variables de medición

variables de medición

Nivel

Temperatura

Presión

Flujo

se define como el grado de calor o frío de un cuerpo referido a una escala de temperatura. Se determina comparativamente con la temperatura de los cuerpos y condiciones que sirven de referencia

La presión es definida como la fuerza, distribuida uniformemente en un área determinada (A) y actuando sobre ella.

Altura a la que está situada una cosa, o a la cual llega la superficie de un líquido o la parte más alta de un conjunto de cosas amontonadas

TERMÓMETROS DE VIDRIO

caracteristicas

Ventajas:

Limitaciones

Bajo costo  Medición simple.  Larga vida  Preciso

 No sirve para control automático .  Medición local.  Difícil de leer  Frágil.

 Rango de medición –130 a 300°C (rango extendido 600°C).  Exactitud: 1 a 2%

TERMÓMETROS BIMETÁLICOS

 Rango de medición –60 a 420°C (rango extendido 530°C).  Exactitud: 1 a 2%

Ventajas:

Limitaciones:

 Menos preciso que el de vidrio.  Se descalibran con manejo brusco  Solo para uso como indicador.

 Más robustos que los termómetros de vidrio  Lectura en cuadrante.  Menor costo que el térmico o eléctrico (Preciso.)

BULBO - CAPILAR

Ventajas:

Limitaciones

Simples.  No requieren energía auxiliar  Buen tiempo de respuesta.  Costo relativamente bajo.

Mayor tamaño de bulbo que los eléctricos.  Distancia limitada entre bulbo e indicador

Rango de medición –180 a 420°C (rango extendido 530°C).  Exactitud: 1 a 2%

TERMOCUPLAS O TERMOPARES

El Termopar es un sensor constituido de 2 metales diferentes. Produce una tensión proporcional a la diferencia de temperaturas entre los puntos de union de ambos metales.

En su principio de funcionamiento están involucrados 3 fenómenos:

Efecto Peltier Si se hace circular una corriente por el termopar, una de las uniones se calienta y la otra se enfría. Además, si se invierte el sentido de la circulación de la corriente, la unión que se calienta y la que se enfría se invierten.

Efecto Seebeck Si se tienen 2 conductores diferentes formando un circuito cerrado y una de las uniones está a una temperatura T1 y la otra a una temperatura diferente T2, aparece una fuerza electromotriz que da lugar a la aparición de una corriente que se mantiene mientras las temperaturas sigan siendo diferentes. Si se abre el circuito aparece una tensión entre los terminales.

Efecto Thomson Cuando se hace circular una corriente constante a través de un conductor en el que uno de sus extremos se mantiene a diferente temperatura que el otro, se produce una transferencia de calor proporcional, aproximadamente, al producto de la corriente por el gradiente de temperatura. Si se invierte el sentido de la circulación de la corriente, también se invertirá el sentido de la transferencia de calor. (Existe para un solo material y no necesita la existencia de una soldadura)

Leyes Termoeléctricas

Ley de los circuitos homogéneos •La tensión generada por un termopar cuyas uniones se encuentran a las temperaturas T1 y T2 no depende de la temperatura a la que se encuentren los puntos intermedios

Ley de los metales intermedios • Si se introduce un 3er metal en serie con uno de los que constituyen el termopar, la tensión generada por el termopar no varia siempre que los extremos del metal insertado se encuentren a la misma temperatura.

Ley de las temperaturas intermedias: • Si VT1,T2 es la tensión generada por un termopar cuyas uniones están a las temperaturas T1 y T2 , y VT2, T3 es la tensión cuando están a T2 y T3 , la f.e.m., VT1, T3 , cuando están a las temperaturas T1 y T3 es igual a VT1,T2 + VT1, T3

Ventajas

caracteristicas

 Simple.  Robusta.  Menor costo comparadas con los RTDs.  Gran variedad  Amplios rangos de temperatura

Limitaciones

No lineal.  Baja salida de milivoltios  Requiere referencia  Menos estable

 Rango de medición –200 a 1600°C  Exactitud: +/- 4°C

tipos medicion de nivel

MEDICIÓN DIRECTA

: Consiste en una varilla o regla graduada, de la longitud conveniente para introducirla dentro del depósito. La determinación del nivel se efectúa por la lectura directa de la longitud mojada por el líquido. En el momento de la lectura el tanque debe estar abierto a presión atmosférica. Se emplea en tanques de agua a presión atmosférica.

Cinta y plomada: este sistema consta de una cinta graduada y un plomo en la punta. Se emplea cuando es difícil que la varilla tenga acceso al fondo del tanque. También se usa midiendo la distancia desde la superficie del líquido hasta la parte superior del tanque, obteniendo el nivel por diferencia.

Visor de vidrio: consiste en un tubo de vidrio con su extremo inferior conectado al tanque generalmente mediante tres válvulas (dos de cierre de seguridad en los extremos del tubo, para impedir el escape del líquido en caso de rotura del cristal y una de purga). Funciona por principio de vasos comunicantes.

