónico

-M enor precisión

(especialmente en bajos rangos)

-M

enor rating de presión

-N

In vens ys Con fidentia l

Transmisores de Nivel a Desplazador

Ventajas sobre otros Sistemas

•

Nivel Hidrostático

-N

ecesita conexión en el fondo del tanque

-M

enor temperatura y presión

-M

ayor dificultad de instalación

-El instrumento depende de la aplicación

-M

ayor dificultad en aislarlo del proceso

-P

ocas soluciones en caso de fluidos agresivos

•

Tubo de Burbujeo o Purga

-S

e requieren equipos adicionales

(rotámetro, manorreductor,etc)

-D

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Transmisores de Nivel a Desplazador

Limitaciones

z

Fluidos con cambios de densidad

z

Fluidos con alta viscosidad

z

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Transmisores Serie 144 LVD/244 LVD

Características

-R

esumen

Mounting: -d irect -c age -side -s ide -s ide -bott om Mounting: -d irect -c age -side -s ide -s ide -bott om Range : max. 3000 mm standard displacer Densit y r a nge: 100 ....2000 kg/m 3 Range : max. 3000 mm standard displacer Densit y r a nge: 100 ....2000 kg/m 3

Electrical classification: -EEx ia

T4 -EEx d -F M /C S A

Electrical classification: -EEx ia

T4 -EEx d -F M /C S A DIN flanges:

DN 80 & DN 100 PN 16...500 Form C,E,F,N & L

DIN

flanges:

DN 80 & DN 100 PN 16...500 Form C,E,F,N & L

National Certificates: -Zone 0, VbF -o verfill protection VbF, WHG National Certificates: -Zone 0, VbF -o verfill protection VbF, WHG Certificates: -E N 10 204-2.1 -E N 10 204-2.3 -E N 10 204 3.1B -T ÜV Inspection Certificates: -E N 10 204-2.1 -E N 10 204-2.3 -E N 10 204 3.1B -T ÜV Inspection EM V-protection: -d ue to latest standards IEC/EN EM V-protection: -d ue to latest standards IEC/EN ANSI flanges: 3i n c h& 4i n c h Class 150...2500 Form RF & RJF ANSI flanges: 3i n c h& 4i n c h Class 150...2500 Form RF & RJF Material: -C -steel -316L 1.4404 -H astello y C -P TFE (displacer) Material: -C -steel -316L 1.4404 -H astello y C -P TFE (displacer) Temperature: media -50° .... +120°C ambien t -50° ... +85°C Temperature: media -50° .... +120°C ambien t -50° ... +85°C

In vens ys Con fidentia l

Transmisores Serie 144 LD/244LD

Características

-R

esumen

Mounting: -d irect: -top -s id e -c age -s ide -side -s ide -bottom -t o p -s id e -t o p -b o tt o m Mounting: -d irect: -top -s id e -c age -s ide -side -s ide -bottom -t o p -s id e -t o p -b o tt o m DIN flanges:

DN 80 & DN 100 PN 16...250 Form E,F,N & L

DIN

flanges:

DN 80 & DN 100 PN 16...250 Form E,F,N & L

Range : max. 3000 mm Stand ard verdräng er Densit y r a nge: 100 ... 2000 kg/m 3 Range : max. 3000 mm Stand ard verdräng er Densit y r a nge: 100 ... 2000 kg/m 3

Electrical classification: -EEx ia

T4 -EEx d -F M /C S A

Electrical classification: -EEx ia

T4 -EEx d -F M /C S A National certificates -Zone 0, VbF -o verfill protection VbF, WHG -W asserstand 100 National certificates -Zone 0, VbF -o verfill protection VbF, WHG -W asserstand 100 Certificates -E N 10 204-2.1 -E N 10 204-2.3 -E N 10 204 3.1B -T ÜV inspection Certificates -E N 10 204-2.1 -E N 10 204-2.3 -E N 10 204 3.1B -T ÜV inspection ANSI flanges: 3i n c h& 4i n c h Class 150...1500 Form RF & RJF ANSI flanges: 3i n c h& 4i n c h Class 150...1500 Form RF & RJF Material: -C -steel -316L 1.4404 -H astelloy C -Inc onel -P TFE (displacer) Material: -C -steel -316L 1.4404 -H astelloy C -Inc onel -P TFE (displacer) Temperature: media -196° .... +400°C ambien -50° ... +85°C Temperature: media -196° .... +400°C ambien t -50° ... +85°C

In vens ys Con fidentia l

Transmisores

de Nivel

a Desplazador

Detalles

In vens ys Con fidentia l

Transmisores de Nivel a Desplazador

Aplicaciones

Medición contínua de nivel, interfase y

densidad

z

en depósitos, tanques, columnas,

recipientes con vapor,

z en la industria química, pe troquímica, platafor generación eléctrica, . . . z

cuando se necesite precisión en rangos pequeños

z

cuando no es posible ningún tipo de conexión en el fondo del tanque

z

cuando se requiere poder aislarlo del proceso

z en ambien tes ag resivos, Ej. sourg as (NACE) z p a ra altas presio nes y temperaturas z

para altas temperaturas

z

en fluidos con baja o media viscosidad

z en fluidos que forman espumas z en áreas peligrosas z