Estudiantes: Adolfo Antonio León Corzo Daniela Cruz Mendoza Efraín Pedro Rosario
Jenyfer Velasco Velasco Villegas Indira Melina Virgen Castro
Índice Sensores y transmisores 2.0 ¿Qué es un sensor y un transmisor? 2.1 Medidor de presión 2.2 Medición de nivel y densidad 2.3 Medición de flujo 2.4 Medición de temperatura 2.5 Medición de otras variables 2.6 Procedimiento para la calibración 2.7 Criterios de selección 2.8 Acondicionamiento de selección Conclusión Fuentes Consultadas
Índice Sensores y transmisores 2.0 ¿Qué es un sensor y un transmisor? 2.1 Medidor de presión 2.2 Medición de nivel y densidad 2.3 Medición de flujo 2.4 Medición de temperatura 2.5 Medición de otras variables 2.6 Procedimiento para la calibración 2.7 Criterios de selección 2.8 Acondicionamiento de selección Conclusión Fuentes Consultadas
2.0 ¿Que es un sensor y un transmisor? R O S N E S
Un sensor o captador, no es más que un dispositivo diseñado para recibir información de una magnitud del exterior y transformarla en otra magnitud, normalmente eléctrica, que seamos capaces de cuantificar y manipular manipular..
R O S I M S N A R T
Es un dispositivo electrónico que, mediante una antena, irradia ondas electromagnéticas que contienen (o pueden contener) información. Es un equipo que emite una señal, código o mensaje a través de un medio.
2.1 Medidor de presión En ingeniería, el término presión se restringe generalmente a la fuerza ejercida por un fluido por unidad de área de la superficie que lo encierra
Son instrumentos de precisión fabricados para medir la presión sanguínea, la presión de líquidos y gases en tuberías o tanques de almacenamiento y la presión atmosférica, a grandes rasgos, teniendo para cada uso diversos equipos disponibles de acuerdo a las necesidades.
Manómetro de tubo de bourdon Manómetro de tubo abierto Barómetro de mercurio Barómetro Aneroide
psi
In c. de agua
Pulga Atmós da c. fera de Hg
Kg/c m2
Cm c. Mm c. de a. de Hg
Bar
Pa
Psi
1
27.68
2,036
0,0680
0,0703
70,31
51,72
0,0689
6894,76
In c. de Agua
0.0361
1
0,0736
0,0024
0,0025
2,540
1,868
0,0024
249
In c. de Hg
0.4912
13.6
1
0,0334
0,0345
34,53
25,4
0,0338
3386,39
Atmósf era
14.7
406,69
29,92
1
1,033
1033
760
1,0132
1.0133x 10^3
Kg/cm 2
14.22
393,7
28,96
0,9678
1
1000
735,6
0,98
98066
Cm c. de a.
0.0142
0,3937
0,0289
0,00096
0,0010
1
0,7355
0,0009
98,06
Mm c. Hg
0.0193
0,5353
0,0393
0,0013
0,0013
1,359
1
0,00130
133,322
Bar
14.5
401
29,53
0,987
1,02
1020
750
1
10-5
Pa
0.00014
0,0040
0,00029
0,987x1
0,102x1
0,01
0,0075
10^5
1
Campo de medida
Exactitud en % de toda la escala
Temperatura máxima de servicio
Presión estática máxima
0,1-3 m cda
0,5-1%
Ambiente
6 bar
0,2-1,2 m cda
05-1%
Barómetro cubeta Tubo en U Tubo inclinado
0,01-1,2 m cda
Toro pendular
0,5-10 m cda
100-600 bar
Manómetro campana Tubo Bourdon Espiral Helicoidal Diafragma
0,005-1 m cda
Atmosférica
Fuelle
100 mm cda-2 bar
Presión Absoluta
6-760 mm Hg asb
1%
Ambiente
Atmosférica
Sello Volumétrico
3-600 bar
0,5-1%
400 OC
600 bar
0,5-6000 bar
10 bar
60 OC
6000 bar
0,5-25000 bar
2500 bar
0,5-50000 bar
5000 bar
50 mm cda-2 bar
2 bar
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
Tipos de Medidores de Presión
1. Mecánicos 2. Electromecánicos 3. Neumáticos 4. Electrónicos
Medidores de presión Mecánicos 1. Primario de Medida Directa 2. Primarios Elásticos
Electromecánicos 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Transmisores electrónicos de equilibro de fuerza Resistivos Magnéticos Capacitivos Extensiométricos Piezoeléctricos
Medidores de presión Neumáticos Utilizan elementos mecánicos con desplazamiento de gases
Electrónicos 1. 2. 3. 4.
