Sensor de nivel

Estos detectan niveles de polvos muy finos ( densidad aparente :0,02–0,2  g/cm³ ⁾ , polvos finos (densidad aparente:0,2–0,5  g/cm³ ⁾ , y sólidos granulares (densidad aparente:0,5  g/cm³ ^o superior). Con una selección adecuada de la frecuencia de vibración y ajustes de sensibilidad apropiados, también pueden detectar el nivel de polvos altamente fluidizados y materiales electrostáticos.

Los sensores de nivel vibratorios de una sola sonda son ideales para medir el nivel de polvo a granel. Dado que solo un elemento sensor entra en contacto con el polvo, se elimina la formación de puentes entre los dos elementos de la sonda y se minimiza la acumulación de material. La vibración de la sonda tiende a eliminar la acumulación de material en el elemento de la sonda. Los sensores de nivel vibratorios no se ven afectados por el polvo, la acumulación de carga estática de polvos dieléctricos ni los cambios en la conductividad, la temperatura, la presión, la humedad o el contenido de humedad. Los sensores de vibración tipo diapasón son otra alternativa. Suelen ser menos costosos, pero son propensos a la acumulación de material entre las puntas.

Los sensores de nivel de paleta giratoria son una técnica muy antigua y consolidada para la indicación del nivel de sólidos a granel. Esta técnica utiliza un motorreductor de baja velocidad que hace girar una paleta. Cuando la paleta se atasca por materiales sólidos, el motor gira sobre su eje por su propio par hasta que una brida montada en el motor entra en contacto con un interruptor mecánico. La paleta puede estar fabricada con diversos materiales, pero no debe permitirse la acumulación de material pegajoso. Esta acumulación puede producirse si el material procesado se vuelve pegajoso debido a altos niveles de humedad o a la alta humedad ambiental en la tolva. Para materiales con un peso por unidad de volumen muy bajo, como la perlita , la bentonita o las cenizas volantes , se utilizan diseños especiales de paletas y motores de bajo par. Se debe evitar que las partículas finas o el polvo penetren en los cojinetes del eje y el motor mediante la correcta colocación de la paleta en la tolva o contenedor y el uso de sellos apropiados.

Un sensor de nivel de admitancia de RF utiliza una sonda de varilla y una fuente de RF para medir el cambio en la admitancia . La sonda se acciona a través de un cable coaxial blindado para eliminar los efectos de la variación de la capacitancia del cable a tierra. Cuando el nivel cambia alrededor de la sonda, se observa un cambio correspondiente en el dieléctrico. Esto modifica la admitancia de este capacitor imperfecto y este cambio se mide para detectar la variación de nivel. ^{[ 2 ]}

El principio de funcionamiento de los sensores de nivel magnéticos, mecánicos, de cable y otros sensores de nivel de flotador suele basarse en la apertura o el cierre de un interruptor mecánico, ya sea por contacto directo con el interruptor o por la acción magnética de una lámina. En otros casos, como en los sensores magnetostrictivos, es posible la monitorización continua mediante el principio de flotador.

En los sensores de flotador de accionamiento magnético, la conmutación se produce cuando un imán permanente sellado dentro del flotador sube o baja hasta el nivel de activación. En los flotadores de accionamiento mecánico, la conmutación se produce como resultado del movimiento del flotador contra un interruptor en miniatura (microinterruptor). Tanto para los sensores de nivel de flotador magnéticos como mecánicos, la compatibilidad química, la temperatura, la gravedad específica (densidad), la flotabilidad y la viscosidad influyen en la selección del vástago y del flotador. Por ejemplo, se pueden utilizar flotadores de mayor tamaño con líquidos con gravedades específicas tan bajas como 0,5, manteniendo la flotabilidad. La elección del material del flotador también se ve influenciada por los cambios en la gravedad específica y la viscosidad inducidos por la temperatura, cambios que afectan directamente a la flotabilidad. ^{[ 5 ]}

