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UNIVERSIDAD DE CIENCIAS
Y ARTES DE CHIAPAS
SEDE REFORMA
TEMA: MEDICIONES DE PRESION
CARRERA:
ING.AMBIENTAL
CATEDRATICO:
ING. FERNANDO BARRETO ROCHA
ALUMNO:
RONALDO IBARRA LOPEZ
REFORMA, CHIAPAS A 15 DE ABRIL DEL 2011
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INDICE
UNIDADES DE PRESIÓN 3
DEFINICION Y TIPOS DE PRESION 4
ECUACIONES Y UNIDADES 5
DISPOSITIVOS PARA MEDICIÓN Y REGULACIÓN DE PRESIÓN 10
PRINCIPIO DEL FUNCIONAMIENTO DE LOS MEDIDORES DE PRESION 14
DEZPLAZAMIENTO POSITIVO. 14
DEFORMACION DE MATERIAL ELASTICO 16
MANÓMETROS DE FUELLE 18
PIEZOMÉTRICO 19
CAPACITIVO 20
APLICACIÓN 25
3
UNIDADES DE PRESIÓN
Inglés a Métrico
Libras/pulgada cuadrada (psi) x 0.00689 = Megapascales (MPa)
Libras/pulgada cuadrada (psi) x 0.070307 = Kilogramos/centímetro cuadrado (kg/cm2)
Libras/pie cuadrado (lb/pie2) x 47.8803 = Pascales (Pa)
Libras/pie cuadrado (lb/pie2) x 0.000488 = Kilogramos/centímetro cuadrado (kg/cm
2)
Libras/pie cuadrado (lb/pie2) x 4.8824 = Kilogramos/metro cuadrado (kg/m
2)
Pulgadas de Hg x 3,376.8 = Pascales (Pa) Pulgadas de agua x 248.84 = Pascales (Pa)
Bar x 100,000 = Newtons/metros cuadrados (N/m2)
Métrico a Inglés
Pascales (Pa) x 1 = Newtons/metros cuadrados (N/m2)
Pascales (Pa) x 0.000145 = Libras/pulgada cuadrada (lb/pulg.2)
Kilopascales (kPa) x 0.145 = Libras/pulgada cuadrada (lb/pulg.2)
Pascales (Pa) x 0.000296 = Pulgadas de Hg (a 60° F)
Kilogramos/centímetro cuadrado(kg/cm2) x 14.22 = Libras/pulgada cuadrada (lb/pulg.
2) Kilogramos/centímetro
cuadrado(kg/cm2) x 28.959 = Pulgadas de Hg (a 60° F)
Kilogramos/metro cuadrado(kg/m2) x 0.2048 = Libras/pie cuadrado (lb/pie
2)
Centímetros de Hg x 0.4461 = Pies de agua Centímetros de Hg x 0.1939 = Libras/pulgada cuadrada (lb/pulg.2)
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DEFINICION Y TIPOS DE PRESION
La presión es una fuerza aplicada a una superficie o distribuida sobre ella. La presión
"P" ejercida por una fuerza "F" y distribuida sobre una área "A" se define mediante la
relación.
P = F / A
La presión podrá expresarse en muy diversas unidades, tales como:kg/cm2, psi, cm de
columna de agua, pulgadas o cm de Hg, bar y como ha sido denominada en términos
internacionales, en Pascales (Pa).
La presión puede medirse de dos maneras, la primera en términos absolutos, y la
segunda en términos relativos.
La presión absoluta se mide con relación al cero absoluto o vacío total.
La presión relativa se mide con respecto a la presión atmosférica, es decir, su valor
cero corresponderá al valor de la presión absoluta atmosférica.
La presión atmosférica es la que ejerce la masa de aire de la atmósfera terrestre sobre
su superficie, medida mediante un barómetro. A nivel del mar, la presión atmosférica
es de aproximadamente 760 mm de Hg absolutos, que es equivalente a 14,7 psia.
Otro tipo de medida de esta variable, frecuentemente usada es la presión diferencial,
que consistirá en la medida de la misma entre dos puntos de un proceso.
La presión de vacío es aquella que se mide como la diferencia entre una presión
atmosférica y la presión absoluta (cero absoluto).
