ELEMENTOS PRIMARIOS DE MEDICION DE NIVEL.docx

7/23/2019 ELEMENTOS PRIMARIOS DE MEDICION DE NIVEL.docx

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ELEMENTOS PRIMARIOS DE MEDICION

Norquis Norela Rojas Lozano

Diana Marcela Gonzales Machado

Diego Alejandro Cardenas

nidades Tecnologicas de San!ader

"acul!ad de Ciencias e Ingenierias

Tecnologia en Manejo de Pe!roleo # Gas en Su$er%icie

&ucara'anga( San!ander

)*+,


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ELEMENTOS PRIMARIOS DE MEDICION

Norquis Norela Rojas Lozano

Diana Marcela Gonzales Machado

Diego Alejandro Cardenas

-a.ier Mauricio Suarez Monsal.eDocen!e

nidades Tecnologicas de San!ader

"acul!ad de Ciencias e Ingenierias

Tecnologia en Manejo de Pe!roleo # Gas en Su$er%icie

&ucara'anga( San!ander

)*+,


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In!roducci/n

Las o$eraciones de $rocesos con!inuos a'$l0an el alcance #el uso de ins!ru'en!os de 'edici/n !an!o en %or'a indi.idual co'o en

sis!e'as $ara el con!rol au!o'1!ico # la 'edici/n de .aria2les !alesco'o3 $resi/n( ni.el( %lujo # !e'$era!ura( e4is!en!es en las ins!alacionesindus!riales5

El desarrollo de la ins!ru'en!aci/n !a'2i6n ha creado la necesidad deconocer a %ondo las 'ediciones # los di%eren!es dis$osi!i.os e'$leados5

Cada uno de los 'edidores $oseen de%eren!es carac!er0s!icas as0 co'odes.en!ajas # des.en!ajas( es $or ello la i'$or!ancia # el do'inio delos$rinci$ios %0sicos de la .aria2le a 'edir5


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ELEMENTOS PRIMARIOS DE MEDICION DE NIVEL

En la indus!ria( la 'edici/n de ni.el es 'u# i'$or!an!e( !an!o desde el $un!o de.is!a del %unciona'ien!o correc!o del $roceso co'o de la consideraci/n del

2alance adecuado de 'a!erias $ri'as o de $roduc!os %inales5

Den!ro de los $rocesos indus!riales la 'edici/n # el con!rol de ni.el sonnecesarios cuando se $re!ende una $roducci/n con!inua( cuando se desea'an!ener una $resi/n hidros!1!ica( cuando un $roceso requiere de con!rol #'edici/n de .ol7'enes de l0quidos o $ara e.i!ar que un l0quido se derra'e5

Los ins!ru'en!os de ni.el $ueden di.idirse en 'edidores de ni.el de l0quidos #de s/lidos( que son dos 'ediciones clara'en!e di%erenciadas5

Instrumentos De Medicin De Nivel En Lquidos

Se di.iden en los siguien!es !i$os38 Los ins!ru'en!os de ni.el de 'edida direc!a58 Los que 'iden el des$laza'ien!o $roducido en un %lo!ador $or el $ro$iol0quido con!enido en el !anque del $roceso58 Los que 'iden el ni.el a$ro.echando la $resi/n hidros!1!ica58 Los que u!ilizan carac!er0s!icas el6c!ricas del l0quido5

Medid Direct3

8Medidor de sonda

8Medidor de cin!a # $lo'ada


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8Medidor de ni.el de cris!al8Medidor de %lo!ador5

!uer" De !lotcin

8Des$lazadores 9%uerza:8%lo!adores 9'o.i'ien!o:

Por Presin #idrost$tic

8 Medidor 'ano'6!rico8 Medidor de 'e'2rana8 Medidor de !i$o 2ur2ujeo

Los %ue &tili"n Ls Crcterstics El'ctrics Del Lquido8 Medidor conduc!i.o8 Medidor ca$aci!i.o8 Medidor ul!ras/nico8 Medidor de ni.el de radar o 'icroondas8 Medidor de radiaci/n8Medidor l1ser

