Valvulas de Control y Sensores

Valvulas de Control y Sensores

1. válvula de control Y Actuadores

   • El elemento de control final más habitual en las industrias de control de procesos es la válvula de control. La válvula de control manipula un líquido en circulación, como gas, vapor, agua o compuestos químicos para compensar las perturbaciones de carga y mantener la variable de proceso regulada lo más cercana posible al punto de ajuste 
   • Tipo
     • Válvulas de globo
       • Características: -Las válvulas de puerto único están disponibles en diversas formas, como globo, ángulo, barra sólida, forjadas y partidas. -válvula de un solo asiento se utiliza una estructura de jaula o de retención para retener el anillo de asiento. -Las válvulas de alta presión se suelen emplear en las industrias de hidrocarburos y energía.
       • Cuerpos de válvulas guiadas por poste y puerto
       • Cuerpos de válvula de estilo jaula
       • Cuerpos de válvula de puerto doble
       • Cuerpos de válvula de tres vías
     • Válvulas sanitarias
     • Válvulas rotativas
       • Cuerpos de válvula de mariposa
       • Cuerpos de válvula de bola segmentada
       • Cuerpos de válvula de mariposa de altas prestaciones
       • Cuerpos de válvula de mariposa de altas prestaciones

2. Sensores de Medición de nivel

   • El sensor de nivel es un dispositivo electrónico que mide la altura del material dentro de un tanque u otro recipiente.
   • Instrumentos
     • DIrecta
       • Varilla o regla graduada
         • Características: -La determinación del nivel se efectúa por la lectura directa de la longitud mojada por el líquido
       • Cinta y Plomada
         • Características: Se utiliza cuando la distancia de la superficie a la parte superior del tanque es de difícil acceso.
       • Nivel de Cristal
         • Características: - Consiste en un tubo de vidrio con sus extremos conectados a bloques metálicos y cerrados por prensaestopas que están unidos al tanque, generalmente mediante tres válvulas, dos de cierre de seguridad en los extremos del tubo para impedir el escape de líquido en caso de rotura del cristal y una de purga. Solo permite indicación local y es susceptible de ensuciarse por lo que solo puede aplicarse en fluidos limpios.
       • Flotador
         • Características: -Consisten en un flotador situado en el seno del líquido y conectado al exterior del tanque, indicando directamente el nivel mediante una conexión mecánica, magnética o hidráulica. El flotador puede atascarse en el tubo guía por un eventual depósito de sólidos, además puede sufrir daño por caídas abruptas y olas.
       • Varilla con gancho
         • Características: -Se utiliza en tanques a presión atmosférica y muestra indirectamente la medición cuando el gancho llega a la superficie.
     • Presión Hidrostática
       • Tipo
         • Medidor Manométrico
           • Características: -Consiste en un manómetro conectado directamente a la parte inferior del tanque. El manómetro mide la presión debida a la altura del líquido que existe entre el nivel del tanque y el eje del instrumento. Este instrumento sólo sirve para fluidos limpios, no corrosivos o bien con sólidos en suspensión, ya que el fuelle puede destruirse o bloquearse perdiendo su elasticidad. La medida esta limitada a tanques abiertos y se ve influido por variaciones en la densidad del liquido
         • Medidor de tipo de burbujeo
           • Característico: Emplea un tubo sumergido en el líquido a cuyo través se hace bubujear aire mediante un rotámetro con un regulador de caudal incorporado. La presión del aire en la tubería equivale a la presión hidrostática ejercida por la columna de líquido, es decir, al nivel. Se utiliza en fluidos corrosivos o con sólidos en suspensión. Es de muy fácil mantenimiento. Medidor de presión dif
         • Medidor de Presión Diferencial de Diafragma
           • Caracter
     • Eléctricas del Líquido
       • Tipo
         • Medidor conductivo o resistivo
           • Características: Consiste en uno o varios electrodos y un relé que es excitado cuando el líquido conductor modifica la impedancia. Se usa tensión alterna para evitar oxidación por electrolisis. Es versátil sin partes móviles pero su campo de medida esta limitado a la longitud física de los electrodos
         • Medidor ultrasónico
           • Características: Se basa en la emisión de un impulso ultrasónico a una superficie reflectante y la recepción de eco del mismo en un receptor. El retardo en la captación del eco depende el nivel del tanque. Los sensores trabajan a una frecuencia de 20Khz. Presentan el inconveniente de ser sensibles a la densidad del líquido y en el caso de espuma producen lecturas falsas.
         • Medidor de capacitancia.
           • Características: Mide la capacitancia del condensador formado por el electrodo sumergido en el líquido y las paredes del tanque. Presenta errores por líquidos conductores , tienen el inconveniente de que la temperatura puede afectar las constantes dieléctricas y de que posibles contaminantes se adhieran al electrodo falseando su lectura
         • Medidor de nivel por microondas
           • Características: Emplea la propagación de una onda electromagnética que no es influida por la temperatura ni por las variaciones de densidad que puedan existir sobre el líquido. La espuma es transparente a un sistema de radar. Un oscilador de estado sólido genera un barrido en frecuencia de 10 GHz a 11GHz y enfoca la señal sobre el líquido por medio de una antena. La diferencia de frecuencias entre las señales de transmisión y retorno es proporcional al tiempo empleado por las mismas.
         • Medidor laser
           • Características: Se usan donde las condiciones son duras y los instrumentos convencionales fallan. Como en el caso de metales fundidos, donde la medida del nivel debe realizarse sin contacto con el líquido y a la mayor distancia posible por las condiciones de calor extremas. El sistema emite un rayo laser dirigido por reflexión en la superficie del metal fundido. El aparato mide el tiempo que transcurre entre el impulso emitido y el impulso de retorno que es registrado en un fotodetector de alta resolución, y este tiempo es directamente proporcional a la distancia del aparato emisor a la superficie.

