presion• La presión (símbolo p)1 2 es una magnitud física que

mide la proyección de la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar cómo se aplica una determinada fuerza resultante sobre una línea. En el Sistema Internacional de Unidades la presión se mide en una unidad derivada que se denomina pascal (Pa) que es equivalente a una fuerza total de un newton (N) actuando uniformemente en un metro cuadrado (m²). En el Sistema Inglés la presión se mide en libra por pulgada cuadrada (pound per square inch o psi) que es equivalente a una fuerza total de una libra actuando en una pulgada cuadrada.

METODOS DE MEDICION DE PRESION

• A pesar de que la presión es una de las variables más comunes en los procesos industriales, no puede ser medida directamente. Generalmente, es utilizado un dispositivo mecánico que convierte el cambio de presión en un desplazamiento y este a su vez es convertido en una señal eléctrica utilizando para ello un transductor eléctrico.

• Los elementos primarios elásticos, se basan en aplicar la presión a medir en el interior del dispositivo, el cual tiende a expanderse o comprimirse y este movimiento es transmitido a una aguja indicadora u otro mecanismo de acoplamiento.Los transductores más representativos de este tipo son el tubo de Bourdon, el diafragma y el fuelle, entre otros.

TIPOS DE TRANSDUCTORES PARA MEDIR PRESION

• El tubo de Bourdon. Es un tubo de sección elíptica que forma una anillo casi completo, cerrado por un extremo. Al aumentar la presión en el interior del tubo, éste comienza a enderezarse y el movimiento es transmitido a una aguja indicadora por un sector dentado y un pinón. Para el tubo de Bourdon los material más usados son: el acero inoxidable, la aleación de cobre y aleaciones hastelloy y monel.

• El elemento en espiral se forma enrollando el tubo de Bourdon en forma espiral alrededor de un eje. Se utiliza para mediciones de presión de 0.5 a 100.000 psi.

El diafragma• Consiste en uno o varios discos circulares que se encuentran conectados rígidamente de forma

tal que al aplicar una presión, cada disco se deforma , y la suma de éstos pequenos desplazamientos es amplificada por un par de palancas. Los materiales utilizados en los diafragmas son la aleación de níquel o inconel, la cerámica, el aluminio, y el silicio. Existen diversos tipos de diafragmas tales como corrugado, plano, horizontal, de cápsula, etc.

• El diafragma de tipo horizontal consiste en un disco circular metálico cuyos bordes se encuentran fijos dentro de una cámara, donde una de las caras del diafragma esta en contacto con el fluido que está bajo presión, lo cual provocará una deformación en el diafragma, que es proporcional a la presión ejercida. Si se utilizan dos diafragmas de este tipo se obtiene un diafragma de cápsula, el cual soporta mayores presiones, ocasionando mayores deformaciones debido a que se conectan en serie los diafragmas, permitiendo medir presiones absolutas y diferenciales.

• Se emplean para pequeñas presiones en el intervalo de 0,071 - 28,466 psi

El fuelle• es parecido al diafragma de cápsula, pero es

una sola pieza flexible axialmente y puede dilatarse y contraerse con un desplazamiento considerable.

• Para pequeñas presiones en el intervalo de 0,142 - 28,466 psi.

Manómetro• Estos dispositivos mecánicos estudiados se pueden

conectar a un sistema de relojería, el cual, amplifica el desplazamiento y lo transforma en rotación angular, que se detecta mediante una aguja ubicada sobre una escala graduada en unidades de presión. Este recibe por nombre Manómetro.

Transductor de presión PCE-MS 3 / MS 4

• El transductor de presión PCE-MS cuenta con rangos de medición a elegir por el usuario (p.e. el modelo PCE-MS 3: 25, 50, 100 o 250 Pa), con salidas analógicas a elegir y con una pantalla LCD. Este transductor de presión se alimenta a través de la red (13 ... 30 VDC / VAC). Este transductor de presión ha sido especialmente concebido para usuarios que se mueven en rangos de presión de precisión. Este transductor de presión podrá volver a configurarlo in situ siempre que lo desee. La estabilidad obtenida con el transductor de presión para periodos prolongados es superior al 0,5 % (con respecto a todo el rango de medición).