Los sensores de flotador pueden diseñarse con una protección que resguarde el flotador de la turbulencia y el oleaje. Estos sensores funcionan correctamente en una amplia variedad de líquidos, incluidos los corrosivos. Sin embargo, al utilizarlos con disolventes orgánicos, es necesario verificar su compatibilidad química con los materiales del sensor. No se recomienda el uso de sensores de flotador con líquidos de alta viscosidad (espesos), lodos o líquidos que se adhieran al vástago o al flotador, ni con materiales que contengan contaminantes como virutas metálicas; para estas aplicaciones, existen otras tecnologías de detección más adecuadas.

Una aplicación especial de los sensores de flotador es la determinación del nivel de interfase en sistemas de separación de aceite y agua. Se pueden usar dos flotadores, cada uno dimensionado para igualar la densidad del aceite y del agua. Otra aplicación especial de los interruptores de flotador de vástago es la instalación de sensores de temperatura o presión para crear un sensor multiparamétrico. Los interruptores de flotador magnéticos son populares por su simplicidad, fiabilidad y bajo coste.

Una variante de la detección magnética es el sensor de efecto Hall , que utiliza la detección magnética de las indicaciones de un indicador mecánico. En una aplicación típica, un sensor de efecto Hall sensible al magnetismo se fija a un indicador mecánico de tanque con una aguja indicadora magnetizada, para detectar la posición de dicha aguja. El sensor magnético convierte la posición de la aguja indicadora en una señal eléctrica, lo que permite otras indicaciones o señales (generalmente remotas). ^{[ 3 ]}

Los sensores de nivel neumáticos se utilizan en condiciones peligrosas, donde no hay energía eléctrica o su uso está restringido, o en aplicaciones que involucran lodos o pulpas pesadas. Dado que la compresión de una columna de aire contra un diafragma se utiliza para accionar un interruptor, ningún líquido del proceso entra en contacto con las partes móviles del sensor . Estos sensores son adecuados para su uso con líquidos de alta viscosidad, como la grasa, así como con líquidos a base de agua y corrosivos. Esto tiene la ventaja adicional de ser una técnica de costo relativamente bajo para el monitoreo puntual del nivel. Una variación de esta técnica es el "burbujeador", que comprime aire en un tubo hasta el fondo del tanque, hasta que el aumento de presión se detiene cuando la presión del aire es lo suficientemente alta como para expulsar burbujas de aire desde el fondo del tubo, superando la presión allí. La medición de la presión de aire estabilizada indica la presión en el fondo del tanque y, por lo tanto, la masa de fluido que se encuentra encima. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 3 ] [ 4 ]}

Los sensores de nivel conductivos son ideales para la detección puntual de una amplia gama de líquidos conductores, como el agua, y resultan especialmente adecuados para líquidos altamente corrosivos como la sosa cáustica, el ácido clorhídrico , el ácido nítrico , el cloruro férrico y otros similares. Para estos líquidos conductores corrosivos, los electrodos del sensor deben estar fabricados en titanio, Hastelloy B o C, o acero inoxidable 316, y aislados con espaciadores, separadores o soportes de materiales cerámicos, de polietileno y a base de teflón. Según su diseño, se pueden utilizar varios electrodos de diferentes longitudes con un mismo soporte. Dado que los líquidos corrosivos se vuelven más agresivos a medida que aumentan la temperatura y la presión, es necesario considerar estas condiciones extremas al especificar estos sensores.

