Un visor o medidor de nivel es un tipo de sensor de nivel , un tubo transparente a través del cual el operador de un tanque o caldera puede observar el nivel del líquido contenido en su interior.
Los visores simples pueden ser simplemente un tubo de plástico o vidrio conectado a la parte inferior del tanque en un extremo y a la parte superior del tanque en el otro. El nivel de líquido en el visor será el mismo que el nivel de líquido en el tanque. Sin embargo, hoy en día, los interruptores de flotador sofisticados han reemplazado a los visores en muchas de esas aplicaciones.
Si el líquido es peligroso o está bajo presión, se deben tomar medidas más sofisticadas. En el caso de una caldera, la presión del agua que está debajo y del vapor que está encima es igual, por lo que cualquier cambio en el nivel del agua se verá en el medidor. El tubo transparente (el “vidrio” en sí) puede estar en su mayor parte encerrado dentro de una cubierta de metal o vidrio templado para evitar que se dañe por rasguños o impactos y ofrecer protección a los operadores en caso de rotura. Esto generalmente tiene una placa posterior estampada para hacer que el efecto de aumento del agua en el tubo sea más obvio y así permitir una lectura más fácil. En algunas locomotoras donde la caldera funciona a presiones muy altas, el tubo en sí estaría hecho de vidrio templado reforzado con metal. [1] Es importante mantener el agua al nivel especificado, de lo contrario, la parte superior de la cámara de combustión quedará expuesta, creando un peligro de sobrecalentamiento y causando daños y posiblemente una falla catastrófica.
Para comprobar que el aparato ofrece una lectura correcta y que las tuberías de conexión a la caldera no están bloqueadas por cal , es necesario “subir el nivel del agua” abriendo rápidamente los grifos uno por uno y dejando salir un breve chorro de agua por el grifo de vaciado. [2]
La Junta Nacional de Inspectores de Calderas y Recipientes a Presión recomienda un procedimiento de prueba diario descrito en el capítulo 2, parte I-204.3 del Instituto Nacional Estadounidense de Normas, sobre el medidor de nivel de agua. Si bien no es estrictamente obligatorio, este procedimiento está diseñado para permitir que un operador verifique de manera segura que todas las partes del visor de nivel estén funcionando correctamente y tengan conexiones de flujo libre a la caldera necesarias para un funcionamiento adecuado.
El indicador de nivel de una caldera debe inspeccionarse periódicamente y reemplazarse si se observa que se ha desgastado cerca de las tuercas del prensaestopas , pero aún puede ocurrir una falla en el servicio. Se espera que los conductores lleven dos o tres tubos de vidrio, precortados a la longitud requerida, junto con sellos de cáñamo o caucho, para reemplazar los tubos en la carretera. [1] La familiaridad con este inquietante suceso se consideró tan importante que a menudo se rompía un vidrio deliberadamente mientras un conductor en formación estaba en la plataforma, para darle práctica en la instalación de un nuevo tubo. [3] Aunque se instalan válvulas de bola automáticas en los soportes para limitar la liberación de vapor y agua hirviendo, estas pueden fallar por acumulación de cal. Era un procedimiento estándar sostener la pala de carbón frente a la cara mientras la otra mano, sosteniendo la tapa para protección, se extendía para cerrar las válvulas en ambos extremos del vidrio.
Un medidor de reflejo es más complejo en su construcción, pero puede brindar una distinción más clara entre gas (vapor) y líquido (agua). En lugar de contener el medio en un tubo de vidrio, el medidor consiste en un cuerpo de metal ranurado orientado verticalmente con una placa de vidrio resistente montada en el lado abierto de la ranura que mira hacia el operador. La parte posterior del vidrio, en contacto con el medio, tiene ranuras moldeadas en su superficie, que corren verticalmente. Las ranuras forman un patrón en zigzag con ángulos de 90°. La luz incidente que ingresa al vidrio se refracta en la superficie posterior en contacto con el medio. En la región que está en contacto con el gas, la mayor parte de la luz se refleja desde la superficie de una ranura a la siguiente y de regreso hacia el operador, apareciendo de color blanco plateado. En la región que está en contacto con el líquido, la mayor parte de la luz se refracta en el líquido, lo que hace que esta región parezca casi negra para el operador. Las marcas más conocidas de manómetros réflex son Clark-Reliance, IGEMA, TGI Ilmadur, Penberthy, Jerguson, Klinger, Cesare-Bonetti y Kenco. Debido a la naturaleza cáustica de los tratamientos antical para calderas ("ablandadores de agua"), los manómetros réflex tienden a corroerse con relativa rapidez por el agua y pierden su eficacia para indicar el nivel de líquido. Por lo tanto, se recomiendan los manómetros bicolor para ciertos tipos de calderas, en particular las que funcionan a presiones superiores a 60 bar.