Caudalímetro de aire PCE-007• El caudalímetro de aire, aparte de su particular presentación, es

muy económico. Con este caudalimetro de aire puede medir la velocidad y la temperatura del aire. Una vez que el indica el área de la sección transversal, este caudalimetro de aire muestra además directamente el caudal volumétrico del aire. Los valores medidos por el caudalimetro pueden ser directamente guardados en el caudalimetro y más tarde transmitidos a un ordenador y evaluados allí (el envío del caudalimetro contiene software en lengua inglesa y un cable de datos).

Balanza de farmacia verificable de la serie PCE-AB (Balanza de farmacia calibrable con calibración

interna y externa. Clase I)• La balanza de farmacia de la serie PCE-AB es una balanza

verificable que puede determinar el peso en gramos y en miligramos. Por medio de la protección contra el viento del envío se reducen al mínimo las influencias externas sobre la balanza como p.e. el aire de la respiración. La carcasa de metal fundido le proporciona solidez y seguridad. Le ofrecemos también de forma opcional una mesa antivibraciones que minimiza la influencia de fuertes vibraciones sobre la balanza (p.e. si está colocada cerca de las máquinas en la zona de producción).

Tester de combustión multifuncional Sprint

• El tester de combustión es una herramienta especial que proporciona a los técnicos instaladores de calefacción y de gas una ayuda para poner en servicio y mantenimiento en instalaciones de gas y calderas. Este tester de gas de combustión es compacto, ligero y fácil de utilizar, además incluye un cubierta de goma magnética. El tester tiene una sonda de muestreo que tiene un termopar integrado para la medición de la temperatura del gas de combustión y además incluye un conjunto de filtros de agua integrado que funciona en cualquier orientación.

Transductor de presión de propósito general PX309 con conector DIN Transductor de presión de propósito general Los transductores de presión de propósito general son los más frecuentes puesto que están diseñados para adaptarse al conjunto más amplio de aplicaciones.

Transductor de presión de alta estabilidad/alta precisión Casi todos los transductores vienen con una precisión de 0.25% de escala completa o mayor. Los transductores de presión de alta estabilidad y alta precisión con frecuencia pueden ofrecer errores muy bajos, hasta de 0.05% de escala completa, dependiendo del modelo. Aunque son más costosos que los transductores de propósito general, tal vez sean la única opción si se requiere alta precisión.

Transductor de presión de diafragma al ras Con los transductores de presión de diafragma al ras, el diafragma está al ras con el proceso. Esto elimina una cavidad encima del diafragma que pudiera acumular material del fluido del proceso. En ciertas aplicaciones, esto puede ser indeseable. Estas aplicaciones incluyen el monitoreo de la presión de alimentos o líquidos que tienen muy alta viscosidad.

Transductor de presión de diafragma al ras OMEGA ofrece una variedad de transductores con características especiales. Entre ellos hay transductores de presión diseñados para medición de presión en temperaturas muy altas o muy bajas, transductores de presión sumergibles, transductores de presión barométricos y transductores de presión con salida de comunicaciones digitales o salidas inalámbricas.

Transductores de presión con salida mili voltios

Los transductores con salida en mili voltios son normalmente los sensores de presión más económicos. Su falta de electrónica en el acondicionamiento de la señal integrada significa que tienden a trabajar a temperaturas más altas que los modelos amplificados. La salida del transductor mili voltios es nominalmente alrededor de 30mV a escala completa. La salida real es directamente proporcional a la entrada del transductor de presión o tensión de excitación. Si la excitación fluctúa, la salida va a cambiar también. Debido a esta dependencia en el nivel de excitación, se sugieren las fuentes de alimentación reguladas para utilización con los transductores de mili voltios. Debido a que la señal de salida es tan baja, el transductor no debe estar ubicado en un entorno con mucho ruido eléctrico. Las distancias entre el transductor, la pantalla y/o la instrumentación también deben ser relativamente cortas.