Presión manometrica. Es la presión medida con referencia a la presión atmosférica la
diferencia entre la presión medida y la presión atmosférica real. Como ésta es variable,
la comparación de valores medidos en diferentes intervalos de tiempo, resulta incierta.
Presión hidrostatica. Es la presión existente bajo la superficie de un líquido, ejercida
por el mismo.
Presión de línea. Es la fuerza ejercida por el fluido, por unidad de superficie, sobre las
paredes de una conducción por la que circula.
Presión diferencial. Es la diferencia entre un determinado valor de presión y otro
utilizado como referencia. En cierto sentido, la presión absoluta podría considerarse
como una presión diferencial que toma como referencia el vacío absoluto, y la presión
manométrica como otra presión diferencial que toma como referencia la presión
atmosférica.
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ECUACIONES Y UNIDADES
Dado que el Pascal (Newton/m2), es la unidad estándar, las equivalencias de las demás
medidas las expresaremos en función de esta medida, a continuación:
1 Pa=0,00014 psi
1 Pa=0,0039 pulgadas de agua
1 Pa=0,00029 pulgadas de Hg
1 Pa=0,987x10-5
Atmf
1 Pa=0,102x10-4
kg/cm2
1 Pa=0,01 cm de agua
1 Pa=0,0075 mm de Hg
1 Pa=10-5
Bar
o bien de la siguiente tabla:
Los elementos primarios de medición de presión son fundamentalmente de tres tipos:
1.- Elementos Mecánicos
2.- Elementos Electromecánicos
3.- Elementos Electrónicos.
Elementos Mecánicos: estos se subclasifican en dos categorías: a) de medición directa
y b) elementos primarios elásticos.Los de medición directa realizan su función,
comparando la presión con la fuerza ejercida por una columna de liquido de densidad
conocida, entre estos se encontraran: el barómetro de cubeta, el manómetro de tubo U,
el manómetro de tubo inclinado, etc.
Los elementos primarios elásticos, miden la presión por deformación que estos sufren
por efecto de ella misma. Los mas empleados son: el tubo Bourdon, el elemento
espiral, el diagrama y el fuelle.
El tubo de Bourdon es un elemento tubular de sección elíptica en forma de anillo casi
completo, cerrado por un lado. Al aumentar la presión interna, el tubo tiende a
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enderezarse y este movimiento es transmitido por otros servomecanismos a una aguja
indicadora o a un elemento transmisor.
Mediante L1 ajustamos la amplitud, mediante L2 logramos ajustar la no linealidad.
Los materiales usualmente empleados son: acero inoxidable, aleaciones de cobre o
otras aleaciones especiales como el Hastelloy/Monel.
El espiral se forma enrrollando un tubo de Bourdon en forma de espiral alrededor de
un eje común.
El helicoidal es similar al espiral con la diferencia de que las espiras se encuentran en
planos diferentes y paralelos.
El diafragma consiste en una o varias cápsulas circulares, conectadas rígidamente entre
sí por soldadura, de tal forma que al aplicar presión sobre ellas, cada cápsula se
deforma y la suma de los pequeños desplazamientos es amplificada por un juego de
palancas. El material usado típicamente en el diafragma es la aleación de níquel o
Iconel X.
El fuelle es similar a un diafragma compuesto, pero de una sola pieza flexible
axialmente, y puede dilatarse y contraerse de forma considerable.
Para los elementos antes mencionados tenemos la siguiente tabla de rango
Elementos Rango
Barómetro de cubeta 0,1 - 3 m de columna de agua
Tubo U 0,2 - 1,2 m de columna de agua
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Tubo inclinado 0,01 - 1,2 m de columna de agua
Tubo de Bourdon 0,5 - 6000 Kg/cm2
Espiral 0,5 - 2500 Kg/cm2
Helicoidal 0,5 - 5000 Kg/cm2
Diafragma 50 mm c/agua - 2 Kg/cm2
Fuelle 100 mm c/agua - 2 Kg/cm2
Los Elementos Electromecánicos: estos elementos son la combinación de un elemento
mecánico elástico y un transductor eléctrico, que generara la señal correspondiente.
