REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE MANTENIMIENTO INDUSTRIAL ASIGNATURA: INSTRUMENTACION
INDUSTRIAL BARCELONA ESTADO ANZOATEGUI
INSTRUMENTOS PARA MEDICIN DE PRESIN
Contenido
PresinSe define como la fuerza aplicada por unidad de
superficie, la cual se relacin de la siguiente manera.
Elementos primarios de medicin de presin1 2 3 4 Mecnicos
Electromecnicos Elctricos Neumticos
Elementos MecnicosBarmetro de cubeta Medicin DirectaSe
clasifican en 2 categoras
Manmetros de tubo en UManmetro de tubo inclinado Tubo de
Bourdon
Elsticos
Diagrama Fuelle
Elementos mecnicos directos Funcionan bajo el principio mecnico
de tubo enrollado, cerrado por un extremo, tiende a enderezarse
cuando se aplica un gas a presin en el otro extremo. Este
movimiento puede ser acoplado a engranajes y eslabones para obtener
medidas de presin y/o puede ser acoplado electrnicamente a
transmisores o transductores. Tubo flexible, el cual cambia su
longitud de acuerdo a la presin aplicada. En muchas aplicaciones el
fuelle se expande poco, pero la fuerza producida es elevada. Se
utiliza mecanismo de balance de fuerzas. Generalmente dentro del
fuelle se coloca un resorte para una relacin lnea y el
procedimiento de calibracin se simplifica. Principio de operacin
similar al del fuelle. El diafragma es un disco flexible
generalmente con corrugaciones concntricas. Pueden ser metlicos y
no metlicos. El diafragma se coloca dentro de una capsula y puede
constar de una o mas capsulas en un solo sensor. Se utiliza en
algunos transmisores para medir presin diferencial electrnicos y
neumticos
Tubo de Borudon
Diafragma
Fuelle
Elementos mecnicos elsticos Bsicamente es una columna de
mercurio encerrada en un tubo de vidrio (de 90 cm de altura y 12 mm
de dimetro interior) y con una cubeta con mercurio en la parte
inferior. Al tope del tubo hay vaco Este tipo de manmetro es la
forma ms sencilla de dispositivo para medir presiones, donde la
altura, carga o diferencia de nivel, a la que se eleva un fluido en
un tubo vertical abierto conectado a un aparato que contiene un
lquido, es una medida directa de la presin en el punto de unin y se
utiliza con frecuencia para Mostar el nivel de lquidos en tanques o
recipientes. Usados para medir diferencias de presiones muy
pequeas, ya que estos tienen la ventaja sobre los manmetros de
columna de lquido por la amplificacin de la lectura. El tubo en U
inclinado se utiliza porque la longitud de la altura o carga puede
multiplicarse varias veces por la inclinacin de la columna liquida
y la escala ser mas ancha.
El manmetro de tubo en U
Barmetro de cubeta
Tubo en U inclinado
Caractersticas de los elementos mecnicos
Ventajas y Desventajas
Ventajas
DesventajasLos siguientes factores afectan su funcionamiento: la
temperatura ambiente en la cual esta el instrumento, el material el
cual esta hecho, la forma en la cual se instal el instrumento,
vibraciones externas en las cual se instal el instrumento.
Verstil ya que lo puedes Tienen un bajo utilizar con costo,
construccin algunos simple, lquidos, cobertura de aceites o rangos
bajos y gases, mantenimiento altos es barato
Son fcil de instalar
Fallan por fatiga, por sobrepresin, por corrosin o por
explosin.
Elementos ElectromecnicosEstos elementos son la combinacin de un
elemento mecnico y elstico y un transductor elctrico, que generara
la seal correspondiente
Clasificacin segn su funcionamientoTransmisores electrnicos de
equilibrio de fuerza
Transductores resistivosElementos magneticosTransductores
capacitivos
Galgas extensiometricos
Elementos piezoelctricos
Elementos ElectromecnicosTransmisores electrnicos de equilibrio
de fuerzas: para cada valor de la presin, la barra adopta una
posicin determinada excitndose un transductor de desplazamiento tal
como un inductor de inductancia, un transformados diferencial o
bien un detector fotoelctrico. Un circuito oscilador asociado con
cualquiera de estos detectores alimenta a una unidad magntica y la
fuerza generada re posiciona la barra de equilibrio de fuerzas.
Elementos resistivos: consisten de un elemento elstico, que vara
la resistencia hmica en funcin de la presin, la resistencia que se
obtenga mediante un puente de Wheastone, podr asociarse casi de
forma lineal con el valor de la presin.
Elementos magnticos: trabajan de forma similar a los resistivos,
solo que en este caso el transductor no ser de resistencia, sino
una bobina y un imn conectado mecnicamente al elemento elstico. El
devanado de la bobina es alimentado con corriente alterna y la
fuerza electromotriz inducida por el imn ser opuesta a la de
alimentacin, siendo la diferencia proporcional a la presin aplicada
sobre el elemento elstico
Elementos ElectromecnicosElementos capacitivos: Se basan en la
variacin de capacidad que se produce en un condensador al
desplazarse una de sus placas por la aplicacin de presin.