Los sensores de nivel conductivos utilizan una fuente de alimentación de bajo voltaje y corriente limitada aplicada a través de electrodos separados. La fuente de alimentación se ajusta a la conductividad del líquido, y las versiones de mayor voltaje están diseñadas para operar en medios menos conductivos (de mayor resistencia). La fuente de alimentación suele incorporar algún tipo de control, como el control de alta/baja tensión o el control alterno de la bomba. Un líquido conductor que entra en contacto con la sonda más larga (común) y una sonda más corta (retorno) completa un circuito conductor. Los sensores conductivos son extremadamente seguros porque utilizan bajos voltajes y corrientes. Dado que la corriente y el voltaje utilizados son inherentemente pequeños, por razones de seguridad personal, la técnica también puede hacerse intrínsecamente segura para cumplir con los estándares internacionales para áreas peligrosas . Las sondas conductivas tienen la ventaja adicional de ser dispositivos de estado sólido y son muy fáciles de instalar y usar. En algunos líquidos y aplicaciones, el mantenimiento puede ser un problema. La sonda debe seguir siendo conductiva. Si la acumulación de sedimentos aísla la sonda del medio, dejará de funcionar correctamente. Para una simple inspección de la sonda, será necesario conectar un ohmímetro entre la sonda sospechosa y la toma de tierra.

Por lo general, en la mayoría de los pozos de agua potable y aguas residuales, el propio pozo, con sus escaleras, bombas y demás instalaciones metálicas, cuenta con una toma de tierra. Sin embargo, en los tanques de productos químicos y otros pozos sin toma de tierra, el instalador debe proporcionar una toma de tierra, normalmente una varilla de puesta a tierra.

Un método de detección de cambios de estado de frecuencia controlado por microprocesador utiliza una señal de baja amplitud generada por múltiples sondas sensoras de diferentes longitudes. Cada sonda tiene una frecuencia independiente de las demás sondas del conjunto y cambia de estado de forma independiente al entrar en contacto con el agua. El cambio de estado de la frecuencia en cada sonda es monitorizado por un microprocesador que puede realizar diversas funciones de control del nivel del agua.

Una de las ventajas del monitoreo de frecuencia dependiente del estado es la estabilidad a largo plazo de las sondas sensoras. La intensidad de la señal no es suficiente para causar ensuciamiento, degradación o deterioro de los sensores debido a la electrólisis en agua contaminada. Los requisitos de limpieza de los sensores son mínimos o inexistentes. El uso de múltiples varillas sensoras de distinta longitud permite al usuario configurar de forma intuitiva los interruptores de control a diferentes alturas del agua.

El microprocesador integrado en un monitor de frecuencia dependiente del estado puede accionar válvulas y/o bombas de gran tamaño con un consumo energético muy bajo. Se pueden incorporar múltiples controles de conmutación en un paquete compacto, proporcionando funcionalidades complejas y específicas para cada aplicación mediante el microprocesador. El bajo consumo energético de los controles se mantiene constante tanto en aplicaciones de campo de gran como de pequeña escala. Esta tecnología universal se utiliza en aplicaciones con una amplia gama de calidades de líquido.

Los sensores de nivel ultrasónicos se utilizan para la detección de nivel sin contacto de líquidos altamente viscosos, así como de sólidos a granel. También se emplean ampliamente en aplicaciones de tratamiento de agua para el control de bombas y la medición de flujo en canales abiertos . Los sensores emiten ondas acústicas de alta frecuencia (de 20  kHz a 200  kHz) que se reflejan y son detectadas por el transductor emisor. ^{[ 3 ]}

Los sensores de nivel ultrasónicos también se ven afectados por las variaciones en la velocidad del sonido debidas a la humedad, la temperatura y la presión. Se pueden aplicar factores de corrección a la medición de nivel para mejorar su precisión.

La turbulencia, la espuma, el vapor, las nieblas químicas (vapores) y las variaciones en la concentración del material del proceso también afectan la respuesta del sensor ultrasónico. La turbulencia y la espuma impiden que la onda sonora se refleje correctamente hacia el sensor; el vapor, las nieblas químicas y los vapores distorsionan o absorben la onda sonora; y las variaciones en la concentración provocan cambios en la cantidad de energía de la onda sonora que se refleja de vuelta al sensor. Se utilizan pozos de amortiguación y guías de onda para evitar errores causados ​​por estos factores.