Flotante: consiste en un flotador ubicado en el seno del líquido y conectado al exterior del tanque, indicando directamente el nivel sobre una escala graduada. Es el modelo más antiguo y el más usado en tanques de capacidad grande. Tiene el inconveniente de que las partes móviles están expuestas al fluido y pueden romperse. El flotador debe mantenerse limpio. The flotador, que es de un material más liviano que el fluido, sigue el movimiento del nivel de líquido

MEDICIÓN POR PRESIÓN HIDROSTÁTICA

Manométrico: consiste en un manómetro conectado directamente a la parte inferior del tanque. El manómetro mide la presión debida a la altura de líquido que existe entre el nivel del tanque y el eje del instrumento. Sólo sirve para fluidos limpios, ya que los líquidos sucios pueden hacer perder la elasticidad del fuelle. La medición está limitada a tanques abiertos y el nivel viene influido por las variaciones de densidad del líquido.

Membrana: Usa una membrana conectada al instrumento receptor por un tubo estanco. El peso de la columna de líquido sobre el área de la membrana comprime el aire interno a una presión igual a la ejercida por la columna de líquido. El instrumento es delicado ya que una fuga del aire contenido en el diafragma destruiría la calibración del instrumento

Burbujeo: mediante un regulador de caudal se hace pasar por un tubo (sumergido en el depósito hasta el nivel mínimo), un pequeño caudal de aire o gas inerte hasta producir una corriente continua de burbujas. La presión requerida para producir el flujo continuo de burbujas es una medida de la columna de líquido

MEDICIÓN POR PRESIÓN DIFERENCIAL

El medidor de presión diferencial consiste en un diafragma en contacto con el líquido del tanque, que permite medir la presión hidrostática en un punto del fondo del tanque. En un tanque abierto esta presión es proporcional a la altura del líquido en ese punto y a su peso específico. El diafragma forma parte de un transmisor neumático o electrónico de presión diferencial

MEDICIÓN POR DESPLAZAMIENTO

El medidor de nivel por desplazamiento está basado en el principio de Arquímedes. Consiste en un flotador parcialmente sumergido en el líquido y conectado mediante un brazo a un tubo de torsión, unido al tanque. Dentro del tubo y unido a su extremo libre hay una varilla que transmite el movimiento de giro a un transmisor exterior al tanque.

El instrumento puede usarse en tanques abiertos y cerrados, a presión o a vacío, con una buena sensibilidad, pero presenta el inconveniente del riesgo de depósitos de sólidos o de crecimiento de cristales en el flotador que afectan a la precisión de la medida)

La precisión de los instrumentos de presión diferencial es bastante buena. El material del diafragma debe ser compatible con el fluido que se encuentra en el tanque

MEDICIÓN POR CONDUCTIVIDAD

El medidor de nivel conductivo consiste en uno o varios electrodos y un relé eléctrico o electrónico que es excitado cuando el líquido moja a dichos electrodos. El líquido debe ser lo suficientemente conductor como para excitar el circuito electrónico. Cuando el líquido moja los electrodos se cierra el circuito electrónico y circula una corriente segura. El relé electrónico dispone de un temporizador de retardo que impide su enclavamiento ante una ola del nivel del líquido o ante cualquier perturbación momentánea o bien en su lugar se disponen dos electrodos poco separados enclavados eléctricamente en el circuito.

. El líquido contenido en el tanque debe tener un mínimo de conductividad y si su naturaleza lo exige, la corriente debe ser baja para evitar el deterioro del producto.

MEDICIÓN POR CAPACITANCIA

El medidor de nivel capacitivo mide la capacidad del condensador formado por el electrodo sumergido en el líquido y las paredes del tanque. La capacidad del conjunto depende linealmente del nivel del líquido. En fluidos no conductores se emplea un electrodo normal y la capacidad total del sistema se compone de la del líquido, la del gas superior y la de las conexiones superiores.

MEDICIÓN POR ULTRASONIDO

En fluidos conductores el electrodo está aislado usualmente con teflón interviniendo las capacidades adicionales entre el material aislante y el electrodo en la zona del líquido y del gas

Se basa en la emisión de un impulso ultrasónico a una superficie reflectante y la recepción del eco del mismo en un receptor. El retardo en la captación del eco depende del nivel del tanque. La medición se hace desde el exterior del tanque. Los sensores trabajan a frecuencias cercanas a 20 KHz. Estas ondas atraviesan el medio ambiente de gases o vapores con cierto amortiguamiento y se reflejan en la superficie del sólido o del líquido

Tipos de Medidores de Presión

Mecánicos

Electromecánicos

Neumáticos

Electrónicos

Tipos de Medidores de Presión

Mecánicos • Primario de Medida Directa • Primarios

Elásticos • Electromecánicos • Transmisores electrónicos de equilibro de fuerza • Resistivos • Magnéticos • Capacitivos • Extensiométricos • Piezoeléctricos

Tipos de Medidores de Presión • Neumáticos • Utilizan elementos mecánicos con desplazamiento de gases • Electrónicos • Mecánicos • Medidor McLeod • Térmicos • Ionización