Dispositivo per la misura di interfase

Nell’industria chimica, petrolchimica e Oil&Gas la misura di interfase richiede una valutazione affidabile anche in caso di emulsione o variazioni di densità: lo strumento Endress+Hauser integra i benefici delle tecnologie capacitiva e radar a onde guidate

di Luca Romani

La separazione tra due fluidi a differente densità è un processo abbastanza frequente nell’industria chimica e petrolchimica, ma anche nel trattamento delle acque reflue dove, in generale, un idrocarburo viene separato dall’acqua
(o soluzione acquosa) per seguire un processo differente.
In passato, sistemi meccanici che sfruttano il principio di Archimede sono stati utilizzati per rilevare la posizione dell’interfaccia acqua/olio, richiedendo però frequenti manutenzioni a causa del movimento di parti meccaniche e imprecisioni dovute a variazioni di densità per il cambiamento di temperatura. Recentemente, sensori capacitivi e radar a onda guidata hanno prevalso in questa specifica misura.

I limiti delle due tecnologie
Le sonde capacitive rilevano con buona precisione il livello dell’interfase grazie alla differenza di conducibilità e in costante dielettrica che di solito esiste tra i due prodotti, mentre il radar a onda guidata sfrutta la differenza di costante dielettrica (bassa per il prodotto superiore e alta per il prodotto inferiore) per rilevare sia il livello di interfase sia quello totale.
In ogni caso entrambe le tecnologie presentano delle limitazioni: le sonde capacitive rilevano solo l’interfase e non il livello totale, mentre i sensori a onda guidata, per essere accurati sulla misura di interfase, necessitano una chiara separazione tra le fasi, e che la costante dielettrica del fluido superiore rimanga il più possibile costante nel tempo per non perdere di accuratezza.
In condizioni ideali (nessuna emulsione presente all’interfase), vengono elaborati due echi dovuti alla riflessione dell’onda elettromagnetica dalle due fasi, il primo meno marcato dovuto all’idrocarburo e il secondo dato dalla fase acquosa. Una parte di energia che non viene riflessa dalla prima fase, la attraversa subendo però un rallentamento; quest’ultimo causa uno shift nella rilevazione della distanza dell’interfase, che deve essere compensato per mezzo del valore di costante dielettrica ε del prodotto (maggiore sarà il valore di ε, maggiore sarà lo shift).

Una soluzione in grado di integrare diversi vantaggi
Potrebbero insorgere problemi di accuratezza o affidabilità qualora il valore di costante dielettrica del fluido superiore cambi o sia presente uno strato di emulsione. Endress+Hauser ha così sviluppato Levelflex FMP55 Sensor Fusion, uno strumento capace di integrare i benefici di una sonda radar a onda guidata e di una sonda capacitiva. L’asta che funge da guida d’onda è allo stesso tempo una sonda capacitiva.
FMP55 è una sonda multi-parametrica che in continuo impiega due principi fisici diversi per rilevare la misura di interfase. Quando non è presente emulsione, la sonda capacitiva viene usata per calcolare con precisione il valore di costante dielettrica del fluido superiore; se invece si presenta uno strato di emulsione, FMP55 in automatico rileva la posizione dell’interfase grazie alla sonda capacitiva e il livello totale con la guida d’onda.

Autore: Luca Romani, Product Manager Level Measurement in Endress+Hauser Italia

0 Condivisioni