Es necesario un montaje adecuado del transductor para garantizar la mejor respuesta al sonido reflejado. Además, la tolva, el contenedor o el tanque deben estar relativamente libres de obstáculos como soldaduras, soportes o escaleras para minimizar los falsos retornos y la consiguiente respuesta errónea, aunque la mayoría de los sistemas modernos cuentan con un procesamiento de eco suficientemente "inteligente" como para que las modificaciones de ingeniería sean prácticamente innecesarias, salvo que una intrusión bloquee la línea de visión del transductor hacia el objetivo. Dado que el transductor ultrasónico se utiliza tanto para transmitir como para recibir la energía acústica, está sujeto a un período de vibración mecánica conocido como "resonancia". Esta vibración debe atenuarse (cesar) antes de que se pueda procesar la señal reflejada. El resultado es una distancia desde la cara del transductor que es ciega y no puede detectar un objeto. Se conoce como "zona ciega", que suele oscilar entre 150  mm y 1  m, dependiendo del alcance del transductor.

La necesidad de circuitos de procesamiento de señales electrónicas permite convertir el sensor ultrasónico en un dispositivo inteligente. Estos sensores pueden diseñarse para proporcionar control puntual, monitorización continua o ambas funciones. Gracias a la presencia de un microprocesador y un consumo energético relativamente bajo, también ofrecen la capacidad de comunicación serial con otros dispositivos informáticos, lo que resulta una técnica eficaz para ajustar la calibración y el filtrado de la señal del sensor, así como para la monitorización inalámbrica remota o las comunicaciones en redes industriales. El sensor ultrasónico goza de gran popularidad debido a su ventajosa combinación de bajo precio y alta funcionalidad.

Los sensores de nivel capacitivos destacan por detectar la presencia de una amplia variedad de sólidos, líquidos acuosos y orgánicos, y lodos. ^{[ 10 ]} La técnica se conoce frecuentemente como RF por las señales de radiofrecuencia aplicadas al circuito capacitivo. Los sensores pueden diseñarse para detectar materiales con constantes dieléctricas tan bajas como 1,1 (coque y cenizas volantes) y tan altas como 88 (agua) o más. También pueden detectarse lodos y suspensiones como torta deshidratada y lodo de aguas residuales (constante dieléctrica aprox. 50) y productos químicos líquidos como la cal viva (constante dieléctrica aprox. 90). ^{[ 3 ]} Los sensores de nivel capacitivos de doble sonda también pueden utilizarse para detectar la interfaz entre dos líquidos inmiscibles con constantes dieléctricas sustancialmente diferentes, proporcionando una alternativa de estado sólido al interruptor de flotador magnético mencionado anteriormente para la aplicación de "interfaz aceite-agua".

Dado que los sensores de nivel capacitivos son dispositivos electrónicos, la modulación de fase y el uso de frecuencias más altas los hacen adecuados para aplicaciones con constantes dieléctricas similares. El sensor no contiene partes móviles, es robusto, fácil de usar y de limpiar, y puede diseñarse para aplicaciones de alta temperatura y presión. Existe el riesgo de acumulación y descarga de carga estática de alto voltaje debido al roce y movimiento de materiales de baja constante dieléctrica, pero este riesgo puede eliminarse con un diseño y una conexión a tierra adecuados.

La selección adecuada de los materiales de la sonda reduce o elimina los problemas causados ​​por la abrasión y la corrosión. La detección puntual del nivel de adhesivos y materiales de alta viscosidad, como aceites y grasas, puede provocar la acumulación de material en la sonda; sin embargo, esto se puede minimizar utilizando un sensor autoajustable. Para líquidos propensos a la formación de espuma y aplicaciones propensas a salpicaduras o turbulencias, los sensores de nivel capacitivos pueden diseñarse con protectores contra salpicaduras o cámaras de amortiguación, entre otros dispositivos.