ELEMENTOS PRIMARIOS DE MEDICION DE NIVEL DE LA PR(CTICA ENEL LA)ORATORIO

En el la2ora!orio de ins!ru'en!aci/n de las unidades !ecnol/gicas se $udo

conocer algunos ele'en!os que 'iden # con!rolan el ni.el de l0quidos los

cuales %ueron3

Ins!ru'en!os De Ni.el Por Presi/n ;idros!1!ica

Trans'isor de $resi/n que 'ide ni.el $or di%erencias de $resi/n

Trans'isor de ni.el !i$o des$lazador

l!ras/nico 9SITRANS PRO&E L SIEMENS:

INSTR&MENTOS DE NIVEL POR PRESI*N #IDROST(TICA


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El !rans'isor de $resi/n SITRANS P MPS consis!e en una sonda de in'ersi/n

$ara la 'edida de ni.el hidros!1!ico5

El !rans'isor de $resi/n SITRANS P MPS es!1 dis$oni2le $ara di%eren!es

rangos de 'edida # o$cional'en!e !a'2i6n en la .ersi/n $ro!egida con!rae4$losiones5 Para el %1cil 'on!aje o%rece'os una caja de cone4i/n de ca2le #una $inza de re!enci/n co'o accesorios5

)ene+icios8 Dise


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El sensor( la elec!r/nica # el ca2le de cone4i/n es!1n alojados en una caja

her'6!ica'en!e enca$sulada de di'ensiones $eque del .alor %inal de rango 9!0$ico:


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/ Condiciones m0ientles.8Te'$era!ura de $roceso

8Te'$era!ura de al'acena'ien!o

+* 555 @* C 9+B 555 +F? ":

B* 555 @* C 9B* 555 +F? ":

Construccin mec$nic.Mteril8 Me'2rana se$aradora

8 Cajas

PesoTrans'isor de $resi/n

Ca2le

Cer1'ica Al)O= 9?>:

Acero ino4ida2le

*() Hg 9 *5BB l2:

*(*), Hg' 9 *5*+, l2%!:

SITRANS PRO)E L& SIEMENS

El !rans'isor ul!ras/nico de ni.el con cone4i/n a ) hilos SITRANSPro2e L

es!1 dise


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el6c!rica5 La elec!r/nica de 'edici/n analiza el i'$ulso reci2ido # calcula la

dis!ancia en!re el sensor # el $roduc!o5 El !ie'$o de recorrido en!re el i'$ulso

e'i!ido # el eco reci2ido es direc!a'en!e $ro$orcional a la dis!ancia en!re el

sensor # el $roduc!o en el de$/si!o5 El %unciona'ien!o de los sensores

ul!ras/nicos se de%ine con la siguien!e ecuaci/n3 Dis!ancia 9Jelocidad delsonido 4 Tie'$o:)5

Vent1s8 Medici/n con!in7a de ni.el8 "1cil de ins!alar # con%igurar8 "1cil $rogra'aci/n8 Co'unicaci/n ;ART o PRO"I&S PA8 Sensores $ara al!a resis!encia qu0'ica8 Pa!en!ada !ecnolog0a de $rocesa'ien!o de se


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MEDICI*N POR PRESI*N DI!ERENCIAL

Crcterstics.Princi$io de o$eraci/n Medici/n de ni.el $or ul!ras/nicos

Entrd.

Rn2o de medid8 Jersi/n ? ' 9)* %!:

8 Jersi/n +) ' 9B* %!:

*(), 555 ? ' 9+* inch 555 )* %!:

*(), 555 +) ' 9+* inch 555 B* %!:

Slids.'A;ART

8 Rango de 'edida

8 Precisi/n

B 555 )* 'A

K *(*) 'A

Rendimiento.Precisi/n

Re$e!i2ilidad

ona 'uer!a

K *(+, > del rango / ? ''

9*5)B inch:( se a$lica el .alor '1s

al!o

= '' 9*5+) inch:

*(), ' 9+* inch:

/ Condiciones m0ientles.2icaci/n

Te'$era!ura a'2ien!e

;u'edad rela!i.agrado de

$ro!ecci/n

/ Condiciones de medid.

