5 INSTRUMENTOS PARA MEDICION DE PRESION AAA.pptx

7/29/2019 5 INSTRUMENTOS PARA MEDICION DE PRESION AAA.pptx

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INSTRUMENTOS PARA ME

AO 2011
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Objetivos:Al finalizar la sesin el participante

estar en condiciones de identificar

y describir correctamente elfuncionamiento de los instrumentosmedidores de Presin de un Sistemade Control Industrial


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de

para la

usada poren

son

ELEMENTOS PRIMARIOS DEMEDICIN

VARIABLESFISICAS

MECNICASEAL

INSTRUMENTOS

ELCTRICA

ETC.

CONTROLADORES

REGISTRADORES

MEDICIN YCONTROL

ETC.

INDICADORES

DISPOSITIVOS QUE TRANSFORMAN

NIVEL CAUDAL pH PRESIN FUERZA TEMPERATURA ETC.


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La presin es una fuerza aplicada a una superficie o distribuida sobre ella. Lapresin "P" ejercida por una fuerza "F" y distribuida sobre una rea "A" se definemediante la relacin:

PRESION

GENERALIDADES


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TIPOS DE PRESIN

vPRESIN ABSOLUTAvPRESIN ATMOSFRICAvPRESIN MANOMTRICAvPRESIN DE VACIO


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Es la presin de un fluido medida con referencia al vaco perfecto o ceroabsoluto.

Este trmino se cre debido a que la presin atmosfrica vara con laaltitud y muchas veces los diseos se hacen en otros pases a diferentesaltitudes sobre el nivel del mar por lo que un trmino absoluto unifica

criterios.

PRESION ABSOLUTA


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Es la presin ejercida por la atmsfera de la tierra, se mide normalmentepor medio del barmetro (presin baromtrica).

A nivel del mar o en alturas prximas a ste, el valor de la presin escercano a 14.7 lb/plg2 (760 mmHg), disminuyendo este valor con la altitud.

PRESION ATMOSFERICA


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Es la presin superior a la atmosfrica, que se mide por medio de un

elemento que define la diferencia entre la presin absoluta y la presinatmosfrica que existe.

El valor absoluto de la presin puede obtenerse adicionando el valor real dela presin atmosfrica a la lectura del manmetro.

PRESIN MANOMTRICA


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Es la presin menor que la Presin atmosfrica.Su valor est comprendido entre el Cero absoluto y el valor de la Presinatmosfrica.La presin de vacio se mide con el Vacumetro

PRESIN DE VACO


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La relacin de los diferentes tipos de presin se expresa en lafigura siguiente:


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En trminos internacionales, la unidad de la presin es el Pascal (Pa),

segn la 3ra Conferencia General de la Organizacin de Metrologa Legal.

Sin embargo la presin tambin se expresa en muy diversas unidades,tales como: kg/cm2, Psi, cm de columna de agua, pulgadas o cm de Hg,bar , etc.

UNIDADES DE LA PRESIN


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EQUIVALENCIAS DE UNIDADES DE PRESIN


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Ejercicios de conversin de unidades de PresinI.- Convertir:1. 321 Hg a Psi

2. 5042 KPa a bar3. 272 cm H2O a H2O4. 2,5 Atm a KPa5. 45 Psi a KPa6. 25 Bar a Kpa7. 26.5 atm a bar8. 682 bar a Psi9. 35 Psi a bar10. 754 Hg a Kpa11. 563 bar a Hg12. 95 Psi a Hg13. 36 bar a m H2O14. 76 atm a m H2O15. 83 m H2O a Kpa


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16. 234 Hg a bar17. 52,5 atm a Kg/cm218. 564 KPa a Hg19. 25 H2O a Psi20. 0,5 m H2O a Pascal

II.- En el siguiente problema la distancia X en metros de aguaes:

a) 20,58 m.b) 5,33 m.c) 10,35 m.d) 8,5 m.e) 2,5 m.


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Respuestas:

1) 157.7 Psi 8) 9889 Psi 15) 813.4 KPa

2) 50.42 bar 9) 2.41 bar 16) 7.93 bar

3)107.1 H2O 10) 2553.04 KPa 17) 54.23 kg/cm2

4) 253.3 KPa 11) 16625.4 Hg 18) 161.07 Hg

5) 310.3 Kpa 12) 193.36 Hg 19) 0.9 Psi

6) 2500 KPa 13) 367.56 mH2O 20)

7) 26.86 bar 14) 785.08 mH2O 21)


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ELEMENTOS PRIMARIOS DEMEDICION DE PRESION


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MECANICOS


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MECANICOS

ELEMENTOS PRIMARIOS DE MEDICION DIRECTA.