Una limitación importante para las sondas de capacitancia se presenta en los silos altos utilizados para almacenar sólidos a granel. La necesidad de una sonda conductora que se extienda hasta el fondo del rango de medición resulta problemática. Las sondas con cables conductores largos (de 20 a 50 metros), suspendidas en el silo, están sometidas a una enorme tensión mecánica debido al peso del polvo a granel y a la fricción del cable. Estas instalaciones suelen provocar la rotura del cable.

Los sensores ópticos se utilizan para la detección puntual de sedimentos, líquidos con sólidos en suspensión e interfases líquido-líquido. Estos sensores detectan la disminución o el cambio en la transmisión de la luz infrarroja emitida por un diodo infrarrojo (LED). Con la selección adecuada de materiales de construcción y ubicación de montaje, estos sensores pueden utilizarse con líquidos acuosos, orgánicos y corrosivos.

Una aplicación común de los sensores de nivel puntuales ópticos infrarrojos económicos es la detección de la interfaz lodo/agua en estanques de sedimentación. Mediante técnicas de modulación de pulsos y un diodo infrarrojo de alta potencia, se puede eliminar la interferencia de la luz ambiental, aumentar la ganancia del LED y minimizar los efectos de la acumulación de residuos en la sonda.

Una alternativa para la detección continua de nivel óptico consiste en el uso de un láser. La luz láser es más concentrada y, por lo tanto, tiene mayor capacidad de penetración en entornos polvorientos o con vapor. La luz láser se refleja en la mayoría de las superficies sólidas y líquidas. El tiempo de vuelo se puede medir con circuitos de temporización precisos para determinar el alcance o la distancia de la superficie al sensor. El uso de láseres en aplicaciones industriales sigue siendo limitado debido a su coste y a las dificultades de mantenimiento. La óptica debe limpiarse con frecuencia para mantener su rendimiento.

Los sensores de microondas son ideales para su uso en entornos húmedos, vaporosos y polvorientos, así como en aplicaciones donde varían la temperatura y la presión. Las microondas (también conocidas como radar) penetran capas de temperatura y vapor que pueden causar problemas a otras técnicas, como la ultrasónica. ^{[ 3 ]} Las microondas son energía electromagnética y, por lo tanto, no requieren moléculas de aire para transmitir la energía, lo que las hace útiles en el vacío. Las microondas, como energía electromagnética, se reflejan en objetos con alta conductividad, como el metal y el agua conductora. Por otro lado, son absorbidas en diversos grados por medios aislantes o de baja constante dieléctrica, como plásticos, vidrio, papel, muchos polvos, alimentos y otros sólidos.

Los sensores de microondas se implementan mediante una amplia variedad de técnicas. Se aplican dos técnicas básicas de procesamiento de señales, cada una con sus propias ventajas: la reflectometría pulsada o en el dominio del tiempo (TDR), que consiste en la medición del tiempo de vuelo dividido por la velocidad de las ondas electromagnéticas en el medio (velocidad de la luz dividida por la raíz cuadrada de la constante dieléctrica del medio ^{[ 11 ]} ), similar a los sensores de nivel ultrasónicos, y los sistemas Doppler que emplean técnicas FMCW. Al igual que con los sensores de nivel ultrasónicos, los sensores de microondas se implementan a diversas frecuencias, desde 1  GHz hasta 60  GHz. ^{[ 12 ]} Generalmente, cuanto mayor es la frecuencia, mayor es la precisión y mayor el costo. Las microondas se implementan mediante técnicas sin contacto o guiadas. La primera consiste en monitorear una señal de microondas que se transmite a través del espacio libre (incluido el vacío) y se refleja, o puede implementarse como una técnica de "radar en un cable", generalmente conocida como radar de onda guiada o radar de microondas guiado. En esta última técnica, el rendimiento generalmente mejora en polvos y medios de baja constante dieléctrica que no son buenos reflectores de la energía electromagnética transmitida a través de un vacío (como en los sensores de microondas sin contacto). Esta técnica puede utilizar guías de onda específicas para la aplicación para obtener resultados más precisos o información adicional requerida para la aplicación del sensor (por ejemplo, algunos sensores pueden utilizar partes del tanque u otro equipo como una guía de onda o parte de ella). ^{[ 13 ]} Es práctica común utilizar guías de onda remotas, cuando la guía de onda está alejada de la parte electrónica (comúnmente para depósitos con condiciones adversas, radiación o ebullición bajo líquidos/gases a alta presión, etc.). Pero con la técnica guiada existen las mismas limitaciones mecánicas que causan problemas para las técnicas de capacitancia (RF) mencionadas anteriormente al tener una sonda en el recipiente.