Te'$era!ura 92ridaroscas:Presi/n 9de$/si!o:

In!eriore4!erior

B* 555 @* C 9B* 555 +F? ":

A $rue2a de in!e'$erie

B* 555 @, C 9B* 555 +@, ":*(, 2ar g 9F5), $si g:

Construccin mec$nic.Ma!erial 9caja: Grado de $ro!ecci/n

Peso

Ma!erial 9sensor:

P&T 9$oli!ere%!ala!o de 2u!ileno:

)(+ Hg 9B5? l2:

ET"E 9e!ileno !e!ra%luoroe!ileno: o

PJD" 9%luoruro de $oli.inilideno:


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El 'edidor de $resi/n di%erencial se e'$lea en la 'edida # el con!rol con!inuode ni.el de lechos %luidizados5 Seg7n $uede .erse en la consis!e en dosori%icios de $urga de aire si!uados en el de$/si!o $or de2ajo # $or enci'a dellecho5 n !rans'isor neu'1!ico o elec!r/nico 'ide la $resi/n di%erencial$os!erior de los dos ori%icios 'encionados que de$ende del ni.el del lecho%luidizado5 Por o!ra $ar!e( el ins!ru'en!o $uede !ra2ajar a !e'$era!uras

su$eriores a =** C # $osee una res$ues!a r1$ida5

Es!e ins!ru'en!o es el que 'ejor sa!is%ace los requeri'ien!os de !rans'isi/nre'o!a5La %uerza o el 'o.i'ien!o resul!an!e es con.er!ido a una se


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Sus carac!er0s!icas son3 a: Ali'en!aci/n3 ++ a B, J5c5c( 9++ a =* J5c5c en laejecuci/n EE4 ia: 2: Cone4i/n3 a ) hilos c: Se( incluidas la his!6resis # la re$e!i2ilidad

9$recisi/n 'ejor de *(*F> 2ajo de'anda: e: Co'unicaci/n3 Median!e$ro!ocolo ;ART5 Posi2ilidad de co'unicaci/n digi!al en PRO"I&S PA o ""incluida %: "unciones es$eciales3 au!odiagn/s!ico( se


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8Presin 0solut. Presi/n que se 'ide a $ar!ir de la $resi/n cero de un .ac0oa2solu!o58Presin tmos+'ric. Presi/n que ejerce la a!'/s%era que rodea la !ierra

92aro'6!rica: so2re !odos los o2je!os que se hallan en con!ac!o con ella58Presin reltiv 3mnom'tric4. Presi/n 'a#or a la $resi/n a!'os%6rica( esla $resi/n 'edida con re%erencia a la $resi/n a!'os%6rica( conocida !a'2i6nco'o $resi/n rela!i.a o $resi/n $osi!i.a58Presin di+erencil. Es la di%erencia en!re dos $resiones5Vco3 Presi/n 'enor a la $resi/n a!'os%6rica( 'edida $or a2ajo de la $resi/na!'os%6rica5 Cuando el .ac0o se 'ide con res$ec!o a la $resi/n a!'os%6rica sele conoce co'o $resi/n nega!i.a( el .ac0o !a'2i6n $uede 'edirse con res$ec!oal cero a2solu!o co'o una $resi/n a2solu!a 'enor a la $resi/n a!'os%6rica5

Los ele'en!os $ara 'edir $resi/n se di.iden en3

Mec$nicos.8Columns de lquido3 Miden la $resi/n co'$ar1ndola con la ejercida $or unl0quido de densidad # al!ura conocidas 9Man/'e!ros de !u2o en :8El$sticos. se de%or'an con la $resi/n in!erna del %luido que con!ienen9Man/'e!ros de !u2o de &ourdon( "uelles( Dia%rag'as:

Electromec$nicos 5 Electrnicos8Medidor de es+uer"o3 Galgas E4!ensio'e!ricas8Trnsductor de ,resin Pie"oel'ctrico

MAN*METROS CON T&)O DE )O&RDON


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T&)O DE )O&RDON TIPOC C

Es!e 'an/'e!ro( !al .ez el '1s co'7n en $lan!as de $rocesos que requieran'edici/n de $resiones( consis!e de un !u2o 'e!1lico acha!ado # cur.ado en%or'a de C( a2ier!o s/lo en un e4!re'o5

