Per il rilevamento del livello di un liquido, sono diverse le tecniche a cui si può fare riferimento. Le due principali sono rappresentate dal ricorso a un interruttore a galleggiante e dall’uso di un sensore ottico, che si rivela più efficiente e ha dimensioni ridotte. Gli interruttori a galleggiante, invece, sono più grandi e, in più, presentano un altro potenziale svantaggio: le parti in movimento, infatti, possono essere fonte di guasto. Rischi di questo tipo non si corrono con un sensore ottico, che è privo di parti meccaniche mobili. Il meccanismo di funzionamento è molto semplice, con la punta del sentore che entra in contatto col liquido che deve essere misurato, e il resto del dispositivo che comprende il fototransistor a infrarossi, il led e la scheda elettronica a microprocessore. 

Come funzionano i sensori livello liquidi

Per capire come operano i sensori di livello acqua si possono prendere a esempio i sensori di livello di Repcom. Nel momento in cui il liquido è assente, la luce che viene emessa dal led rimbalza sulla punta del sensore – o, per essere più precisi, sulla faccia interna del cono che lo forma – tornando indietro al rilevatore a infrarossi: ciò succede per effetto del gap fra il contenitore in plastica e l’atmosfera esterna relativo all’indice di rifrazione. Se la punta del misuratore livello acqua è a contatto con il liquido, quasi tutta la luce sfugge, il che vuol dire che al rilevatore a infrarossi torna un segnale ridotto; questa informazione viene elaborata dal microprocessore integrato, il quale modifica lo stato dell’uscita. 

Le caratteristiche dei trasduttori di livello ottici

I trasduttori di livello ottici sono progettati per operare in una fascia di temperatura molto ampia, da un minimo di 40 gradi sotto zero a un massimo di 140 gradi, mentre per ciò che riguarda la pressione la funzionalità è garantita fino a 600 bar. Questi dispositivi, inoltre, sono formati da materiali compatibili, dal punto di vista chimico, con quasi tutti i liquidi, inclusi quelli caratterizzati da un alto livello di corrosività. I trasduttori possono essere impiegati in qualità di rilevatori della presenza dei liquidi. I sensori che misurano dal fondo vengono installati – appunto – in corrispondenza del fondo di un quadro elettrico a tenuta ermetica, in modo da rilevare in tempi brevi quantità di acqua anche minime che possono essere entrate per esempio per colpa di un difetto di tenuta, in modo da prevenire gli eventuali danni a cui le apparecchiature elettriche potrebbero andare incontro. Una minima quantità di liquido a contatto con la punta dei sensori di livello basta per fare in modo che essi vengano attivati. Questa è un’altra differenza significativa rispetto agli interruttori a galleggiante, che non sono in grado di assicurare un livello di accuratezza tanto elevato per la regolazione del livello. 

Gli ambiti di utilizzo 

Il misuratore livello acqua è solo un esempio tra i tanti tipi di sensori livello liquidi che possono essere utilizzati. Tali strumenti trovano applicazione, per esempio, nei silos, nei serbatoi, nei pozzi, nelle pompe sommerse e nelle cisterne. Il livello che viene rilevato corrisponde sempre all’altezza reale effettiva media, ma oltre ai liquidi è possibile misurare anche i composti solidi, come per esempio granulati, miscugli o polveri. 

Le altre sonde di livello

Esistono, poi, le sonde di livello elettromeccaniche a tasteggio, usate per gli ambienti molto polverosi (per esempio i silos che contengono granulati plastici o cereali). Il loro funzionamento si basa sullo scandagliamento, con un nastro di misura a cui è legato un peso; il livello di trazione viene diminuito nel momento in cui il materiale viene toccato. Ci sono, ancora, i sensori di livello radiometrici, che garantiscono standard di affidabilità elevati senza un contatto diretto. Rimanendo nel novero delle applicazioni non a contatto, vale la pena di citare le sonde di livello con barriera a microonde, che si prestano a essere installate nei pozzetti a caduta libera, nelle tubazioni e nei serbatoi. Le sonde di livello radar sono ideali per i fluidi aggressivi o corrosivi, ma anche per applicazioni igieniche non a contatto e per applicazioni destinate a misurazioni molto precise, eventualmente in presenza di vapori o in condizioni estreme dal punto di vista della temperatura e della pressione. 

I sensori di livello idrostatici

Per la misura in vari liquidi, tra cui l’acqua, si può ricorrere ai sensori di livello idrostatici, utilizzati in molteplici ambiti industriali tra cui il trattamento delle acque reflue e il comparto alimentare. Queste sonde possono essere installate all’esterno di un silo ma sono anche sommergibili, ed è questo il motivo per il quale costituiscono la soluzione più indicata per i pozzi e per i serbatoi. Nel caso di una cella in ceramica, la pressione agisce sulla membrana di processo deflettendola, con il sensore che resta all’esterno del liquido.