Los sensores de radar de microondas sin contacto pueden atravesar ventanas o paredes de recipientes de vidrio/plástico de baja conductividad (transparentes a las microondas) o no conductores, permitiendo el paso del haz de microondas y midiendo un líquido conductor (reflectante a las microondas) en su interior (de forma similar a como se utiliza un recipiente de plástico en un horno microondas). Además, son prácticamente inmunes a altas temperaturas, presiones, vacío o vibraciones. Dado que estos sensores no requieren contacto físico con el material del proceso, el transmisor/receptor puede montarse a una distancia segura por encima o del proceso, incluso con una extensión de antena de varios metros para reducir la temperatura, y aun así responder a los cambios de nivel o distancia. Por ejemplo, son ideales para la medición de productos metálicos fundidos a más de 1200  °C. Los transmisores de microondas también ofrecen la misma ventaja clave que los ultrasonidos: la presencia de un microprocesador para procesar la señal, numerosas capacidades de monitorización, control, comunicación, configuración y diagnóstico, y son independientes de los cambios de densidad, viscosidad y propiedades eléctricas. Además, solucionan algunas de las limitaciones de aplicación de los ultrasonidos: operación en alta presión y vacío, altas temperaturas, polvo, temperatura y capas de vapor. Los radares de onda guiada pueden medir con éxito en espacios confinados estrechos, ya que el elemento guía garantiza una transmisión correcta hacia y desde el líquido medido. Aplicaciones como dentro de tubos de amortiguación o bridas o jaulas externas, ofrecen una excelente alternativa a los dispositivos de flotación o desplazamiento, ya que eliminan cualquier pieza móvil o enlace y no se ven afectados por cambios de densidad o acumulación. También son excelentes con productos de muy baja reflectividad de microondas, como gases líquidos (GNL, GLP, amoníaco) que se almacenan a bajas temperaturas/altas presiones, aunque se debe tener cuidado con los sistemas de sellado y las aprobaciones para áreas peligrosas. En sólidos a granel y polvos, el radar de onda guiada ofrece una gran alternativa a los sensores de radar o ultrasónicos, pero se debe tener cuidado con el desgaste del cable y la carga del techo debido al movimiento del producto.

Una de las principales desventajas percibidas de las técnicas de microondas o radar para el monitoreo de nivel es el precio relativamente alto de dichos sensores y su compleja configuración. Sin embargo, el precio se ha reducido significativamente en los últimos años, equiparándose al de los ultrasonidos de mayor alcance, y la configuración simplificada de ambas técnicas también ha mejorado su facilidad de uso.

Los sensores de nivel magnetostrictivos son similares a los de flotador, ya que un imán permanente sellado en su interior se desplaza verticalmente a lo largo de un vástago que contiene un hilo magnetostrictivo. Ideales para la medición continua y de alta precisión del nivel de una amplia variedad de líquidos en contenedores de almacenamiento y transporte, estos sensores requieren la selección adecuada del flotador según la densidad del líquido. Al elegir los materiales del flotador y del vástago para los sensores de nivel magnetostrictivos, se aplican las mismas directrices que para los sensores de nivel de flotador magnéticos y mecánicos.