Los elementos electromecánicos de presión se clasifican de acuerdo al principio de
funcionamiento, estos son:
- Transmisores electrónicos de equilibrio de fuerzas
- Resistivos
- Magnéticos
- Capacitivos
- Extensiométricos
- Piezoeléctricos
Los elementos resistivos consisten de un elemento elástico, que varia la resistencia
ohmica en función de la presión. Ver gráfica a continuación:
La resistencia que se obtenga mediante un puente de Wheastone, podrá asociarse casi
de forma lineal con el valor de la presión.
Su rango de medida varia entre 0,1 y 300 Kg/cm2, su precisión es de alrededor del
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1,5% del Span, pero su defecto es que son altamente sensibles a las vibraciones.
Los elementos magnéticos trabajan de forma similar a los resistivos, solo que en este
caso el transductor no será una resistencia, sino una bobina y un imán conectado
mecánicamente al elemento elástico. El devanado de la bobina es alimentado con
corriente alterna y la fem inducida por el imán será opuesta a la de alimentación,
siendo la diferencia proporcional a la presión aplicada sobre el elemento elástico. Una
gráfica de el elemento se presenta a continuación.
Los elementos capacitivos se basan en el principio que establece que un condesador
variara su capacitancia al desplazarse una de sus placas. En este caso, una de las
placas, la móvil, estará conectada mecánicamente a un elemento elástico, de tal forma
que podemos establecer un puente de Wheastone capacitivo, cuyas características son
mas estables que las del elemento resistivo, sin embargo, como todos los anteriores
sistemas sigue siendo sensible a las vibraciones.
Los elementos extensiometricos también conocidos como galgas extensiometricas
(strain gage), se basan en un principio que establece que la resistividad de un
conductor varia de acuerdo al diámetro y longitud de dicho conductor.
Recientemente, fue descubierto un material conductor, que tenía la peculiaridad
mecánica de poseer un coeficiente de elasticidad tal que le era posible, en forma de
conductor (hilo), al aplicar tensión mecánica, deformase aumentando su longitud y
disminuyendo su diámetro y al desaparecer el efecto de la tensión, el conductor
recuperara sus dimensiones originales de longitud y diámetro. A este tipo de conductor
se le llamo hilo activo.
Este hilo activo, incorporado en un material elástico y adhesivo, forma lo que se
llaman las galgas extensiometricas (strain Gage).
Al instalar una de estas galgas sobre la superficie de un elemento elástico de medición
de presión, podremos mediante un puente de wheastone, medir la variación de
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resistividad por el efecto de las deformaciones.
En este caso, las vibraciones tendrán un efecto nulo sobre la medición, por lo que este
tipo de transductor es uno de los mas novedosos y versátiles descubrimiento de finales
de la década pasada.
Su intervalo de medición varia entre 0,6 y 10000 Kg/cm2, lo cual da una idea de su
eficacia.
Los transductores Piezoeléctricos, actualmente aún en estudio para su aplicación
industrial, son materiales cristalinos que al deformarse por efecto de la presión,
generan una señal eléctrica. Los materiales cristalinos que se estudian son el cuarzo y
el titanio de bario, capaces de soportar temperaturas entre 150 y 230 grados celsius en
servicio intermitente.
Este rango de temperatura no es aceptable de ningún modo para los anteriores
elementos transductores, lo que advierte sobre la gama de aplicaciones industriales de
los piezoelétricos.
Elementos Electrónicos de vacío
Los elementos electrónicos de vacío se emplean para la medición de alto vacío, son
altamente sensibles y se clasifican:
- Mecánicos
- Medidor de McLeod
- Térmicos
- De Ionización
Los medidores Electrónicos-Mecánicos de vacío, constan de un fuelle y un diafragma
conectados, midiendo la diferencia de presiones entre las presiones atmosféricas y la
del proceso.
El medidor de McLeod, que es usado como instrumento de calibración de muchos
otros instrumentos, se basa en comprimir una muestra del gas a un volumen mas
pequeño, mayor que la atmosférica, para luego deducir la presión original mediante la
aplicación de la ley de Boyle.
