Medición de medios con constantes dieléctricas inferiores a 20 – Interruptores de nivel capacitivos de NEGELE con una conexión de proceso higiénica

Los interruptores de nivel Negele funcionan según el principio de funcionamiento capacitivo. En estos sensores, el electrodo de medición, el medio y la pared conductora del depósito forman un condensador eléctrico (Fig. 1). La capacidad de un condensador está influenciada por tres factores principales, aunque sólo el tipo de medio es de interés para el interruptor de nivel capacitivo:

• 1. Distancia;
• 2. Área de las superficies de los electro- dos, y
• 3. Tipo de medio entre los electrodos.

El electrodo de medición y la pared del tanque sirven como placas del conden- sador, mientras que el medio actúa como fluido dieléctrico. Debido a la mayor constante dieléctrica (εr) del medio en relación con el aire (εr = 1), la capacidad aumenta cuando el electrodo se sumer- ge en el medio. Exponer el electrodo tiene el efecto contrario. El cambio de capacidad es analizado por la electróni- ca del interruptor de nivel y convertido en una orden de conmutación corres- pondiente. El sensor emite una señal de 24 VDC (salida activa). Las funciones de conmutación de mínimo y máximo (lleno/vacío) se pueden intercambiar invirtiendo la polaridad de la fuente de alimentación.

El principio de funcionamiento capaciti- vo requiere que la punta del sensor, fa- bricada en PEEK, completamente sumer- gida en el medio. Esto tiene la ventaja de que el sensor no responde a la espuma o a las adherencias y sólo emite una se- ñal cuando el medio alcanza realmente el nivel.

La nueva generación de interruptores de nivel capacitivos para aplicaciones ali- menticias y farmacéuticas ha sido com- pletamente renovada y ahora ofrece una gama más amplia de funciones. El clien- te podrá seguir eligiendo entre una gran cantidad de variantes diferentes. El nue- vo interruptor de nivel, que sustituye al sensor NWM, está ahora disponible bajo la denominación NCS-x1.

Al igual que la versión antigua, el sensor mide medios con constantes dieléctricas superiores a 20 y es insensible a la espu- ma y las adherencias.

El nuevo dispositivo ofrece a los clien- tes una serie de ventajas sobre el anti- guo NWM. El umbral de conmutación del conmutador de nivel se puede definir con un conmutador de 10 pasos. Esto permite al usuario ajustar el rango de medición para adaptarse al medio en cuestión. De este modo, los dispositivos de sustitución u otros sensores emplea- dos en el mismo medio pueden ajustarse a la misma configuración. Como resulta- do, los sensores pueden ser reemplaza- dos más rápidamente que antes.

En general, la nueva generación del in- terruptor de nivel capacitivo ofrece una mayor diversidad de aplicaciones y una mayor seguridad de funcionamiento, durabilidad y confianza.

Además del nuevo modelo que sustituye a los interruptores de nivel NVM, Negele Messtechnik ha sacado otro sensor de idéntica construcción pero que detecta los medios que no pueden ser detecta- dos por el sensor anterior. Este nuevo sensor, NCS-x2 (Fig. 2), funciona con me- dios con muy bajo contenido en agua, como ciertos cosméticos o el alcohol.

Al igual que los sensores de la serie NCS-x1, los sensores NCS-x2 pueden sustituir directamente a los antiguos sensores NWM.

Además de las ventajas que también ofrece el NCS-x1, el NCS-x2 puede cam- biarse entre dos rangos de medición (εr ≥ 2 y εr ≥ 20) con la ayuda de una entrada adicional. Esto aumenta la flexibilidad de este dispositivo para el usuario.

Como todos los productos de Negele Messtechnik GmbH, los nuevos interrup- tores de nivel capacitivos son totalmen- te adecuados para todas las aplicaciones alimenticias y farmacéuticas. La limpieza CIP/SIP durante 60 minutos a tempera- turas de hasta 150 °C no es un problema. Como es habitual, la carcasa del sensor está hecha completamente de acero inoxidable. Las piezas que están en con- tacto directo con el medio, como la pieza de acoplamiento en la variante M12, son de acero inoxidable 1.4404 y están dis- ponibles opcionalmente en 1.4435 con un certificado de material 3.1.

Las partes del sensor que entran en con- tacto con el medio pero que no son de acero inoxidable están hechas de PEEK, que cumple con la FDA y es muy durade- ro (Fig. 4).

Los sensores son robustos y no necesi- tan mantenimiento, por lo que pueden utilizarse en todos los ámbitos de la medición industrial. Incluso su uso en medios muy adherentes o agresivos no es un problema gracias a los materiales empleados. Dado que la medición capa- citiva no plantea exigencias especiales a la instalación del sensor, los nuevos sensores pueden utilizarse en una gran variedad de aplicaciones. El único requi- sito es que las tuberías o depósitos en los que se utilicen los nuevos NCS sean conductores.

Además de un ajuste individual del um- bral, el interruptor giratorio de 10 pasos puede utilizarse para simular un estado "Lleno" o "Vacío". De este modo, el usua- rio puede comprobar si el PLC funciona correctamente con el sensor. Esto ahorra tiempo y dinero, ya que no es necesario llenar o vaciar el depósito para probar la interacción entre el sensor y el PLC. El nuevo sensor también marcará al usua- rio en cuanto a la resistencia a la con- densación de la carcasa: la integración de la electrónica caliente evita la forma- ción de condensación.

Negele ofrece dos alternativas para se- llar los sensores cuando se integran en las tuberías de proceso: el sistema de adaptación CLEANadapt y el muy inno- vador sistema EPA PHARMadapt.

En el sistema CLEANadapt, el cono del conector roscado se presiona contra el borde de sellado del adaptador cuando el sensor es atornillado en el adaptador (Fig. 4). Esta conexión evita el espacio perdido y es higiénicamente segura sin necesidad de elastómeros adicionales. Esto se certifica con un certificado EHE- DG o 3-A.

CLEANadapt es un sistema higiénico que evita que el material del sensor influya en el medio y hace que la limpieza del equipo sea segura, rápida y fácil.

Al utilizar el sistema CLEANadapt, el cliente puede decidir entre manguitos soldados o tubos completos con un man- guito soldado integrado (tubo EHG).

Para satisfacer los requisitos de la indus- tria farmacéutica, Negele desarrolló el sistema de adaptación de procesos EPA PHARMadapt (Fig. 5).

Los sensores que se utilizan con el sis- tema EPA pueden incorporarse a diáme- tros de tubería pequeños que van desde DN10 a DN100, sin una reducción signi- ficativa de la sección transversal de la tubería (Fig. 3). También son adecuados para medir medios que no son conduc- tores de electricidad, como el agua de inyección. Los sensores se sellan me- diante la presión del cono contra la junta de elastómero con una presión definida cuando el sensor está en su posición final.

El sensor se fija con una abrazadera. Las dimensiones compatibles del sensor y la adaptación dan como resultado un punto de medición sin espacios perdidos ni huecos.

El sistema EPA se construyó cumpliendo estrictamente las directrices del EHEDG — European Hygienic Engineering & De- sign Group — y ofrece al operador de la planta la seguridad de utilizar un sistema que es fácil de limpiar y de esterilizar.