Los dispositivos magnetostrictivos de nivel y posición cargan el cable magnetostrictivo con corriente eléctrica. Cuando el campo magnético intersecta el campo magnético de los flotadores, se genera una torsión o pulso mecánico que viaja de regreso por el cable a la velocidad del sonido. Al igual que el ultrasonido o el radar, la distancia se mide por el tiempo de vuelo entre el pulso y el pulso de retorno. El tiempo de vuelo corresponde a la distancia desde el sensor que detecta el pulso de retorno.

Debido a la precisión que permite la técnica magnetostrictiva, es popular para aplicaciones de "transferencia de custodia". Puede ser autorizada por una agencia de pesas y medidas para realizar transacciones comerciales. También se aplica con frecuencia en indicadores magnéticos de nivel. En esta variante, el imán está instalado en un flotador que se desplaza dentro de un vidrio o tubo indicador. El imán actúa sobre el sensor, que está montado externamente en el indicador. Las calderas y otras aplicaciones de alta temperatura o presión aprovechan esta característica.

Los sensores de nivel de cadena resistiva son similares a los sensores de nivel de flotador magnético, ya que un imán permanente sellado dentro de un flotador se mueve hacia arriba y hacia abajo a lo largo de un vástago en el que se encuentran interruptores y resistencias sellados muy próximos entre sí. Cuando los interruptores se cierran, la resistencia se suma y se convierte en señales de corriente o voltaje proporcionales al nivel del líquido.

La elección de los materiales del flotador y del vástago depende del líquido en términos de compatibilidad química, así como de su densidad y otros factores que afectan la flotabilidad. Estos sensores funcionan bien para la medición del nivel de líquidos en aplicaciones marinas, de procesamiento químico, farmacéuticas, alimentarias, de tratamiento de residuos y otras. Con la selección adecuada de dos flotadores, los sensores de nivel de cadena resistiva también pueden utilizarse para detectar la presencia de una interfaz entre dos líquidos inmiscibles cuyas densidades superan 0,6, pero difieren en tan solo 0,1 unidades.

Los sensores de nivel de flotador de magnetoresistencia son similares a los sensores de nivel de flotador convencionales, pero incorporan un par de imanes permanentes sellados en el pivote del brazo del flotador. A medida que el flotador asciende, su movimiento y posición se transmiten como la posición angular del campo magnético. Este sistema de detección ofrece una alta precisión, con un margen de error de hasta 0,02°. La brújula de campo proporciona la ubicación física del flotador. La elección de los materiales del flotador y del vástago depende del líquido, considerando su compatibilidad química, su densidad y otros factores que afectan la flotabilidad. El sistema de monitorización electrónica no entra en contacto con el fluido y se considera intrínsecamente seguro o a prueba de explosiones. Estos sensores son ideales para la medición de niveles de líquidos en aplicaciones marinas, automotrices, aeronáuticas, de procesamiento químico, farmacéuticas, alimentarias, de tratamiento de residuos y otras.

Gracias a la presencia de un microprocesador y a su bajo consumo energético, también ofrece la posibilidad de comunicación en serie con otros dispositivos informáticos, lo que la convierte en una buena técnica para ajustar la calibración y el filtrado de la señal del sensor.

Los sensores de nivel de presión hidrostática son sensores de presión sumergibles o de montaje externo , adecuados para medir el nivel de líquidos corrosivos en tanques profundos o agua en depósitos. Normalmente, el nivel del fluido se determina por la presión en el fondo del recipiente (tanque o depósito); esta presión, ajustada según la densidad/gravedad específica del fluido, indica la profundidad del mismo. ^{[ 3 ]} Para estos sensores, es importante utilizar materiales químicamente compatibles para garantizar un rendimiento adecuado. Existen sensores disponibles comercialmente con rangos de presión de 10  mbar a 1000  bar.