ELEMENTOS PRIMARIOS ELSTICOS.

Son los elementos primarios de medicin que pueden dar lectura directao ser parte de los electromecnicos. Se usan en los procesos como

instrumentos de campo.Se clasifican en:

ELEMENTOS PRIMARIOS DE


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ELEMENTOS PRIMARIOS DEMEDICIN DIRECTA

Miden la presin comparndola con la ejercida por un lquido dedensidad y altura conocidas.

MANOMETRO DE TUBO EN U

MANOMETRO DE POZO


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MANOMETRO DE POZO

El manmetro tipo cubeta es similar al tipo U; sin embargo uno de uno debrazos de la U se sustituye con una cubeta o pozo.

MANOMETRO DE TUBO INCLINADO


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MANOMETRO DE TUBO INCLINADOEl manmetro inclinado es un manmetro cuyo brazo vertical estacolocado en una posicin casi horizontal, de manera que en un cambio depresion produce un cambio en el nivel de medicion del liquido dentro deltubo.

ELEMENTOS PRIMARIOS ELSTICOS


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ELEMENTOS PRIMARIOS ELSTICOSSe deforman por la presin interna del fluido que contienen.Tenemos:Tubo BourdonDiafragmaFuelle

TUBO BOURDON.

Es un tubo de seccin elptica que forma un anillo casi completo. La presintiende a enderezarlo y su movimiento se transmite a la aguja por medio deun sector dentado y un pin, siguiendo una ley determinadaempricamente. La aguja indicadora con un dial indica el valor de la presin.Pueden ser de 3 tiposTipo CEspiralHelicoidal


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TIPO C.

Se forma arrollando el tubo de Bourdon en forma de C. Al ingresar lapresin hace que el tubo se enderece.

TIPO ESPIRAL


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TIPO ESPIRAL

Se forma arrollando el tubo de Bourdon en forma de espiralalrededor de un eje comn .

TIPO HELICOIDAL


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TIPO HELICOIDAL

Se forma arrollando ms de una espira en forma de hlice .Estos elementos proporcionan un desplazamiento grande delextremo libre y por ello son ideales para registradores.

DIAFRAGMA


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DIAFRAGMA

Consiste en una o varias cpsulas unidas y que se deforman por la accinde la presin, la suma de todas las deformaciones de las cpsulas seamplifica por un sistema de palancas que terminan en un indicador..

FUELLE


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FUELLE.

Similar al diafragma, pero con una sola pieza flexible. Se emplean para pequeaspresiones.


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NEUMTICOS.

Como elementos neumticos consideramos los instrumentos transmisoresneumticos cuya variable de medida es la presin adecuada al campo demedida correspondiente. El tipo de transmisor queda establecido por elcampo de medida del elemento


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SISTEMA TOBERA OBTURADOR


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BLOQUE AMPLIFICADOR DE 2 ETAPAS

Aumenta el caudal de aire suministrado, o del caudal de escape paraconseguir tiempos de respuesta inferiores al segundo.

Amplificacin de presin (ganancia) que suele ser de 4 a 5, engeneral, para obtener as la seal neumtica estndar 3-15 psi (0,2-1bar).

TRANSMISOR DE EQUILIBRIO DE MOVIMIENTOS


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TRANSMISOR DE EQUILIBRIO DE MOVIMIENTOS

Compara el movimiento del elemento de medicin asociado al obturador con

un fuelle de realimentacin de la presin posterior de la tobera. El conjuntose estabiliza segn la diferencia de movimientos alcanzando siempre unaposicin de equilibrio tal que existe una correspondencia lineal entre lavariable y la seal de salida.

En este tipo de transmisores, las palancas deben ser livianas, pero bastantefuertes para que no se doblen.

Uno de 3-15 psi ser de equilibrio de movimientos con elemento de fuelle.


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TRANSMISOR DE EQUILIBRIO DE FUERZAS

Puede verse que el elemento de medicin ejerce una fuerza en el punto Asobre la palanca AC que tiene su punto de apoyo en D. Cuando aumenta lafuerza ejercida por el elemento de medicin, la palanca AC se desequilibra,tapa la tobera, la presin aumenta y el diafragma ejerce una fuerza haciaarriba alcanzndose un nuevo equilibrio.


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TRANSMISOR DE EQUILIBRIO DE MOMENTOS

Utilizado generalmente en la medida de la Presindiferencial (Caudal), el desequilibrio de fuerzasproducido crea un par al que se opone el generado porel fuelle de realimentacin a travs de una rueda deapoyo mvil situada en el brazo del transmisor.


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SENSOR DE PRESION DE TIPO RESISTIVO

Consiste en un elemento elstico (tubo Bourdon o cpsula) que vara la resistenciahmica de un potencimetro en funcin de la presin.