Transductores de presión con salida voltios

Los transductores de salida de tensión incluyen un acondicionamiento de señal integral que proporciona una salida mucho más alta que un transductor de mili voltios. La salida normalmente es de 0-5V o 0-10Vcc. Aunque depende del modelo, la salida del transductor normalmente no es una función directa de la excitación. Esto significa que los suministros de energía no regulados son a menudo suficientes siempre que caiga dentro de un rango de tensión especificado. Debido a que tienen una salida de nivel superior, estos transductores no son tan susceptibles al ruido eléctrico como los sensores mili voltios y por lo tanto pueden ser utilizados en muchos más ambientes industriales.

Un transductor de presión convierte la presión en una señal eléctrica analógica. Aunque hay varios tipos de transductores de presión, uno de los más comunes es el transductor extenso métrico.

La conversión de la presión en una señal eléctrica se consigue mediante la deformación física de los extensómetros que están unidos en el diafragma del transductor de presión y cableados en una configuración de puente de Wheatstone. La presión aplicada al sensor produce una deflexión del diafragma, que introduce la deformación a los medidores. La deformación producirá un cambio de resistencia eléctrica proporcional a la presión.

Los transductores de presión deben capturar el valor de la presión de forma continua y transmitir una señal eléctrica correspondiente a distancia. Los diferentes tipos de transductores de presión utilizan diferentes formas para medir la presión y convertirla en señal eléctrica. Éstos son los más comúnmente clasificados de acuerdo con el método utilizado para medir la presión y después por el material de la carcasa y la fuerza de la señal.

ExtensómetroEl tipo más común de transductor de presión se basa en un extensómetro. Un diafragma sujeta un conductor dispuesto en un patrón de zigzag. Cuando el diafragma se mueve en respuesta a un cambio de presión, la longitud del conductor cambia y también lo hace su resistencia. El conductor forma parte de un puente de resistencia, donde los cambios en su resistencia causan un cambio correspondiente en el voltaje a través del puente. Un amplificador produce la señal remota proporcional al voltaje.

Capacidad variableLos transductores de presión que utilizan una capacitancia variable como método de medición también tienen un diafragma que se mueve cuando cambia la presión. En lugar de estirar un resistor, el movimiento del diafragma cambia la distancia a una placa conductora. A medida que aumenta la presión, el diafragma se mueve más cerca de la placa, cambiando la capacitancia del arreglo. Un circuito eléctrico produce un voltaje proporcional a los cambios en la capacitancia y un amplificador envía la tensión de forma remota.

PiezoeléctricoEl tercer tipo de transductor de presión utiliza un cristal piezoeléctrico para generar una señal cuando la presión cambia. Los cristales de cuarzo son utilizados por lo general y generan una carga cuando se colocan bajo tensión. Cuando la presión aumenta, el diafragma empuja una pequeña varilla que presiona el cristal de cuarzo contra una base masiva. El cristal de cuarzo produce una carga y un amplificador convierte la carga en una señal

Contacto con el material medidoLos diferentes tipos de transductores de presión utilizan diferentes estrategias para interactuar con el material que está siendo medido, ya que éstos pueden ser corrosivos o incompatibles con el material del diafragma o el sensor. En algunos tipos, el material a ser medido entra en un fuelle que empuja sobre un diafragma. En otros tipos, el material entra en una cápsula que se expande y empuja sobre un diafragma. A veces, el fuelle o cápsulas se llenan con líquido para aislar el material del sensor y se puede lograr el mismo efecto mediante el uso de un tubo lleno de líquido para transmitir la presión al sensor.

Señal de salidaEl propósito del transductor de presión es generar una señal que los operadores puedan leer de forma remota o para que puedan controlar las válvulas y otros equipos. Se utilizan comúnmente tres tipos de señal. Algunos transductores de presión generan señales en el rango de los mili voltios, algunas en el intervalo de varios voltios y algunos en miliamperios. Dependiendo de la señal que requiere la aplicación, de la distancia de transmisión y de la precisión, los amplificadores en los transductores de presión generan el tipo apropiado de señal.

INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGIAANTONIO JOSE DE SUCREAMPLIACION GUARENAS

ESCUELA: MECANICAMATERIA: INSTRUMENTACION Y CONTROL

AUTOR: JHON ALDANACI:19.821.153