La $resi/n a 'edir ac!7a so2re la cara in!erior del !u2o( con lo que la secci/no.al se a$ro4i'a a la %or'a circular5 Median!e el acoda'ien!o del !u2o de&ourdon se $roducen !ensiones en el 2orde que %le4ionan el !u2o5Los 'an/'e!ros de !u2o de &ourdon se u!ilizan $ara $resiones de 'edici/n de*(? 2ar a B*** 2ar( $rinci$al'en!e en las clases *(? a )(,5 La in%luencia de la'odi%icaci/n de la !e'$era!ura so2re la indicaci/n es!1 de!er'inada%unda'en!al'en!e $or la e.oluci/n de la !e'$era!ura del '/dulo de elas!icidaddel !u2o de &ourdon5 El error causado $or la !e'$era!ura( seg7n el 'a!erial(es!1 en!re *(=> # *(B>5

Vent1s

Cos!o 2ajo


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Cons!rucci/n si'$le

Mu# u!ilizado a !ra.6s de los a


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ELEMENTOS PRIMARIOS

Se encuen!ran den!ro de la !u2er0a( se in!egran $or el ori%icio # la $laca de

ori%icio( que consis!e en una $laca delgada # $lana 9de +@Q a =@Q de es$esor:

con una $er%oraci/n circular que guarda di%eren!es $osiciones en relaci/n con

el cen!ro de la !u2er0a( es!a $osici/n $uede ser3

La %unci/n de los ele'en!os $ri'arios es generar la $resi/n di%erencial5

El ori%icio de la $laca $uede !ener di%eren!es $osiciones5 La $laca se cons!ru#e

de acero ino4ida2le !i$o =+? $ara garan!izar su dureza.

La $laca conc6n!rica sir.e $ara l0quidos5

E4c6n!rica $ara los gases donde los ca'2ios de $resi/n i'$licancondensaci/n5

Cuando los %luidos con!ienen un al!o $orcen!aje de gases disuel!os5

Seg'en!ada( $ar!0culas en sus$ensi/n i'$lican !ur2ulencias que li'$iar1n

9$ara que no se aglo'eren $ar!0culas: el lado de al!a $resi/n e.i!ando errores

en la 'edici/n5

Con el %in de e.i!ar arras!res de s/lidos o gases que $ueda lle.ar el %luido(

la $laca incor$ora co'o se 'enciona an!erior'en!e un ori%icio de $urga5

En!re los di.ersos $er%iles de ori%icio que se u!ilizan( se $ueden des!acar los

siguien!es3


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de can!os .i.os( de cuar!o de c0rculo # de en!rada c/nica5

Instalacin

El dis$osi!i.o $ri'ario( es decir la $laca de ori%icio( es %ijado a la !u2er0a en!re

un $ar de 2ridas con sus res$ec!i.os e'$aques5

Condiciones de instalacin

+5 ue la !u2er0a sea circular5

)5 ue la !u2er0a sea horizon!al5

=5 ue el agua circule a !u2o lleno5

B5 ue el di1'e!ro an!es # des$u6s de la $laca sea el 'is'o5

,5 ue el in!erior de la !u2er0a se encuen!re li'$io # li2re de incrus!aciones( al

'enos +* di1'e!ros aguas arri2a de la $laca # B di1'e!ros des$u6s de la

'is'a5


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Jen!ajas

Pocas res!ricciones de ins!alaci/n

Con%ia2ilidad # si'$licidad en el dise


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Los ro!1'e!ros o %luj/'e!ros son ins!ru'en!os u!ilizados $ara 'edir caudales(

!an!o de l0quidos co'o de gases que !ra2ajan con un sal!o de $resi/n

cons!an!e5 Se 2asan en la 'edici/n del des$laza'ien!o .er!ical de un

ele'en!o sensi2leQ( cu#a $osici/n de equili2rio de$ende del caudal circulan!e

que conduce si'ul!1nea'en!e( a un ca'2io en el 1rea del ori%icio de $asaje del

%luido( de !al 'odo que la di%erencia de $resiones que ac!7an so2re el ele'en!o

'/.il $er'anece $r1c!ica'en!e cons!an!e5 La %uerza equili2ran!e o an!ag/nica

en es!e !i$o de 'edidores lo cons!i!u#e la %uerza de gra.edad que ac!7a so2re

el ele'en!o sensi2le cons!ruido $or lo general de %or'a cil0ndrica con un discoen su e4!re'o( # $ro.is!o de ori%icios la!erales $or donde circula %luido que

