Medición por radar de radiación libre en la producción de alimentos para animales

Medición continua de nivel entre un doble llenado: la calidad óptima del eco y el diseño a prueba de polvo lo hacen posible

Muchos componentes discretos pueden convertirse rápidamente en un problema si no funcionan de forma fiable. En el caso de la supervisión del nivel de llenado, por ejemplo, se evita el sobrellenado del silo o el funcionamiento en vacío, que pueden provocar la paralización de la producción. Para integrar perfectamente los sensores en los sistemas, se requiere la máxima compatibilidad de los procesos en las distintas fases de producción, así como un diseño certificado. Para un productor de alimentos para animales en Chile, también debería ser una tecnología de medición sin contacto para el almacenamiento de materias primas en polvo que trabaja bajo una alta generación de polvo durante el proceso de llenado dinámico.


A la hora de configurar un sistema de sensores adecuado para el operador de la planta, se hizo hincapié en la fiabilidad del proceso, la durabilidad y la simplicidad. Además, había que tener en cuenta los requisitos de la situación especial de la instalación.


Medición continua de nivel entre un doble llenado

La calidad óptima del eco y el diseño a prueba de polvo lo hacen posible

Los sensores de nivel detectan el nivel exacto de llenado de un medio en tiempo real. De este modo, el usuario está informado en todo momento sobre el contenido actual y porcentual del contenedor, lo que optimiza los procesos en el almacenamiento en particular y reduce los costes. Existen diferentes tecnologías y principios de medición para la medición continua de nivel, que tienen sus ventajas y desventajas según la aplicación. Para la selección, hay que tener en cuenta numerosas condiciones de proceso a las que debe hacer frente la tecnología de sensores. Además, los requisitos de las instalaciones en sólidos difieren de los de los líquidos.  

Uno de los mayores fabricantes de productos de alimentación animal de Chile quería optimizar su proceso de fabricación en varias instalaciones de producción con una solución profesional y moderna en términos de precisión y fiabilidad del proceso. El proceso de producción incluye la fabricación de diferentes tipos de piensos para el ganado y los animales de compañía, así como el sector de la cría. Para varios materiales básicos en polvo, que se almacenan en silos para la producción del pienso, se configuró in situ el correspondiente sistema de control de nivel junto con el socio de UWT Sensorica Industrial SpA. La tecnología de medición tenía que funcionar sin contacto y hacer frente al proceso de llenado dinámico a través de dos líneas de llenado. En la zona de aplicación, hay una atmósfera con mucho polvo y temperaturas de proceso de hasta 80°C. Había que tener en cuenta los puntales metálicos del interior de los contenedores, que pueden complicar aún más la instalación y el funcionamiento de un sensor de nivel.

 

Para los silos de almacenamiento de 15 metros de altura, se implementó una solución de medición precisa para la medición continua de nivel con el Radar sensor NivoRadar®  NR 3000 de UWT GmbH. Las ondas electromagnéticas son la base de la medición de nivel con el radar. Un sensor de radar emite una onda electromagnética agrupada que es reflejada por los objetos en forma de eco y evaluada por el sensor. Además de los sensores de radar de radiación libre, la categoría de radares incluye también los basados en la tecnología de microondas guiadas, que se denominan radares guiados, TDR (Reflectometría en el Dominio del Tiempo) o también sensores GWR (Radar de Onda Guiada). La diferencia fundamental entre los sensores de radar de radiación libre y los guiados es la forma en que las ondas electromagnéticas llegan al medio a medir. Mientras que los sensores de radar de radiación libre utilizan tipos especiales de antenas para transmitir las ondas en la dirección del material sin contacto, los sensores de radar guiado requieren una sonda (varilla o cable) como guía de ondas a lo largo de la cual se guía la señal hacia el medio. La sonda está en contacto con el medio.

Los sensores de radar de radiación libre se caracterizan generalmente por su frecuencia, ya que ésta es importante para la determinación del nivel sin contacto en los depósitos de proceso o de almacenamiento. Los sensores de radar con altas frecuencias pueden construirse de forma más compacta, tienen ángulos de radiación más pequeños y mejores propiedades de reflexión, lo que en última instancia conduce a resultados de medición precisos y fiables. Por lo tanto, los sensores de radar de radiación libre de UWT también funcionan con la tecnología de 78 GHz. Se utilizan preferentemente en procesos de almacenamiento y, debido a su alta sensibilidad, pueden emplearse en casi todos los materiales sólidos (ya sea polvo, granulado, material a granel de grano pequeño y grueso). Para el procesamiento de las señales se utiliza el software Process Intelligence, que ha demostrado su eficacia en numerosas aplicaciones en todo el mundo. Una antena de lente enfoca la señal de alta frecuencia en un lóbulo de haz estrecho de 4°, lo que permite su uso en silos altos estrechos y simplifica enormemente la instalación y la alineación del sensor.

Este lóbulo del haz de sólo 4° da lugar a un diámetro del haz de sólo 1 metro aproximadamente para la medición de la harina de pienso a una distancia de 15 metros. El sensor con certificación ATEX (polvo) puede colocarse y alinearse de forma óptima con la descarga del silo gracias a la brida de ajuste flexible. Esto también significaba que los puntales metálicos no estaban dentro del rango de medición del lóbulo de la viga. La alta frecuencia del sensor también proporciona una calidad de eco óptima en esta aplicación tan polvorienta. El dispositivo de purga de aire estándar para la antena del objetivo aún no ha tenido que ser activado. (Esta purga de aire evita la acumulación de material en la antena de la lente, que podría provocar una pérdida de energía en la señal transmitida). Con la ayuda de la pantalla local, el sensor puede calibrarse y ponerse en funcionamiento de forma fácil y rápida. Los datos del eco, fáciles de entender, informan al usuario sobre el estado y la fiabilidad de la medición del sensor.

 

La implementación de la solución segura para la medición continua de nivel funcional de acuerdo con los elevados requisitos y estándares del productor de piensos apoya de forma óptima el buen funcionamiento de la planta.