variables de medición

variables de medición

1. Medición de Presión

   • Que es?
     • La medición y el control de presión son las variables de proceso más usadas en los más distintos sectores de la industria de control de procesos
     • CARACTERISTICAS
       • Indicador local: no es muy dispendioso y es muy útil, pues no solo permite la lectura de la variable en unidades de ingeniería (kgf/cm2, bar, mmH2O, Pa, psi, etc.), pero también facilita la configuración del transmisor en la ausencia de un configurador.
         • Manifold: la compra combinada (transmisor + manifold) es ventajosa comercialmente y evita cualquier incompatibilidad técnica en el montaje.
           • Soporte para tubo de 2”: este es un artículo casi obligatorio. Algunos soportes posibilitan también montaje en superficies planas. Se recomienda especificar el soporte al menos con los tornillos y tuercas en acero inoxidable para mejor resistencia en atmósferas corrosivas.
       • Tipos más usuales de medición de presión
         • Presión absoluta: se mide con relación al vacío perfecto, o sea, es la diferencia de la presión en un cierto punto de medición por la presión del vacío (cero absoluto). Normalmente cuando se indica esta grandeza se usa la notación ABS. Ex.: La presión absoluta que la atmósfera ejerce a nivel del mar es de 760mmHg.
         • Presión diferencial: es la diferencia de presión medida entre dos puntos. Cuando se toma cualquier punto distinto del vacío o atmósfera como referencia se dice medir la presión diferencial. Por ejemplo, la presión diferencial ubicada en una placa de orificio.
         • Presión manométrica (gauge): es medida en relación a la presión del ambiente en relación a la atmósfera. Osea, es la diferencia entre la presión absoluta medida en un punto cualquier y la presión atmosférica. Es siempre importante anotar que la medición es relativa. Ejemplo: 10Kgf/cm2 Presión Relativa.
       • Sensores utilizados en la medición de presión
         • Piezo-resistivo o Strain Gage
           • La piezo-resistividad se refiere al cambio de la resistencia eléctrica con la deformidad/contracción como resultado de la presión aplicada. En su gran mayoría son formados por elementos cristalinos (strain gage) interconectados en puente (wheatstone) con otros resistores que suministran el ajuste de cero, la sensibilidad y la compensación de temperature.
         • Piezo-eléctrico
           • El material piezo-eléctrico es un cristal que produce una tensión diferencial proporcional a la presión aplicada a el en sus caras: quartzo, sal deRochelle, titanio de bario, turmalina
         • Resonantes
           • Poseen en general el principio de la tecnología conocida como “vibrating wire”. Un resorte de hilo magnético es anejada al diafragma que, al ser sometido a un campo magnético y ser recorrido empieza a oscilar.
         • Capacitivos
           • Estos son los sensores más confiables y que fueran usados en millones de aplicaciones. Se basan en transductores donde la presión aplicada a diafragmas sensores produce una variación de la capacitancia entre ellos y un diafragma central, por ejemplo. Esta variación es usada principalmente para variar la frecuencia de un oscilador o usada como elemento de un puente de capacitares.

2. Medición de Flujo

   • La medición de caudal es uno de los principales aspectos en el control de procesos de plantas industriales y también una de las variables que más se miden para supervisar el perfecto funcionamiento de las instalaciones. Hay muchos métodos fiables para la medición de flujos, unos solo aplicables a líquidos, otros a gases y vapores y otros a líquidos, gases y vapores.
     • ¿QUE ES ?
       • Características de un medidor de flujos
         • Mide la cantidad de gas o líquido que se utiliza en los diferentes procesos de producción Controla las cantidades adicionales de otras sustancias necesarias en distintas fases de los procesos Mantiene la proposición dada entre dos fluidos Mide el reparto de vapor de un sistema
         • El valor de un caudal se obtiene con la medición de la velocidad del fluido por una conducción determinada. Este caudal volumétrico Qv se mide mediante la fórmula A x V donde A es la sección transversal del tubo y V la velocidad lineal del fluido. Por tanto, para tener una medición fiable del caudal debe medirse correctamente los valores A y V. Si aparecieran burbujas en el fluido, el valor A sería demasiado alto. Igualmente, si medimos la velocidad como el desplazamiento de un punto en el centro del tubo y lo introducimos en la ecuación, el resultado sería mayor de lo normal, ya que V refleja la velocidad media de todo el fluido cuando pasa por una sección transversal del tubo.
         • Tipos de medición de caudal
           • Normalmente se utilizan dos tipos de medición de caudal: Caudales volumétricos Caudales de masa Dentro de los caudales volumétricos podemos medir: Caudal por presión diferencial Turbinas Medidores de desplazamiento positivo Rotámetros Dentro de los caudales de masa podemos medir: Por compensación de la medida volumétrica Por medición directa