Los transductores de Ionización utilizan el principio que habla de la formación de
iones que se producen en las colisiones que existen entre moléculas y electrones (o
bien partículas alfa en el tipo de radiación). La formación de estos iones variara
directamente proporcional con la presión, en niveles muy bajos de presión absoluta.
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Dispositivos para medición y regulación de presión:
Manómetro
Presostato
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Manómetro helicoidal
Manómetro espiral
12
Manómetro de fuelle
Manómetro de diafragma
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Regulador de presión
14
PRINCIPIO DEL FUNCIONAMIENTO DE LOS MEDIDORES DE PRESION DEL
TIPO:
DEZPLAZAMIENTO POSITIVO.
Desplazamiento positivo
Separan el líquido en porciones que llenan un recipiente mientras se desplaza. Después
cada porción es contada para medir el caudal. Existen muchas variantes de este sistema. De
tornillo, de engranajes, pistones, etc
Interior de un equipo.
Engranajes: consiste en dos engranajes encontrados que hacen un sello perfecto, el fluido
debe circular entre los dos engranajes forzándolos a girar. Es movimiento se puede medir
de forma electrónica o mecánica.
A la derecha podemos ver el interior de un caudalímetro que se usa para medir Fuel-Oil.
Cada uno de los engranajes tiene un imán permanente que se usa para enviar información a
la parte electrónica del equipo (se instala arriba mediante tornillos), y se detecta el paso del
imán mediante un Hall-Effect switch.
Pistones: el agua entra por el puerto A y comienza a desplazar el pistón amarillo mientras
llena el espacio C. El agua que sigue entrado ahora llena el espacio B y sigue forzando al
pistón amarillo a girar hasta que el agua que ocupaba el espacio C sale por el puerto D.
Posteriormente el agua que ocupa el espacio B igualmente saldrá por el puerto D al
momento de comenzar otro ciclo. El agua entre los puertos de entrada y salida (A y D) está
aislada por la barrera E. La oscilación del pistón G (magnético) traza un círculo que rodea
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al eje F. Un medidor de campo colocado fuera del caudalímetro mide estas oscilaciones y
las convierte el pulsos.
Los dispositivos para medir presiones en procesos se dividen en tres grupos:
1. Los que se basan en una medición de la altura de una columna liquida. En
estos dispositivos, la presión que se mide se compara con la presión ejercida por
una columna de líquido. Casi todos los dispositivos de columna líquida para
medir presiones se llaman comúnmente Manómetros. Según sea la gama de presión,
los líquidos más frecuentemente usados son el agua y el mercurio.
2. Los que se basan en la medición de la distorsión de una cámara de presión elástica. Son aquellos en que las presiones medidas deforman algún material elástico, y la magnitud
de dicha deformación es, más o menos, proporcional a la presión aplicada. Estos
dispositivos se clasifican en tres tipos: El Tubo de Bourdon, los fuelles y el diafragma.
3. Los dispositivos, sensores de tipo eléctrico; denominados también extensores, cuando
un alambre u otro conductor eléctrico se extiende elásticamente, su longitud aumenta y su
diámetro disminuye. Estos dos cambios dimensiónales generan un aumento en la resistencia
eléctrica del conductor
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DEFORMACION DE MATERIAL ELASTICO
Elemento elástico. El devanado de la bobina es alimentado con corriente alterna y la fem
inducida por el imán será opuesta a la de alimentación, siendo la diferencia proporcional a
la presión aplicada sobre el elemento elástico.
Manómetro de Bourdon
Para una operación segura y eficiente, los sistemas de potencia fluida se diseñan para
funcionar a una presión y/o una temperatura específicas, o dentro de una gama de presión
y/o de temperaturas. El tubo Bourdon es un tubo de sección elíptica que forma un anillo
casi completo, cerrado por un extremo. Al aumentar la presión en el interior del tubo, éste
tiende a enderezarse y el movimiento es transmitido a la aguja indicadora, por un sector
dentado y un piñón. La ley de deformación del tubo Bourdon es bastante compleja y ha
sido determinada empíricamente a través de numerosas observaciones y ensayos en varios
tubos.
El material empleado normalmente en el tubo Bourdon es de acero inoxidable, aleación de
cobre o aleaciones especiales como hastelloy y monel.
Fig. : Indicador de presión de tubo de Bourdón tipo
simplex.
