DESCRIPCION DE VARIABLES FISICAS Y QUIMICAS ASI COMO INSTRUMENTOS DE MEDICION

OTRAS VARIABLES

Existen otras muchas variables que son también de interés industrial y que pueden clasificarse como físicas y químicas.

Las variables físicas son aquellas variables que se relacionan con los efectos físicos de un cuerpo a estudiar como el peso, la velocidad, la densidad, el peso especifico entre otros.

Las variables químicas son aquellas variables que se relacionan con las propiedades químicas de un cuerpo al ser estudiado tal como el ph, la conductividad.

Variables físicas:

o Peso: El peso de un cuerpo es la fuerza con que es atraído por la tierra.

El peso es definido por la siguiente expresión:

P=mg

En la que: P= peso m=masa g= aceleración debida a la gravedad.

Métodos para medir el peso:

1. Comparación con otros pesos patrones (balanzas y básculas)

2. Célula de carga a base de galgas extenso métricas

3. Células de carga hidráulicas

4. Células de carga neumática

1. Comparación con otros pesos patrones (balanzas y básculas)

Este método es realizado por las básculas y balanzas, ya que son instrumentos fáciles de manejar, tiene buena precisión y son sencillas su único inconveniente seria su tardado tiempo de respuesta y que con el tiempo presentan cierto grado de corrosión. Los tipos más utilizados son las balanzas clásicas y las basculas doverval.

2. Célula de carga a base de galgas extenso métricas

Este método de medición consiste esencialmente en una célula que contiene una pieza de elasticidad conocida capaz de soportar la carga sin exceder de su límite de elasticidad.

La célula de carga es el conjunto sellado y encapsulado del puente y las galgas, provisto de puntos mecánicos de fijación para unirlo a la estructura siendo adecuada para la mayor parte de las aplicaciones industriales de pesaje.

3. Células de carga hidráulicas

Consiste en un pistón sobre el que se apoya la carga, que ejerce una presión sobre un flujo hidráulico.

4. Células de carga neumática

Consiste en un transmisor neumático de carga de equilibrio de fuerzas, en el que el peso situado en la plataforma de carga se compara con el esfuerzo ejercido por un diagrama alimentado a una presión ajustable.

o Velocidad:

La medición de velocidad en la industria se efectúa de dos formas: con tacómetros mecánicos y con tacómetros eléctricos.

Tacómetros mecánicos: detectan el numero de vueltas del eje de la maquina por medio exclusivamente mecánicos.

Tacómetros eléctricos: captan la velocidad por sistemas eléctricos, son los utilizados en usos industriales, porque permiten la transformación directa de la señal para alimentar los instrumentos registradores de panel.

o Densidad y peso específico

La densidad o masa específica de un cuerpo se define como su masa por unidad de volumen, expresándose normalmente en: g/cm3. La densidad varía con la temperatura y la presión. El peso específico es el peso del fluido por unidad de volumen.

En los procesos industriales la densidad es una variable cuya medida es a veces vital.

Métodos para medir la densidad:

Areómetros: Los areómetros consisten en un flotador en su parte inferior con un vástago superior graduado. El aparato se sumerge hasta que su peso es equilibrado por el liquido que desaloja hundiéndose tanto más cuando mayor sea la densidad del liquido.

Método de presión diferencial: En la medida de densidad por presión diferencial se fijan dos puntos en el tanque o en una tubería vertical del proceso y se les conecta un instrumento de presión diferencial a través de una cámara de medida.

La presión diferencial medida por el instrumento es: P=h*g.

Método de desplazamiento: Se emplea un instrumento de desplazamiento o barra de torsión. El flotador está totalmente sumergido en el líquido y está equilibrado exteriormente para que el par de torsión desarrollado represente directamente la densidad del líquido.

Éste método tiene una exactitud del +- 1% con una amplitud que puede llegar hasta un mínimo de 0.005. Las presiones y temperaturas de servicio alcanzan los 40 bares y 200°C. Puede emplearse en líquidos limpios y no es adecuado en líquidos pegajosos o que tengan sólidos en suspensión ya que podrían adherirse al flotador y falsear la medida.

Refractómetro: Los refractómetros se utilizan en los fluidos limpios.

No son influidos por los sólidos no disueltos ni por el aire en disolución. Su campo de medida mínimo es de 0.004 y su exactitud es de 0.0001 g/cm3. los líquidos pegajosos o con sólidos en suspensión pueden recubrir el prisma y este precisa entonces de una limpieza periódica que puede ser automática con vapor de agua intermitente. Se emplea en evaporadores, en la concentración de licor negro en la industria papelera, etc. Hay dos tipos de refractómetros de prisma rotativo y prisma fijo.

El prisma rotativo: Consiste en una fuente luminosa de filamento de tungsteno que incide en el líquido con un ángulo determinado tal que la reflexión pase a refracción. El haz luminoso se enfoca en un prisma rotativo que barre el líquido del proceso. La refracción se presenta cuando el rayo incide con el ángulo crítico, se detecta con una célula fotoeléctrica y la señal es amplificada para su registro. El índice de refracción puede relacionarse con la concentración de sólidos del líquido.

El prisma fijo: El ángulo crítico viene determinado por la relación entre la zona sombreada/zona clara de un detector que capta la luz reflejada atreves de un prisma. El detector óptico está formado por 256 fotocélulas que envían trenes de impulsos. El numero de impulsos altos corresponde a la zona clara de la imagen, y por lo tanto define la parte del borde sombreado un microprocesador compensa las variaciones de temperatura, linealiza la señal y entrega como señal de salida las unidades de concentración del fluido.

Método de radiación: Se basa en la determinación del grado con que el líquido absorbe la radiación procedente de una fuente de rayos gamma. La radiación residual es medida con un contador de centelleo que suministra pulsos de tensiones, cuya frecuencia es inversamente proporcional a la de densidad.

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