Calibración de sensores de nivel.

Calibración de sensores de nivel.

La sofisticación de los procedimientos de calibración de sensores de nivel depende del grado de precisión requerido.Si las demandas de precisión no son demasiado altas y un tanque es relativamente poco profundo, una simple varilla medidora insertada en un tanque será suficiente para verificar la lectura de salida de cualquier otra forma de sensor de nivel que se esté utilizando para monitorear el nivel de líquido en el tanque.Sin embargo, esto sólo proporciona un punto de calibración.Otros puntos de calibración sólo se pueden obtener poniendo más líquido en el tanque o vaciando algo de líquido del tanque.Tal variación del nivel de líquido puede ser conveniente o no.Sin embargo, incluso si se puede hacer sin perturbar demasiado el uso normal del tanque, la lectura de la varilla tiene una precisión muy limitada debido a la ambigüedad en la determinación del punto exacto de contacto entre la varilla y el menisco del líquido. .

Si el método de la varilla medidora no es lo suficientemente preciso o no es adecuado, el método alternativo para calibrar el nivel es utilizar un tanque de calibración que tenga lados verticales y un fondo plano de área transversal conocida.Comúnmente se utilizan tanques con fondos circulares y rectangulares.Con el sensor de nivel instalado se vacían en el depósito las cantidades medidas de líquido.Esto aumenta el nivel de líquido en el tanque en pasos y cada paso crea un punto de calibración separado.La cantidad de líquido añadido en cada etapa del proceso de calibración se puede medir en términos de volumen o en términos de masa.Si se mide el volumen de cada cantidad de líquido añadido, el conocimiento del área de la sección transversal del fondo del tanque permite calcular directamente el nivel del líquido.Si se mide la masa de cada cantidad de líquido añadido, se debe conocer la gravedad específica del líquido para poder calcular su volumen y, por tanto, el nivel del líquido.En este caso, el uso de agua como líquido de calibración es beneficioso ya que su gravedad específica es la unidad y por tanto se simplifica el cálculo del nivel.

Para medir el agua añadida en términos de su volumen, se utilizan medidas volumétricas calibradas.Si se utiliza una medida de 1 litro, esta tiene una inexactitud típica de ±0,1%.Desafortunadamente, los errores en la medición de cada cantidad de agua agregada son acumulativos y, por lo tanto, el posible error después de agregar 10 cantidades de agua aumenta diez veces a ±1,0%.Si se agregan 20 cantidades para crear 20 puntos de calibración, el posible error es ±2,0% y así sucesivamente.

Se puede obtener una mayor precisión en el proceso de calibración si el agua añadida se mide en términos de su masa.Esto se puede hacer cómodamente montando el tanque de calibración en una celda de carga electrónica.La inexactitud típica de una celda de carga de este tipo es ±0,05 % de su lectura de escala completa.Esto significa que la inexactitud de la medición de nivel cuando el tanque está lleno es ±0,05% si se elige la celda de carga de manera que proporcione su lectura de masa de salida máxima cuando el tanque está lleno.Dado que la masa total de agua en el tanque se mide en cada punto del proceso de calibración, los errores de medición no son acumulativos.Sin embargo, los errores aumentan para volúmenes más pequeños de agua en el tanque porque la incertidumbre de la medición se expresa como un porcentaje de la lectura a escala completa de la celda de carga.Por lo tanto, cuando el tanque está lleno sólo al 10%, el posible error de medición es ±0,5%.Esto significa que la inexactitud de la calibración aumenta para cantidades más pequeñas de agua en el tanque, pero la incertidumbre de la medición es siempre menor que en el caso en el que se agregan volúmenes medidos de agua al tanque incluso para niveles bajos.

Siempre que sea posible, el líquido utilizado en el tanque de calibración es agua, ya que esto evita el coste que supone utilizar cualquier otro líquido y además simplifica el cálculo del nivel al medir las cantidades de agua añadidas al tanque en términos de su volumen.Desafortunadamente, el líquido utilizado en el tanque a menudo tiene que ser el mismo que mide normalmente el sensor que se está calibrando.Por ejemplo, la gravedad específica del líquido medido es crucial para el funcionamiento de ambos. sistemas hidrostáticos y sensores de nivel capacitivos.Otro ejemplo es la medición de nivel utilizando una fuente de radiación, ya que el paso de la radiación a través del líquido entre la fuente y el detector se ve afectado por la naturaleza del líquido.