La mayoría de los indicadores de
presión en uso tiene un tubo
Bourdón como elemento de
medición. (El manómetro se lama
así por su inventor, Eugene
Bourdon , un ingeniero francés.) El
tubo de Bourdón es un dispositivo
que detecta la presión y convierte la
presión en desplazamiento. Puesto
que el desplazamiento de tubo de
Bourdón es una función de la
presión aplicada, ésta puede ser
amplificada e indicada
mecánicamente por una aguja en un
dial. Así, la posición del indicador
indica indirectamente la presión.
Este manómetro consiste de una
carátula o dial calibrada en unidades
psi o Kpa y una aguja indicadora
conectada a través de una
articulación a un tubo curvado de
metal flexible llamado tubo de
Bourdón.
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El manómetro de tubo de Bourdón, es por lo general, un instrumento de precisión cuya
exactitud varia entre 0,1% y 3% de su escala completa. Son empleados frecuentemente para
fines de experimentación y en sistemas donde es importante determinar la presión.El
manómetro de Bourdón viene disponible en varias formas del tubo: curvado o forma de
“C”, helicoidal, y espiral. El tamaño, la forma, y el material del tubo dependen del rango de
presión y del tipo de indicador deseados. Los tubos de Bourdón de baja presión (presiones
hasta 2000 psi) se hacen a menudo de bronce fosforoso. Los tubos de Bourdón de alta
presión (presiones sobre 2000 psi) se hacen de acero inoxidable o de otro material de alta
resistencia. Los tubos de Bourdón de alta presión tienden a tener secciones transversales
circulares a diferencia de sus contrapartes de bajo rango que tienden a tener secciones
transversales ovales. El tubo de Bourdón de uso mas extenso es el tubo de metal en forma
de “C” que viene sellado en un extremo y se abierto en el otro (ver figura adjunta arriba).
Tubo de Bourdón en forma de “C”
El tubo de Bourdón en forma de “C” tiene una sección transversal hueca y elíptica. Es
cerrado en un extremo y está conectado a la presión del fluido en el otro extremo. Cuando
se aplica presión, su sección transversal se vuelve más circular, haciendo que el tubo se
extienda hacia fuera, como una manguera de jardín al abrir el agua, hasta que la fuerza de la
presión del fluido sea balanceada por la resistencia elástica del material del tubo. Puesto
que el extremo abierto del tubo se ancla en una posición fija, los cambios de presión se
traducen en un desplazamiento del extremo cerrado. Un indicador se fija al extremo cerrado
del tubo a través de un conjunto compuesto por un brazo de acoplamiento mecánico, un
engranaje y un piñón, que gira el puntero o indicador alrededor de una escala graduada.
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MANÓMETROS DE FUELLE
Los manómetros de fuelle tienen un elemento
elástico en forma de fuelle (como el acordeón) al que
se le aplica la presión a medir, esta presión estira el
fuelle y el movimiento de su extremo libre se
transforma en el movimiento de la aguja indicadora
como se muestra en la figura 3 de manera
esquemática.
Una variante del manómetro de fuelle es el
manómetro de diafragma, en este caso la presión
actúa sobre un diafragma elástico el que se deforma
y la deformación se convierte en el movimiento del
puntero indicador.
La figura 4 muestra un esquema mas terminado de
un manómetro donde una cápsula elástica funciona
como elemento sensor de la presión.
Figura 4
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PIEZOMÉTRICO
El tubo piezométrico es, como su nombre indica, un tubo en el que, estando conectado por
uno de los lados a un recipiente en el cual se encuentra un fluido, el nivel se eleva hasta una
altura equivalente a la presión del fluido en el punto de conexión u orificio piezométrico, es
decir hasta el nivel de carga del mismo.
La presión se puede expresar, de acuerdo con la ecuación de la hidrostática, como:
Donde:
= presión actuante sobre la superficie libre del fluido en el tanque
ρ = densidad del fluido
= aceleración de la gravedad
= profundidad del punto que se está midiendo en el fluido
δh = Δh = elevación del fluido en el tubo piezométrico, por encima del punto en el
cual se está midiendo la presión.