inducen una ro!aci/n alrededor de su eje $ara $ro$/si!os de es!a2ilidad #

cen!rado5 E4is!en !a'2i6n ele'en!os sensi2les de %or'a es%6rica( u!ilizados $or

lo general $ara 'edici/n de 2ajos caudales que carecen de ro!aci/n5 El

ro!1'e!ro en su %or'a '1s si'$le cons!a de un !u2o de .idrio de 2aja

conicidad( en cu#o in!erior se encuen!ra el ele'en!o sensi2le al caudal que

circula $or el !u2o( al cual se deno'ina %lo!adorQ5 &ajo la acci/n de la corrien!e

de l0quido o gas el %lo!ador se des$laza .er!ical'en!e( e indica so2re una

escala graduada direc!a'en!e el caudal circulan!e( o una al!ura que sir.e co'o


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da!o de en!rada $ara de!er'inar el caudal en una cur.a o gr1%ico de cali2raci/n

que de2e o2!enerse e4$eri'en!al'en!e5

Princi$io de %unciona'ien!o

El $rinci$io de %unciona'ien!o de los ro!1'e!ros se 2asa en el equili2rio de

%uerzas que ac!7an so2re el %lo!ador5 En e%ec!o( la corrien!e %luida que se dirige

de a2ajo hacia arri2a a !ra.6s del !u2o c/nico del ro!1'e!ro( $ro.oca la

ele.aci/n del %lo!ador has!a una al!ura en que el 1rea anular co'$rendido en!re

las $aredes del !u2o # el cuer$o del %lo!ador( adquiere una di'ensi/n !al que las

%uerzas que ac!7an so2re el 'is'o se equili2ran( # el %lo!ador se 'an!iene

es!a2le a una al!ura que corres$onde a un de!er'inado .alor de caudal

circulan!e5

El ro!1'e!ro es 'u# $o$ular $orque !iene una escala lineal( un gran rango

de 'edici/n # una 2aja ca0da de$resi/n( es si'$le de ins!alar # 'an!ener(

$uede ser cons!ruido con di.ersos 'a!eriales de$endiendo del rango

de $resiones # !e'$era!uras en la cual .a a !ra2ajar5 El !u2o $uede ser de

.idrio # el %lo!ador de cero ino6id0le $ara %a.orecer la resis!encia ala corrosi/n5 La escala del ro!1'e!ro $uede ser cali2rada $ara una lec!ura

direc!a del %lujo del l0quido o aire5

Prtes del Rot$metro.

Los cons!i!u#en !res ele'en!os 21sicos3

"lo!adores3 Se u!ilizan di.ersos dise


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Presi/n de o$eraci/n( Te'$era!ura de o$eraci/n( nidad de caudal3 Jolu'enTie'$o

7u del +lotdor3 Casi !odos los !u2os de los ro!1'e!ros lle.an $or den!ro

gu0as que $er'i!en que el %lo!ador se 'an!enga cen!rado5 Es!o #a que un'o.i'ien!o irregular no cen!rado del %lo!ador $uede $roducir errores en la'edida # en !odo caso una di%0cil lec!ura de su $osici/n5 Es!as gu0as $uedenser de dos !i$os5 La %or'a '1s co'7n es el uso de canales so2re las $aredesdel !u2o de 'edici/n con el %in de guiar al %lo!ador $or sus cos!ados5 O!ras.eces el %lo!ador es!1 $er%orado # el !u2o lle.a una gu0a cen!ral en %or'a de uneje %ino so2re el cual desliza el %lo!ador5

Jen!ajas U Des.en!ajas Del Ro!1'e!ro Con Res$ec!o A O!ros Medidores5

Vent1s3

Es econ/'ico $ara caudales 2ajos # !u2er0as con di1'e!ros 'enores a )Q5Cu2re un rango a'$lio de caudales5Sir.e $ara l0quidos # gases5Pro.ee una in%or'aci/n .isual direc!a5La ca0da de $resi/n es 2aja5Ins!alaci/n # 'an!eni'ien!o si'$le5

Desvent1s.