Galgas extensiometricos: Se basan en un principio que establece
que la resistividad de un conductor varia de acuerdo al dimetro y
longitud de dicho conductor. Existen dos tipos de galgas
extensomtricas: galgas cementadas, formadas por varios bucles de
hilo muy fino que estn pegados a una hoja base de cermica, papel o
plstico, y galgas sin cementar en las que los hilos de resistencia
descansan entre un armazn fijo y otro mvil bajo una ligera tensin
inicial..
Elementos piezoelctricos: Son elementos ligueros de pequeo tamao
y de construccin robusta. Su seal de respuesta a una variacin de
presin es lineal y son adecuados para medidas dinmicas, al ser
capaces de respuestas frecuencia les da hasta un milln de ciclos
por segundo
Ventajas y Desventajas
VentajasEstn en contacto directo con el proceso sin mecanismos
intermedios de medicin de la presin, por lo que trabaja
correctamente aunque el fluido se deposite parcialmente sobre el
diafragma del elemento ya que mide directamente la presin del
fluido
Desventajas
No utiliza lquidos ni consumibles Puede operar en cualquier
posicin
En la medicin no se produce rozamiento
Seal de salida dbil. Alta sensibilidad a vibraciones.
Los piezoelctricos Son sensibles a los cambios de temperaturas.
Precisan de ajustes de impedancia en caso de fuerte choque
Elementos Electrnicos
Mecnicos
IonizacinFilamento caliente
Medidor de Mcleod
Trmicos
Fuelle
Termopar
Diafragma
Ctodo frio
Pirani
Radiacin
Bimetal
Elementos ElectrnicosTransductores mecnicos: trabajan de forma
diferencial entre la presin atmosfrica y la del proceso. Pueden
estar compensados con relacin a la presin atmosfrica y calibrada en
unidades absolutas. Transductor de ionizacin: Se basan en la
formacin de los iones que se producen en las colisiones que existen
entre molculas y electrones (o bien partculas alfa en el tipo de
radiacin). La velocidad de formacin de estos iones, es decir la
corriente inica, vara directamente con la presin
Medidor McLeod: Se utiliza como aparato de precisin en la
calibracin de los restantes instrumentos. Se basa en comprimir una
muestra del gas de gran volumen conocido a un volumen ms pequeo y a
mayor presin mediante una columna de mercurio en un tubo capilar.
La presin del gas se deduce aplicando la ley de BoyleMariotte
Transductores trmicos: Se basan en el principio de la
proporcionalidad entre la energa disipada desde la superficie
caliente de un filamento calentado por una corriente constante y la
presin del gas ambiente cuando el gas est a bajas presiones
absolutas. El ms comn de estos elementos son los termopares.
Transductor Bimetlico
Ventajas y Desventajas
Ventajas
Desventajas
Sencillez y Manejabilidad No es frgil
Bajo costo De larga duracin y confiabilidad Mide presiones
totales
Son sensibles a la composicin del gas., por lo que es necesario
calibracin Su escala no es lineal
A altas tensiones puede provocar la descomposicin qumica de
vapores orgnicos
Elementos Neumticos
Elementos NeumticosLos elementos neumticos mas comunes son 3 y
se describirn brevemente mediante las imgenes
Transmisor de equilibrio de fuerzas
Transmisor de equilibrio de momento
Ventajas y Desventajas
Ventajas
Desventajas
Resistente a las variaciones de temperatura. Seguro,
antideflagrante
Limpios (lo que es importante para industrias como las qumicas,
alimentarias, textiles, etc.).
Necesitan de preparacin antes de su utilizacin.
Son simples y de fcil comprensin
Los esfuerzos de trabajo son limitados Son ruidosos
No permite velocidades de los elementos de trabajos regulares y
constantes
AplicacionesElementos ElctricosEl tubo de Bourdon son sensores
de medicin directa y de presin de ciertos tipos de manmetros,
controladores, transmisores y registradores. El fuelle favorece la
medicin de presiones absolutas y presin diferencial, forman parte
de controladores, transmisores y registradores. Galgas
extensiometricas debido a su principio de cambio de resistencia
elctrica de un cable o alambre son utilizados para medir presin de
gases y lquidos, sistemas viscosos y corrosivos. Transductores
resistivos son utilizado para densidad, presin o velocidad de
gases. Transductores Capacitivos usados bajo presiones bajas y
transmisores de presin diferencial, manomtrica, medicin de flujo,
nivel y presin. Tiene aplicaciones en campos como la medicina, la
industria aeroespacial y la instrumentacin nuclear Mayormente
usados en las industrias de alimentos e industrias con procesos
automatizados de mayor tecnologa Maquinaria de gran potencia
(excavadora, perforadora de tneles) que emplean fundamentalmente
circuitos hidrulicos. Produccin industrial automatizada. Se emplean
circuitos neumticos o hidrulicos.(producci n de energa, qumica
petrolfera) Accionamientos de robot. Para producir el movimiento de
las articulaciones de un robot industrial y de las atracciones de
feria, se emplean principalmente sistemas neumticos
Instrumentos Mecnicos
Elementos Electromecnicos
Diafragma se aplica en Medicin de presiones relativamente bajas,
presin de vacio, absoluta y diferencial
Elementos Neumticos