Los transductores Piezoeléctricos, actualmente aún en estudio para su aplicación industrial,
son materiales cristalinos que al deformarse por efecto de la presión, generan una señal
eléctrica. Los materiales cristalinos que se estudian son el cuarzo y el titanio de bario,
capaces de soportar temperaturas entre 150 y 230 grados celsius en servicio intermitente.
Este rango de temperatura no es aceptable de ningún modo para los anteriores elementos
transductores, lo que advierte sobre la gama de aplicaciones industriales de los
piezoelétricos.
Elementos Electrónicos de vacío
Los elementos electrónicos de vacío se emplean para la medición de alto vacío, son
altamente sensibles y se clasifican:
- Mecánicos
- Medidor de McLeod
- Térmicos
- De Ionización
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CAPACITIVO
Capacitancia Variable
Capacitancia es la habilidad de una sustancia para mantener una carga eléctrica.
Un capacitor es un dispositivo que consiste en dos placas conductivas alineadas una con
respecto a la otra pero sin hacer contacto. El espacio entre las placas
En electricidad y electrónica, un condensador o capacitor es un dispositivo formado por dos
conductores o armaduras, generalmente en forma de placas o láminas separados por un
material dieléctrico (siendo este utilizado en un condensador para disminuir el campo
eléctrico, ya que actúa como aislante) o por el vacío, que, sometidos a una diferencia de
potencial (d.d.p.) adquieren una determinada carga eléctrica.
A esta propiedad de almacenamiento de carga se le denomina capacidad o capacitancia. En
el Sistema internacional de unidades se mide en Faradios (F), siendo 1 faradio la capacidad
de un condensador en el que, sometidas sus armaduras a una d.d.p. de 1 voltio, estas
adquieren una carga eléctrica de 1 culombio.
La capacidad de 1 faradio es mucho más grande que la de la mayoría de los condensadores,
por lo que en la práctica se suele indicar la capacidad en micro- µF = 10-6, nano- F = 10-9
o pico- F = 10-12 -faradios. Los condensadores obtenidos a partir de súper condensadores
(EDLC) son la excepción. Están hechos de carbón activado para conseguir una gran área
relativa y tienen una separación molecular entre las "placas". Así se consiguen capacidades
del orden de cientos o miles de faradios. Uno de estos condensadores se incorpora en el
reloj Kinetic de Seiko, con una capacidad de 1/3 de Faradio, haciendo innecesaria la pila.
También se está utilizando en los prototipos de automóviles eléctricos.
El valor de la capacidad viene definido por la fórmula siguiente:
en donde:
C: Capacidad
Q: Carga eléctrica
V: Diferencia de potencial
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En cuanto al aspecto constructivo, tanto la forma de las placas o armaduras como la
naturaleza del material dieléctrico es sumamente variable. Existen condensadores formados
por placas, usualmente de aluminio, separadas por aire, materiales cerámicos, mica,
poliéster, papel o por una capa de óxido de aluminio obtenido por medio de la electrolisis.
Principio de Operación del Sensor
Durante la operación del sensor el diafragma y el fluido de llenado en ambas cámaras del
transmisor conducen la presión de proceso y la presión de referencia a los platos
capacitivos que conforman el sensor.
La presión ejercida sobre los diafragmas es la que se ve reflejada como un cambio en la
capacitancia del sensor. Los diafragmas se deforman en relación a la presión diferencial
ejercida en ellos y esto a su vez genera un cambio en la señal que emiten las placas
capacitivas. En el caso de la presión manométrica La cámara de baja del sensor de presión
diferencial es colocada a la atmósfera. En el caso de los transmisores de Absoluta una
presión de referencia es mantenida en la cámara de baja.
El sensor que se muestra utiliza la técnica de capacidad de dos conductores. La presión del
proceso es transmitida, a través de diafragmas separadores y aceite siliconado, al diafragma
sensible en el centro de la celda.
Figura 1. Parte constructiva de diafragma.
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El diafragma es un elemento elástico corrugado que deflexiona en función a la presión
diferencial a través de él. El desplazamiento es proporcional a la presión diferencial y su
posición es detectada por las placas de dos capacitores ubicados a ambos lados del mismo.