3. Medición de Temperatura

   • ¿QUE ES?
     • a medición de la temperatura es una de las magnitudes físicas medidas con mayor frecuencia. Una gran variedad de necesidades y aplicaciones relacionadas con la medición de la temperatura ha llevado a una situación en la que, actualmente, existe gran cantidad de sensores, transmisores y dispositivos de medición. La mayor dificultad no es la medición en sí, sino la elección del sensor adecuado (transmisor) y/o dispositivo de medición.
       • TIPOS DE MEDICION DE TEMPERATURA
         • termómetros con tubo capilar
           • se utiliza un líquida de expansión (mercurio, alcohol)
         • termómetros bimetálicos
           • se utilizan materiales compuestos de metales con diferentes grados de expansión (aleaciones de hierro-níquel, cromo-níquel/porcelana, invar)
         • termómetros manométricos
           • se utiliza un cambio de presión del líquido, gas/vapor para exigir el cambio en la expansión térmica.
         • Termómetros eléctricos
           • También llamados termopares (son sensores de generación y no requieren alimentación), de resistencia y semiconductores (pasivos y de medición de temperatura con métodos eléctricos que requieren fuente de alimentación).

4. Medición de Nivel

   • ¿QUE ES?
     • La medición de nivel continua mide el nivel de llenado de un depósito o silo mediante distintos métodos de medición y lo convierte en una señal electrónica. La señal de nivel se muestra directamente in situ o se vincula a un control de procesos o sistema de control.
     • TIPOS
       • La medición de nivel por ultrasonido
         • es la mas común y la mas extendida en las industrias, debido a su facilidad de instalación y bajo costo, sin embargo debemos tener en cuenta que el medio de propagación de la onda sea aire y no presente alteraciones en temperatura o presión, es decir, este método es ideal para aplicaciones con agua o sólidos con condiciones de trabajo superables requeridas en un gran porcentaje de industrias.
         • El sensor se instala en la parte superior del silo o tanque, el transmisor genera una señal de ultrasonido que se desplaza hacia la superficie del producto. Las ondas de ultrasonido son reflejadas, en el producto debido a su densidad. Una señal de retorno es enviada hacia el sensor para evaluación del nivel.
         • Este método se puede utilizar en tanques o silos abiertos o no presurizados, en tanques con agitadores el transmisor puede contar con supresión de los ecos generados por este y en entornos con polvos, se debe evaluar muy bien la densidad de la nube. Algunos productos también pueden generar espuma si esta es ligera con grandes burbujas y fina, funciona correctamente igual que para una espuma gruesa y esponjosa, mientras que si la espuma es compacta gruesa, de burbuja pequeña y alta densidad, no funcionara correctamente.
         • Los medidores de nivel por radar de onda continua de frecuencia modulada (FMCW),
           • emiten microondas dirigidas hacia la superficie del producto. La frecuencia de las ondas emitidas cambia continuamente. El receptor también recibe continuamente las señales y la diferencia de frecuencia entre el transmisor y el receptor es proporcional a la distancia de medición.
             • El retorno de la señal es debido a la constante dieléctrica del producto donde podemos realizar mediciones con constantes dieléctricas superiores a 1.4.
           • Los equipos de medición de nivel por radar (PTOF)
             • se basan en la medida del tiempo desde el envió de un impulso de microondas generadas por la antena del sensor hacia el producto y el retorno del eco, permitiendo así determinar el nivel de un tanque o silo, estas microondas se propagan a la velocidad de la luz.
             • El retorno de la señal dependerá de la constante dieléctrica del producto, por lo tanto es fundamental que el producto posea una constante dieléctrica superior a 1.6.
             • Las microondas no requieren un medio de transmisión, por lo tanto, es posible realizar la medición en vacío y altas presiones. La velocidad de propagación cambia levemente en caso de temperaturas extremas, por lo que podría decirse que la medición no se va a ver afectada por la temperatura.
             • La tecnología TDR también conocida como radar de onda guiada
               • rabaja con pulsos electromagnéticos para medir distancias o niveles. Cuando el pulso magnético encuentra una discontinuidad (provocada por la superficie del material), parte de la energía es reflejada.