En general, se prefiere un medidor bicolor para medios cáusticos con el fin de brindar protección al vidrio. El medidor consta de un cuerpo de metal ranurado orientado verticalmente con un vidrio liso resistente en la parte delantera y trasera. Las superficies del cuerpo delantero y trasero están en planos verticales no paralelos. Detrás del cuerpo del medidor hay fuentes de luz con dos longitudes de onda bastante diferentes, normalmente roja y verde. Debido a la diferente refracción de la luz roja y verde, la región del líquido aparece verde para el operador, mientras que la región del gas aparece roja. A diferencia del medidor reflex, el vidrio tiene una superficie plana que no necesita estar en contacto directo con el medio y se puede proteger con una capa de un material transparente resistente a los cáusticos, como sílice. Los fabricantes conocidos de medidores de nivel bicolor de la más alta calidad son Clark-Reliance, Klinger, FPS-Aquarian, IGEMA y Quest-Tec.
En un indicador magnético hay un flotador en la superficie del líquido que contiene un imán permanente. El líquido está contenido en una cámara de material resistente y no magnético, evitando el uso de vidrio. El indicador de nivel consta de una serie de paletas magnéticas pivotantes dispuestas una sobre otra y colocadas cerca de la cámara que contiene el flotador. Las dos caras de las paletas tienen un color diferente. A medida que el imán pasa hacia arriba y hacia abajo detrás de las paletas, las hace girar, mostrando un color para la región que contiene el líquido y otro para la región que contiene el gas. En la literatura de varios fabricantes se afirma que los indicadores magnéticos son los más adecuados para presiones y/o temperaturas muy altas y para líquidos agresivos.
La primera locomotora equipada con este dispositivo fue construida en 1829 por John Rastrick en sus talleres de Stourbridge. [4]
Los instrumentos de observación industrial han cambiado con la propia industria. El visor de nivel actual, también llamado ventana o mirilla, es estructuralmente más sofisticado que el medidor de agua y se puede encontrar en los recipientes de los medios de cultivo en plantas químicas y en otros entornos industriales, incluidas las plantas farmacéuticas, de alimentos, bebidas y biogás. [5] Los visores de nivel permiten a los operadores observar visualmente los procesos dentro de tanques, tuberías, reactores y recipientes.
La mirilla industrial moderna es un disco de vidrio colocado entre dos marcos de metal, que se aseguran con pernos y juntas, o el disco de vidrio se fusiona al marco de metal durante la fabricación. El vidrio utilizado para este propósito es vidrio sódico-cálcico o vidrio de borosilicato , y el metal, generalmente un tipo de acero inoxidable, se elige por las propiedades de resistencia deseadas. El vidrio de borosilicato es superior a otras formulaciones en términos de resistencia a la corrosión química y tolerancia a la temperatura, así como transparencia. [6]
Las mirillas fundidas también se denominan vidrio pretensado mecánicamente, porque el vidrio se refuerza mediante la compresión del anillo de metal. Se aplica calor a un disco de vidrio y al anillo de acero que lo rodea, lo que provoca una fusión de los materiales. [7] A medida que el acero se enfría, se contrae, comprimiendo el vidrio y haciéndolo resistente a la tensión. Debido a que el vidrio generalmente se rompe bajo tensión, es poco probable que el vidrio pretensado mecánicamente se rompa y ponga en peligro a los trabajadores. Las mirillas más resistentes se fabrican con vidrio de borosilicato, debido a la mayor diferencia en su coeficiente de expansión.