3. Sensores de Temperatura

   • Los sensores de temperatura son componentes eléctricos y electrónicos que, en calidad de sensores, permiten medir la temperatura mediante una señal eléctrica determinada. Dicha señal puede enviarse directamente o mediante el cambio de la resistencia. 
   • Tipos de Instrumentos
     • Termopar
       • Características: -Consta de dos cables de diferentes metales conectados en dos puntos. - La tensión variable entre estos dos puntos refleja cambios proporcionales en la temperatura.  -No son lineales, requieren conversión cuando se usan para control de temperatura y compensación. -. La precisión es baja, de 0.5 a 5 ° C.  -Operan en el rango de temperatura más amplio, de -200 a 1750 ° C
     • Detector de temperatura de resistencia (RTD)
       • Características: -Mide la temperatura al correlacionar la resistencia del elemento RTD con la temperatura. -Consiste en una película o, para mayor precisión, un cable envuelto alrededor de un núcleo de cerámica o vidrio.  -Se fabrican con platino, pero los RTD de menor costo se pueden fabricar con níquel o cobre. -Ofrecen una salida bastante lineal que es altamente precisa (de 0,1 a 1 ° C) a través de -200 a 600 ° C. 
     • Termistor del coeficiente de temperatura negativo (NTC)
       • Características: -Exhibe un cambio de resistencia grande. -Proporciona una resistencia muy alta a bajas temperaturas. -La temperatura aumenta, la resistencia disminuye rápidamente. -Requiere linealización. -El rango operativo efectivo es de -50 a 250 ° C . -
     • Sensores basados en semiconductores
       • Características: -Se coloca en los circuitos integrados (IC). -Son efectivamente dos diodos idénticos con voltaje sensible a la temperatura. -Ofrecen una respuesta lineal.  -La precisión más baja de los tipos básicos de sensores a 1 a 5 ° C.  -Tienen la respuesta más lenta (5 a 60 s) en el rango de temperatura más estrecho (-70 a 150 ° C).

4. Sensores de Flujo

   • Los sensores de flujo determinan el caudal en volumen de fluido, bien sea directamente (desplazamiento) o indirectamente (presión diferencial, área variable, velocidad, fuerza, tensión inducida, torbellino).
   • Tipos
     • Medidores de flujo de cabeza variable
       • Características: Estos medidores funcionan en base a que cuando una corriente de fluido se restringe, su presión disminuye por una cantidad que depende de la velocidad de flujo a través de la restricción, por lo tanto, la diferencia de presión entre los puntos antes y después de la restricción puede utilizarse para indicar la velocidad del flujo. Los tipos más comunes de medidores de cabeza variable son el tubo venturi, la placa orificio y el tubo de flujo.
     • . Medidores de flujo de área variable
       • Características: El rotámetro es un medidor de área variable que consta de un tubo transparente que se amplia y un medidor de "flotador" (más pesado que el líquido) el cual se desplaza hacia arriba por el flujo ascendente de un fluido en la tubería. El tubo se encuentra graduado para leer directamente el caudal. La ranura en el flotador hace que rote y, por consiguiente, que mantenga su posición central en el tubo. Entre mayor sea el caudal, mayor es la altura que asume el flotadorCaracterísticas:Estos medidores funcionan en base a que cuando una corriente de fluido se restringe, su presión disminuye por una cantidad que depende de la velocidad de flujo a través de la restricción, por lo tanto, la diferencia de presión entre los puntos antes y después de la restricción puede utilizarse para indicar la velocidad del flujo. Los tipos más comunes de medidores de cabeza variable son el tubo venturi, la placa orificio y el tubo de fluj
     • Fluxómetro de Turbina
       • Característica:  El fluido provoca que el rotor de la turbina gire a una velocidad que depende de la velocidad de flujo. Conforme cada una de las aspas de rotor pasa a través de una bobina magnética, se genera un pulso de voltaje que puede alimentarse de un medidor de frecuencia, un Contador electrónico u otro dispositivo similar cuyas lecturas puedan convertirse en velocidad de flujo. Velocidades de flujo desde 0.02 L/min hasta algunos miles de L/min se pueden medir con fluxómetros de turbina de varios tamaños.
     • Fluxómetro de Vórtice
       • Características: Una obstrucción chata colocada en la corriente del flujo provoca la creación de vortices y se derrama del cuerpo a una frecuencia que es proporcional a la velocidad del flujo. Un sensor en el fluxómetro detecta los vortices y genera una indicación en la lectura del dispositivo medidor
     • Fluxómetros de velocidad
       • Características: Algunos dispositivos disponibles comercialmente miden la velocidad de un fluido en un lugar específico más que una velocidad promedio.
     • Tubo pitot
       • Características: El tubo pitot es un tubo hueco puesto de tal forma que los extremos abiertos apuntan directamente a la corriente del fluido. La presión en la punta provoca que se soporte una columna del fluido. 
     • Fluxómetro electromagnético
       • Características: Está formado por un tubo, revestido interiormente con material aislante. Sobre dos puntos diametralmente opuestos de la superficie interna se colocan dos electrodos metálicos, entre los cuales se genera la señal eléctrica de medida. En la parte externa se colocan los dispositivos para generar el campo magnético, y todo se recubre de una protección externa, con diversos grados de seguridad
     • Fluxómetro de ultrasonido
       • Características: Consta de unas Sondas, que trabajan por pares, como emisor y receptor. La placa piezocerámica de una de las sondas es excitada por un impulso de tensión, generándose un impulso ultrasónico que se propaga a través del medio líquido a medir, esta señal es recibida en el lado opuesto de la conducción por la segunda sonda que lo transforma en una señal eléctrica