MEDIDORES DE PRESIÓN Y VISCOSIDAD

INTRODUCCIÓN

En la mayor parte de las operaciones realizadas en los procesos industriales y en las efectuadas en laboratorio y en plantas piloto es muy importante la medición de presiones y de viscosidad.

La medición, ya sea en el sitio o a distancia, de caudales, presiones, niveles, temperaturas, etc. de la mayoría de los fluidos, se realiza actualmente mediante el uso de instrumentos eléctricos- electrónicos, que pueden medir estas variables mediante el concurso de algunos aparatos primarios auxiliares (productores de presión diferencial, transductores y sensores) que transforman los parámetros a medir en impulsos eléctricos proporcionales los que son trasmitidos a distancia mediante conductores eléctricos, manteniendo siempre exacta relación con las indicaciones finales del instrumento receptor.

MEDIDORES DE PRESIÓN

Definición de Presión: La presión es una fuerza por unidad de superficie y puede expresarse en unidades tales como pascal, bar, atmósferas, kilogramos por centímetro cuadrado y psi. (Libras por pulgada cuadrada)

Relación entre las diferentes unidades de medición

Tipos de Presión

Presión absoluta se mide con al cero absoluto de presión

Presión atmosférica es la presión ejercida por la atmósfera terrestre medida mediante un barómetro

Presión relativa es la determinada por un elemento que mide la diferencia entre la presión absoluta y la atmosférica del lugar donde se efectúa la medición

Presión diferencial es la diferencia entre dos presiones

Vacío es la diferencia de presiones entre la presión atmosférica existente y la presión absoluta, es decir, es la presión ,medida por debajo de la atmosférica

Representación de Presiones

Tipos de Medidores de Presión

 Mecánicos: Primario de Medida Directa y Primarios Elásticos

 Electromecánicos: Transmisores electrónicos de equilibro de fuerza, Resistivos, Magnéticos, Capacitivos, Extensiométricos y Piezoeléctricos

 Neumáticos: Utilizan elementos mecánicos con desplazamiento de gases

 Electrónicos: Mecánicos, Medidor McLeod, Térmicos e Ionización

MEDIDORES MECÁNICOS

Elementos primarios de medida directa: miden la presión comparándola con la ejercida por un líquido de densidad y altura conocidas.

Ejemplos barómetro cubeta, manómetro de tubo en U, manómetro de tubo inclinado, manómetro de toro pendular, manómetro de campana.

Elementos primarios elásticos: se deforman por la presión interna del fluido que contienen.

Ejemplos: tubo de Bourdon, el elemento en espiral, el helicoidal, el diafragma y el fuelle. El manómetro de Bourdon es el ejemplo típico de esta clase

 El tubo de Bourdon es un tubo de sección elíptica que forma un anillo casi completo, cerrado por un extremo. Al aumentar la presión en le interior del tubo, este tiende enderezarse y el movimiento es transmitido a la aguja.

 El elemento espiral se forma arrollando el tubo Bourdon en forma de espiral alrededor de un eje común, y el helicoidal arrollando más de una espira en forma de hélice.

 El diafragma consiste en una o varias capsulas circulares conectadas rígidamente entre sí por la soldadura, de forma que al aplicar presión, cada capsula se deforma y la suma de los pequeños desplazamientos es amplificada por un juego de palancas.

 El fuelle es parecido al diafragma compuesto, pero de una sola pieza flexible axialmente, y puede dilatarse o contraerse con un desplazamiento considerable.

MEDIDORES DE PRESIÓN ABSOLUTA

Los medidores de presión absoluta consisten en un conjunto de fuelle y muelle opuesto a un fuelle opuesto sellado al vacío absoluto. El movimiento resultante de la unión de los dos fuelles equivale a la presión absoluta del fluido.

Elementos Mecánicos

MEDIDORES ELECTROMECÁNICOS

Transmisores electrónicos de equilibrio de fuerzas:

 Para este tipo de medidores se utiliza un transmisor electrónico que genera una señal en base a la posición de un sensor.

 La posición del sensor determina la presión ejercida sobre la misma.

Detector de Inductancias

Transformador Diferencial

Detector Fotoeléctrico

Transductores Resistivos

 En este tipo de Transductores se aprovecha un cambio de resistencia (del sensor o del circuito en que esta) para medir la presión del sistema.

 Para esto el puente de Wheastone es muy utilizado.

Transductores Magnéticos

Existen dos tipos de Transductores Magnéticos:

 Transductores de inductancia variable

 Transductores de reluctancia variable

Transductores de inductancia y reluctancia variable:

Inductancia Variable

Núcleo Magnético en un Campo electromagnético

Reluctancia Variable

Núcleo Magnético en un Campo Magnético

Transductores Capacitivos:

 Se basan en la variación de capacidad que se produce en un condensador al desplazarse una de sus placas por la aplicación de presión. La placa móvil tiene forma de diafragma y se encuentra situada entre dos placas fijas.

 Pueden ser de dos tipos:

 Capacidad fija

 Capacidad variable

Galgas Extensométricas

 Se basan en la variación de longitud y de diámetro, por lo tanto de resistencia, que tiene lugar cuando un hilo de resistencia se encuentra sometido a una tensión mecánica por la acción de una presión.

 Puente de Wheastone es usado.

Puente de Wheastone

Transductores Piezoeléctricos:

Son materiales cristalinos que, al deformarse físicamente por la acción de una presión, general una señal eléctrica.

MEDIDORES NEUMÁTICOS

Como elementos neumáticos consideramos los instrumentos transmisores neumáticos y se basan en el sistema tobera-obturador que convierte el movimiento del elemento de medición en una señal neumática.

El sistema tobera-obturador consiste en un tubo neumático aumentado a una presión constante Pcon una reducción en su salida en forma de tobera, la cual puede ser obstruida

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