La capacidad diferencial entre el diafragma y las placas de los capacitores es convertida a
una señal de corriente continua de 4 a 20 mili amperes que es estándar en la industria (o,
eventualmente, de 10 a 50 mAmp.).
Con la aparición de los microprocesadores los transmisores de presión diferencial basados
en el principio capacitivo permiten utilizar las bondades de la tecnología para ofrecer
mayor información y capacidades de diagnósticos en los dispositivos.
Los transmisores digitales de presión están diseñados para brindar diagnósticos avanzados
y mejorar la precisión al utilizar buses de campo como salida estándar.
TIPOS
Los tipos de sensores de presión digitales básicamente se diferencian por su aplicación en
cuanto al tipo de presión a medir. La parte constructiva de sus membranas son diseñadas y
calculadas para captar el tipo de presión deseada, el procesamiento de la señal del sensor es
muy parecida entre todos los tipos hasta llegar a su procesamiento de manera digital.
Por ello los principales tipos tenemos:
Sensor digital de presión Absoluta
Sensor digital de presión Diferencial
Sensor digital de presión relativa
Sensor digital de presión vacío
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CONSTRUCCION
En la figura 2 se puede ver los componentes que conforman un sensor inteligente de
presión.
Figura 2. Construcción de sensor digital de presión.
a) Salida Multibus: El sensor tiene la capacidad de dar una salida directamente en los
terminales del sensor, debido a que el microprocesador esta incluido internamente en la
carcaza del modulo sensor, esta salida puede ser 4-20 mA + Hart, Profibus, Foundation
Fieldbus y Capacidades de Diagnostico Avanzado.
b) Carcaza Hermética de Acero Inoxidable: La carcaza del sensor es una sola pieza
metálica maquinada completa y la cual permite aislar la humedad y evita la exposición del
sensor y los componentes electrónicos al medio ambiente.
c) Doble Plato Capacitivo: Este es un nuevo diseño el cual presenta dos platos capacitivos
como se muestra en la figura 3
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Figura 3. Doble plato capacitivo.
Se usa para tener un mayor diagnostico en el sensor puesto que uno de los anillos es el que
se utiliza para la medición y otro como referencia. Estos dos sensores se están comparando
continuamente y cuando hay una diferencia entre los dos indica que el plato de medición
esta dañado y envía una señal de alerta.
a) Diseño Coplanar: Es un diseño mejorado el cual permite tener las dos cámara en el
mismo plano y elimina los errores de vibración o ruido que podrían afectar la medición, ya
que es sensado por las dos cámaras por igual y es anulado.
b) Tecnología basada en microcontrolador: el transmisor inteligente trae internamente un
microcontrolador que le permite ejecutar todas las rutinas de medición y de diagnósticos
avanzados. Como por ejemplo como se muestra en la siguiente figura el transmisor esta en
la capacidad de aprender del proceso y generar una alarma cuando comienza a detectar
obstrucciones en sus líneas de impulso.
Figura 4. Transmisor inteligente.
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APLICACIÓN
Los sensores de presión digital tienen como principales aplicaciones la medición de tres
variables Presión, Flujo y Nivel
En el ámbito industrial podemos mencionar entre sus posibles aplicaciones en áreas de:
- Gas y Petróleo
- Alimentación, bebidas y farmacéutica.
- Química
- Generación de energía
- Siderurgia
- Aviación
- Militar
- Pulpa y papel
- Entre muchas otras.
EJEMPLO DE APLICACIÓN INDUSTRIAL REAL
Aplicación
Control y medición de consumo de Oxigeno para una planta Acerera.
Descripción
El objetivo de esta aplicación es monitorear y controlar la cantidad de oxigeno suministrado
por cada una de las líneas a los hornos a través del uso de medidores de presión diferencial
generada por placas orificios colocadas en cada línea de inyección de oxigeno.
La suma total del oxigeno suministrado por las líneas es monitoreado y contabilizado a
través de un DCS (Sistema de control distribuido) al cual llegan las señales digitales de
cada Trasmisor de presión diferencial inteligente.
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Figura 8. Transmisores de presión diferencial inteleigente instalados.
Figura 9. Transmisor de presión diferencial inteligente instalado en la aplicación.
