I sensori per il rilevamento di soglia di livello non sono più semplici interruttori binari, ma vere e proprie fonti di informazioni digitali per il controllo sicuro ed efficiente degli impianti. Vega, specialista del settore, ci illustra benefici e applicazioni.
Nell’automazione dei processi industriali, la misura di soglia di livello gioca un ruolo essenziale per garantire sicurezza, efficienza e tutela ambientale. Che si tratti di impianti chimici, centrali elettriche, produzione alimentare o cantieristica navale, ovunque gli interruttori di soglia di livello devono rilevare il raggiungimento di un determinato valore limite, e devono farlo in modo affidabile. Oltre a questo, controllano processi a valle, come ad esempio la disattivazione di una pompa o la chiusura di una valvola.
Questi interruttori di livello proteggono dal riempimento eccessivo di serbatoi di stoccaggio, impediscono il funzionamento a secco di pompe, rilevano soglie di livello in reattori e assicurano condizioni di processo stabili. Allo stesso tempo, i moderni interruttori di soglia di livello forniscono molto di più di un semplice segnale d’intervento: rilevano dati di processo aggiuntivi, consentono funzioni di diagnostica e supportano la comunicazione digitale dell’impianto.
Le differenze fra i principi fisici
Come scegliere l’interruttore di soglia di livello adatto? Per questo tipo di misura si utilizzano diversi principi fisici: dai metodi capacitivi e conduttivi alle tecnologie a microonde, fino agli approcci radiometrici e meccanici. Non tutti i principi di misura sono idonei per ogni applicazione. Le differenze riguardano soprattutto la dipendenza dal tipo di prodotto, gli interventi di manutenzione e l’affidabilità in presenza di condizioni di processo difficili, come formazione di schiuma, viscosità o temperatura.
Mentre i metodi capacitivi, conduttivi o meccanici sono spesso dipendenti dal tipo di prodotto o richiedono molta manutenzione, l’interruttore di livello a vibrazione si distingue per l’impiego universale, semplicità di integrazione e affidabilità. Gli interruttori di livello a vibrazione si sono affermati come soluzione ottimale soprattutto nel campo dei liquidi. È indipendente dal prodotto, non richiede né calibrazione né manutenzione ed è particolarmente robusto. Inoltre, oltre a essere economico, è anche sicuro e dunque ideale per quasi tutte le applicazioni industriali di rilevamento di soglia di livello.
Dal serbatoio alla tubazione: alcuni esempi applicativi
Vediamo alcune applicazioni tipiche dei moderni interruttori di livello a vibrazione. La realtà operativa dimostra la loro grande versatilità, svolgono funzioni decisive in innumerevoli processi in maniera affidabile e sicura e senza richiedere manutenzione. Gli interruttori di livello a vibrazione vengono spesso impiegati come sicurezza di sovrappieno in reattori e serbatoi di stoccaggio e di altro tipo. Grazie all’omologazione WHG (normativa tedesca), sono ideali per liquidi inquinanti per le acque. Rilevano con precisione il livello massimo e prevengono così perdite e rischi ambientali.
Nell’industria alimentare e farmaceutica le esecuzioni igieniche sono standard. Superfici lucidate, attacchi senza spazi morti, resistenza ai processi CIP e SIP e conformità ai requisiti EHEDG garantiscono igiene e pulizia, anche con prodotti viscosi o forte formazione di schiuma. Impiegati come protezione contro il funzionamento a secco, gli interruttori di livello a vibrazione proteggono da possibili danni pompe di alimentazione e dosaggio e compressori. Non appena il livello del liquido scende, il sensore per il rilevamento di soglia di livello riconosce lo stato di vuoto e disattiva l’impianto. In questo modo si evitano fermi impianto, cavitazione e perdite di energia, fornendo un contributo tangibile all’efficienza energetica.
In serbatoi, tubazioni e sistemi di processo, gli interruttori di livello a vibrazione garantiscono un rilevamento di soglia di livello preciso in caso di cambio di prodotto o di flussi bifase. Particolarmente vantaggiosa risulta l’insensibilità del dispositivo alla formazione di schiuma o di bolle di gas. Il segnale rimane stabile e affidabile anche con portate elevate, prodotti pulsanti o aggressivi, temperature fino a +450 °C e pressioni fino a 160 bar e lo strumento non richiede manutenzione. In tutte le applicazioni, i gestori degli impianti beneficiano di costi di manutenzione ridotti, elevata disponibilità dell’impianto e della facile attestazione della sicurezza funzionale, protocolli di test digitali inclusi.
Soluzione universale per liquidi
Gli interruttori di livello a vibrazione piezoelettrici si contraddistinguono per versatilità, e lavorano secondo il principio del diapason: un diapason vibrante oscilla liberamente nell’aria, e al contatto con il liquido la sua frequenza e ampiezza cambiano, consentendo al dispositivo di rilevare la soglia di livello e di generare un segnale di intervento preciso. Questo principio funziona a prescindere da densità, viscosità o formazione di schiuma, un vantaggio decisivo rispetto ai metodi capacitivi o conduttivi.
Ecco i principali vantaggi: è indipendente dal prodotto, non richiede parametrizzazione nemmeno in caso di cambio di prodotto; è esente da manutenzione grazie all’assenza di parti mobili e usura; offre sicurezza operativa con certificazione SIL2/3, omologazione WHG e protezione Ex; resiste a temperatura e pressione fino a 450°C e 160 bar; i materiali conformi agli standard igienici e omologati secondo CE1935/2004, EHEDG, FDA, 3-A e resistenti ai processi CIP/SIP.
Per una misurazione sicura intelligente e sostenibile
L’evoluzione dai semplici sensori di soglia livello a sistemi di sicurezza intelligenti e digitalmente interconnessi segna un cambiamento di paradigma nell’automazione dei processi. Gli interruttori di livello a vibrazione oggi forniscono informazioni diagnostiche e di processo, soddisfano norme di sicurezza come SIL e WHG, si integrano perfettamente nelle architetture digitali di impianto, proteggendo e ottimizzando attivamente i processi.
Chi sceglie interruttori di soglia di livello certificati e digitali per la progettazione e la gestione dell’impianto ottiene un duplice beneficio: sicurezza di processo e costi operativi ridotti nel tempo, grazie al funzionamento esente da manutenzione. Oggi possono contare su funzioni come autodiagnosi, comunicazione Bluetooth, protocolli di test automatici e trasmissione dei dati in tempo reale.
Inoltre, i moderni interruttori di livello a vibrazione contribuiscono attivamente a una maggiore sostenibilità: il controllo preciso dei processi permette di risparmiare risorse, c’è un minor consumo di prodotti chimici grazie alla misura di soglia di livello esatta, e viene impiegata meno energia grazie all’ottimizzazione del controllo di pompe.
