Innovadora medición de nivel a la velocidad de la luz

Debido a la creciente automatización, cada vez se utilizan más sensores inteligentes para aplicaciones innovadoras en la industria molinera. Un grupo importante de sensores para el control de procesos son las sondas para la detección de niveles altos y bajos de tolvas y silos, la protección contra la acumulación, la supervisión del flujo, la medición del alcance y el seguimiento de la posición. Las soluciones de sensores de nivel más utilizadas son los sensores de nivel de paletas rotativas, las sondas de capacitancia y las varillas vibratorias en la industria molinera. Los sensores de nivel de paletas rotativas han demostrado su eficacia para la detección de límites de nivel en depósitos y silos para materiales a granel. Un motor hace girar continuamente una paleta rotatoria. Cuando esta paleta entra en contacto con el material, la fuerza que supera el par de rotación de la paleta detiene su movimiento circular. El interruptor de nivel detecta la parada de la rotación y emite una señal al sistema de control. Un sensor de nivel rotativo a prueba de fallos es una solución bien conocida para iniciar o detener un proceso crítico en la industria del grano. La medición de nivel capacitiva ha sido un método probado de medición de niveles durante décadas. El material a granel provoca un cambio de capacitancia en el sensor, que se convierte en una señal de conmutación. Con el cambio de productos, es necesaria una nueva calibración y con los productos de baja densidad aparente, no se produce la detección. Las sondas capacitivas también son sensibles a los depósitos de polvo. Las varillas vibrantes son llevadas a la frecuencia de resonancia por elementos piezocerámicos. Si el material a granel cubre el sensor, la amplitud se amortigua y se emite un mensaje. Estas sondas pueden utilizarse en diferentes posiciones de instalación y son más independientes de las características del producto. El progreso tecnológico en el desarrollo de sensores está avanzando. La tendencia en la medición de nivel en entornos con mucho polvo es hacia los sensores sin contacto y, en particular, la medición de distancia por radar. Radar es la abreviatura de "Radio Detection and Ranging", es decir, "localización y medición de distancias por radio". Esta tecnología se basa en las ondas electromagnéticas. Un dispositivo de radar emite una onda electromagnética concentrada, que es reflejada por los objetos en forma de eco y luego evaluada por el dispositivo según diversos criterios. La electrónica genera un impulso electromagnético cuando la onda choca con la superficie del material, parte de la energía se refleja. Esta llamada señal de eco es reconocida por el sensor y convertida en una indicación del nivel de llenado mediante la medición del tiempo de tránsito. El tiempo de tránsito es la diferencia de tiempo entre el pulso transmitido y la señal de eco recibida. Dado que la velocidad de propagación de una onda electromagnética en el medio portador, el aire, puede equipararse a la velocidad de la luz, esta sencilla relación puede utilizarse para calcular la distancia a la superficie del medio. El nivel puede medirse con precisión en entornos polvorientos utilizando la tecnología de radar. La tecnología de sensores basada en el radar puede proporcionar datos de distancia muy precisos, necesarios para aplicaciones como la detección precisa de objetos, la medición de distancias y el seguimiento de posiciones. A altas frecuencias de actualización, se puede lograr una resolución milimétrica. Sin embargo, al integrar la tecnología de radar en los diseños de productos inteligentes, los diseñadores de productos suelen verse obligados a elegir entre un bajo consumo de energía y una alta precisión. Los requisitos de precisión también aumentan con una potencia limitada, ya que esta tecnología es ventajosa con un presupuesto de energía reducido. SWISCA ha desarrollado una innovadora solución de medición de distancias para aplicaciones de fresado que combina la precisión de los métodos avanzados de radar coherente con los menores requisitos de potencia de los sistemas de radar pulsado. En los sistemas de radar pulsado se consigue un menor consumo de energía cuando el transmisor se apaga entre pulsos. Los sistemas convencionales de radar coherente transmiten una secuencia continua de pulsos y utilizan las mediciones precisas de fase de las señales de retorno. Esto requiere un alto consumo de energía y, en consecuencia, una mayor disipación de energía y componentes electrónicos más grandes. Con su resolución temporal de picosegundos, el sensor SWISCA es capaz de medir distancias con una precisión milimétrica en un rango de 100 mm a dos metros, a la vez que se utiliza en dispositivos de bajo consumo. Con los dispositivos de medición de nivel por radar, siempre está la cuestión del nivel de las frecuencias. Mientras que los sensores de radar sin contacto funcionan a altas frecuencias de hasta 130 GHz, la tecnología de microondas guiadas utiliza una frecuencia comparativamente baja de 1 GHz. En general, puede decirse que las frecuencias bajas son mucho menos susceptibles de sufrir interferencias relacionadas con el proceso, como la acumulación y el polvo. Al desarrollar el sensor de radar de SWISCA, los desarrolladores del producto prestaron atención a la robustez y fiabilidad en entornos polvorientos y utilizaron el rango de frecuencia de 60 Hz. La tendencia hacia la optimización de procesos con sensores inteligentes en la industria molinera no sólo permite nuevas aplicaciones, sino que también apoya a los molineros y mejora su excelencia operativa. Los impulsos electromagnéticos generados electrónicamente con la medición precisa de la fase de las señales de retorno de un sensor especialmente desarrollado para la medición de nivel en la molinería llevan su control de procesos a un nuevo nivel. Este sensor de radar de nueva generación es fiable, robusto e insensible al polvo, no requiere recalibración, alcanza una mayor precisión y supone un gran paso adelante para satisfacer los exigentes requisitos de medición de nivel de la industria molinera.