Dado que estos sensores detectan un aumento de presión con la profundidad y que la densidad de los líquidos varía, es necesario calibrarlos adecuadamente para cada aplicación. Además, las grandes variaciones de temperatura provocan cambios en la densidad que deben tenerse en cuenta al convertir la presión a nivel. Estos sensores pueden diseñarse para mantener el diafragma libre de contaminación o acumulación de residuos, garantizando así un funcionamiento correcto y mediciones precisas del nivel de presión hidrostática.

Para su uso en aplicaciones al aire libre, donde el sensor no puede montarse en el fondo del tanque o tubería del mismo, una versión especial del sensor de nivel de presión hidrostática, una sonda de nivel , puede suspenderse de un cable dentro del tanque hasta el punto inferior que se va a medir. ^{[ 3 ]} El sensor debe estar especialmente diseñado para sellar la electrónica del entorno líquido. En tanques con una presión de cabeza baja (menos de 100 INWC), es muy importante ventilar la parte posterior del manómetro del sensor a la presión atmosférica. De lo contrario, los cambios normales en la presión barométrica introducirán un gran error en la señal de salida del sensor. Además, la mayoría de los sensores necesitan ser compensados ​​por los cambios de temperatura en el fluido.

Un sensor de nivel de burbujeo de aire utiliza un tubo con una abertura debajo de la superficie del nivel del líquido. Se hace pasar un flujo de aire fijo a través del tubo. La presión en el tubo es proporcional a la profundidad (y densidad) del líquido sobre la salida del tubo. ^{[ 3 ]}

Los sistemas de burbujeo de aire no contienen piezas móviles, lo que los hace idóneos para medir el nivel de aguas residuales, aguas de drenaje, lodos de depuradora, excrementos humanos o agua con gran cantidad de sólidos en suspensión. La única parte del sensor que entra en contacto con el líquido es un tubo de burbujeo químicamente compatible con el material cuyo nivel se va a medir. Dado que el punto de medición no tiene componentes eléctricos, esta técnica es una buena opción para zonas clasificadas como peligrosas. La sección de control del sistema puede ubicarse en un lugar seguro, ya que la tubería neumática aísla la zona peligrosa de la zona segura.

Los sistemas de burbujeo de aire son una buena opción para tanques abiertos a presión atmosférica y pueden diseñarse para que el aire a alta presión se dirija a través de una válvula de derivación para eliminar los sólidos que puedan obstruir el tubo de burbujeo. Esta técnica es intrínsecamente autolimpiante. Se recomienda encarecidamente para aplicaciones de medición de nivel de líquido donde las técnicas ultrasónicas, de flotador o de microondas han demostrado ser poco fiables. El sistema requerirá un suministro constante de aire durante la medición. El extremo del tubo debe estar por encima de cierta altura para evitar que el lodo lo obstruya.

Un medidor de nivel nuclear o medidor de rayos gamma mide el nivel mediante la atenuación de los rayos gamma que atraviesan un recipiente de proceso. ^{[ 14 ]} Esta técnica se utiliza para regular el nivel de acero fundido en un proceso de colada continua de fabricación de acero. El molde refrigerado por agua está dispuesto con una fuente de radiación, como cobalto-60 o cesio-137 , en un lado y un detector sensible, como un contador de centelleo, en el otro. A medida que aumenta el nivel de acero fundido en el molde, el sensor detecta menos radiación gamma. Esta técnica permite la medición sin contacto, donde el calor del metal fundido hace que las técnicas de contacto, e incluso muchas técnicas sin contacto, resulten poco prácticas.

Los sensores de nivel nucleónico se utilizan a menudo en circuitos de trituración de minerales, donde un aumento en la detección de rayos gamma indica un vacío, en comparación con estar lleno de mineral. ^{[ 15 ]}