No es sencillo ni econ/'ico o2!ener se


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Es!e ins!ru'en!o que encon!ra'os en el la2ora!orio se 2asa en la le# de

inducci/n elec!ro'agn6!ica de "arada#( seg7n la cual el sensor con.ier!e el

caudal en una !ensi/n el6c!rica $ro$orcional a la .elocidad del 'is'o5 La

se


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$rinci$ios co'o los de des$laza'ien!o $osi!i.o( di%erencial de $resi/n o

'ec1nicos5

Sin e'2argo los 'edidores elec!ro'agn6!icos( son unos de los '1s usados(

Ade'1s $resen!an la .en!aja de no requerir 'a#or 'an!eni'ien!o( de2ido a no!ener $ar!es '/.iles( lo que !a'2i6n les 2rinda una larga duraci/n en

co'$araci/n con o!ros 'edidores5

Crcterstics

Princi$io de 'edida Elec!ro'agn6!ico con ca'$o con!inuo

$ulsan!eEntrdEn!rada digi!al

++V5=* J DC( R B(B W

!ie'$o de ac!i.aci/n ,* 's

corrien!e )(, 'A

SlidRango de se


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Slids El'ctrics5 Todos los caudal0'e!ros elec!ro'agn6!icos se su'inis!rancon las siguien!es salidas el6c!ricas3

Salida Digi!al Pulsos li2res de $o!encial

Salida Anal/gica X B)* 'A

Vent1s

YNo genera $6rdidas de carga 9a$lica2les a $rocesos que %lu#en $or gra.edad

o en %luidos cercanos al $un!o de .a$orizaci/n:5

Y Dado que el $ar1'e!ro censado a !ra.6s de la !u2er0a es .elocidad $ro'edio(

se a$lica !an!o a %lujo la'inar co'o !ur2ulen!o # no de$ende de la .iscosidad5

Y Co'o la !u2er0a $uede ser de cualquier 'a!erial no conduc!or( con lo que se

le $uede dar 2uena resis!encia a la corrosi/n5

Y A$!o $ara la 'edici/n de 2arros5

Y Per'i!e la 'edici/n de caudales 2idireccionales5

Y No !iene $ar!es '/.iles( $or lo que es con%ia2le # de 2ajo 'an!eni'ien!o5

Y Su $recisi/n es rela!i.a'en!e al!a5

Desvent1s3

Y Si el %luido a 'edir $roduce de$/si!os so2re los elec!rodos( la 'edici/n ser1

err/nea5

Y Su cos!o es rela!i.a'en!e al!o5

Y No es u!iliza2le en gases $or la 2aja conduc!i.idad5


25/35

Com,rcin entre instrumentos medidores de cudl

ins!ru'en!o Placa de ori%icio ro!1'e!ro Medidor 'agn6!ico

Princi$io de

'edida

Presi/n

di%erencial

%lo!ador Elec!ro'agn6!ico

Con ca'$o

con!inuo

e4ac!i!ud ace$!a2le 2uena 2uena

salida No lineal lineal lineal

cos!o 2ajo 2ajo 'oderado


26/35


27/35


28/35


29/35


30/35


31/35


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33/35


34/35

CONCL&SIONES

Al realizar la $rac!ica en el la2ora!orio se $udo .er de una %or'a %0sica

alguno de los ins!ru'en!os que es!udiaron en el desarrollo de las claseslo es 'ucha i'$or!ancia $ara $oder reconocerlos en el a'2ien!e la2oraldonde nos dese'$e


35/35

de las ac!i.idades # se cu'$la con los es!1ndares de calidad e4igidos $or lale#( $ara e.i!ar acciden!es con las $ersonas que 'ani$ulan es!os ins!ru'en!os($ara dis'inuir cos!os # en!regar un $roduc!o o$!i'o # con al!os es!1ndares decalidad de$endiendo de cu1l sea el $roduc!o lo cual le da a los clien!es

con%ianza $ara la co'$ra de los 'is'os # las e'$resas le a#uda a crecer!ecnolog0a # %inanciera'en!e5

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ELEMENTOS PRIMARIOS DE MEDICION DE NIVEL.docx