El potencimetro puede adoptar la forma de un solo hilo continuo o bien estararrollado a una bobina siguiendo un valor lineal o no de resistencia.

El movimiento del elemento de presin se transmite a un brazo mvil aislado que seapoya sobre el potencimetro de presin. ste est conectado a un circuito dePuente de Wheatstone.

ELECTROMECANICOS


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El intervalo de medida de estos sensores/transmisores corresponden alelemento de presin que utilizan (tubo Bourdon, fuelle...) y vara en general de 0a 300 Kg/cm2.

La precisin es del orden de 1-2%.


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Son los que el desplazamiento de un ncleo mvil dentro de una bobina aumenta la

inductancia de sta en forma casi proporcional a la porcin metlica del ncleocontenida dentro de la bobina.

El devanado de la bobina se alimenta con una corriente alterna y la f.e.m. deautoinduccin generada se opone a la f.e.m. de alimentacin, de tal modo que al irpenetrando el ncleo mvil dentro de la bobina, la corriente presente en el circuito seva reduciendo por aumentar la f.e.m. de autoinduccin.

SENSOR DE PRESION INDUCTIVO


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Los transductores de inductancia tienen las siguientes ventajas: no producenrozamiento en la medicin, tienen una respuesta lineal, son pequeos y deconstruccin robusta y no precisan ajustes crticos en el montaje. Su precisin esdel orden del 1%.


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Se basan en la variacin de capacidad que se produce en un condensador aldesplazarse una de sus placas por la aplicacin de presin.

La placa mvil tiene forma de diafragma y se encuentra situada entre dos placasfijas. De este modo se tiene dos condensadores uno de capacidad fija o dereferencia y el otro de capacidad variable, que pueden compararse en circuitososcilantes.

SENSOR DE PRESION CAPACITIVO


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Se caracterizan por su pequeo tamao y suconstruccin robusta, tienen un pequeodesplazamiento volumtrico y son adecuados paramedidas estticas y dinmicas. Su seal de salida esdbil por lo que precisan de amplificadores con elriesgo de introducir errores en la medicin.

Son sensibles a las variaciones de temperaturas y alas aceleraciones transversales y precisan de unajuste de los circuitos oscilantes y de los puentes dec.a. a los que estn acoplados.

Su intervalo de medida es relativamente amplio, entre0,5 a 600 bar y su precisin es del orden de 0,2 a0,5%.


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GALGAS EXTENSOMETRICAS

Se basan en la variacin de longitud y de dimetro,y por lo tanto de resistencia, que tiene lugar cuandoun hilo de resistencia se encuentra sometido a unatensin mecnica por la accin de una presin.

Existen dos tipos de galgas extensomtricas: galgascementadas, formadas por varios lazos de hilo muyfino que estn pegados a una hoja base decermica, papel o plstico, y galgas sin cementar en

las que los hilos de resistencia descansan entre unarmazn fijo y otro mvil bajo una ligera tensininicial.


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En ambos tipos de galgas, la aplicacin de presinestira o comprime los hilos segn sea la

disposicin que el fabricante haya adoptado,modificando pues la resistencia de los mismos.

La galga forma parte de un puente de Wheastoney cuando est sin tensin tiene una resistencia

elctrica determinada. Se aplica al circuito unatensin nominal tal que la pequea corriente quecircula por la resistencia crea una cada de tensinen la misma y el puente se equilibra para estas

condiciones. Cualquier variacin de presin quemueva el diafragma del transductor cambia laresistencia de la galga y desequilibra el puente.


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El intervalo de medida de estos transductores vara de 0 a 10.000 bar y suprecisin es del orden de 0,5%.


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MEDIDOR DE PRESION

DE TIPOPIEZOELECTRICO


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SENSORES PIEZOELECTRICOS

Los elementos piezoelctricos son materialescristalinos que, al deformarse fsicamente porla accin de una presin, generan una seal

elctrica.Dos materiales tpicos en los sensorespiezoelctricos son el cuarzo y el titanato debario, capaces de soportar temperaturas delorden de 150 C en servicio continuo y de230 C en servicio intermitente.


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Son elementos ligeros, de pequeo tamao y deconstruccin robusta.

Su seal de respuesta a una variacin de presin eslineal y son adecuados para medidas dinmicas, alser capaces de respuestas frecuenciales de hasta unmilln de ciclos por segundo.

Tienen la desventaja de ser sensibles a los cambiosde temperatura y de experimentar deriva en el cero.

Asimismo, su seal de salida es relativamente dbilpor lo que precisan de amplificadores y

acondicionadores de seal que pueden introducirerrores en la medicin.


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