Volume 1

492 12 Misura e controllo nei processi chimici più sensibile rispetto al precedente tanto che può essere utilizzato per i GPL che hanno una costante dielettrica di solo 1,4. Per la misura dell interfaccia è necessario che ci sia una differenza di costante dielettrica superiore a 10, tipicamente come tra liquidi oleosi e acquosi (v. Tab. 12.12), affinché l onda che viaggia nella fase superiore sia riflessa adeguatamente dall interfaccia tra le due fasi liquide (v. Fig. 12.79). L1 r 1 L2 r 2 a) Fig. 12.79 Sensori di livello a ultrasuoni b) c) d) e) Misura di livello a onde radar guidate. a) Schema generale. b) Schema per misura dell interfaccia: la velocità di propagazione delle onde radar diminuisce all aumentare della costante dielettrica, la velocità con cui ritorna l impulso riflesso dall interfaccia a L1 è maggiore di quella dell impulso riflesso a L2, si distingue così tra i due segnali. Sonde: c) coassiale per misura delle interfacce; d) ad asta per liquidi, per pressioni e temperature elevate; e) a fune per solidi, fino a 45 m. Il sensore di livello a ultrasuoni è simile al radar, come principio di misura. Utilizza un sensore piezoelettrico che emette impulsi ultrasonori, tipicamente con frequenza di 20 45 kHz. Arrivando sulla superficie del materiale, l impulso produce di ritorno una eco che è rilevata sovente dallo stesso sensore che opera ciclicamente, con una fase di emissione e una di ricezione. Come per il radar, l elettronica dello strumento calcola il tempo di volo del segnale, dall emissione alla ricezione dell eco, e da questi la distanza dalla superficie e, infine, il livello. Come il radar, è una misura non invasiva ma, al contrario delle onde elettromagnetiche, le onde acustiche risultano più disturbate dalle usuali condizioni operative. La velocità del suono nell aria aumenta con la radice quadrata della temperatura, di conseguenza gli strumenti includono un sensore di temperatura per compensare la misura. L eco si sente bene se l onda sonora rimbalza su una superficie piatta, come quella di un liquido in quiete. Schiume, solidi di piccole dimensioni (< 2 cm), riflettono poco e assorbono molto, attenuando così il segnale, così pure polveri e umidità presenti nell aeriforme sopra il livello da misurare. Inoltre gli eventuali dispositivi presenti all interno dell apparecchiatura possono provocare echi spuri. Molte di queste difficoltà si possono superare con un elettronica sofisticata in grado di filtrare opportunamente il segnale. In sintesi, i misuratori ad ultrasuoni hanno praticamente applicazioni simili ai più moderni e più costosi a onde radar. Tra le altre tecnologie, meno diffuse, menzioniamo gli strumenti a radiazioni nucleari, in cui si fa attraversare l apparecchiatura da raggi che sono poi rilevati 12a CAPITOLO_421-496.indd 492 27/04/12 12.06

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