Mecánicos Medidor McLeod Térmicos Ionización
Mecánicos
Elementos primarios de medida directa
que miden la presión comparándola con la ejercida por un liquido de densidad y altura conocidas.
Ejemplos barómetro cubeta, manómetro de tubo en U, manómetro de tubo inclinado, manómetro de toro pendular, manómetro de campana.
Mecánicos Elementos
primarios
elásticos
que 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
Elementos primarios elásticos El diafragma consiste en una o varias capsulas circulares conectadas rígidamente entre si 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.
Elementos primarios elásticos El fuelle es parecido al diafragma compuesto, pero de una sola pieza flexible axialmente, y puede dilatarse o contraerse con un desplazamiento considerable.
Tipos de Medidores de Presión Medidores Electromecánicos
TRANSMISORES ELECTRÓNICOS DE EQUILIBRIO DE FUERZAS
1. Para este tipo de medidores se utiliza un transmisor electrónico que genera una señal en base a la posición de un sensor.
1. 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
Reluctancia Variable
Núcleo Magnético en un Campo electromagnético
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.
Tipos de Medidores de Presión Medidores Neumáticos
Transductores Mecánicos de Fuelle y Diafragma
Trabajan en forma diferencial entre la presión atmosférica y la del proceso. Pueden estar compensados con relación a la presión atmosférica y calibrados en unidades absolutas.
Medidor McLeod
Se utiliza como aparato de precisión en la calibración de los restantes instrumentos. Se basa en comprimir una muestra del gas de gran volumen conocido a un volumen mas pequeño y a mayor presión mediante una columna de mercurio en un tubo capilar.
Transductores Térmicos Se
basan en el principio de la proporcionalidad entre la energía disipada desde la superficie caliente de un filamento calentado por una corriente constante y la presión del gas ambiente cuando el gas esa a bajas presiones absolutas.
Transductor térmico de termopar
Transductor Pirani
Transductor bi-metálico.
Transductores Térmicos Transductor térmico de termopar Contiene un filamento en V que lleva incorporado un pequeño termopar. Al pasar una corriente constante a través del filamento, su temperatura es inversamente proporcional a la presión absoluta del gas.
Transductor Bimetálicos
Utiliza una espiral bimetalica calentada por una fuente de tensión estabilizada. Cualquier cambio en la presión produce una deflexión de la espiral, que a su vez esta acoplada a un índice que señala la escala el vacío.
Transductor de Ionización
Se basan en la formación de los iones que se producen en las colisiones que existan entre moléculas y electrones. La velocidad de formación de estos iones, es decir la corriente iónica, varia directamente con la presión.
Transductor de filamento caliente
Transductor de catado frío
Transductor de filamento caliente
Consiste en un tubo electrónico con un filamento de tungsteno por una rejilla en forma de bobina, la cual a su vez esta envuelta por una placa colectora.
La emisión de iones es proporcional a la presión del gas dentro del tubo.
Transductor de cátodo frío
Se basa en le principio de la medida de una corriente iónica producida por una descarga de alta tensión.
Los electrones desprendidos del cátodo toman un movimiento en espiral al irse moviendo a través de un campo magnético en su camino hacia el ánodo
Tipos de presión
2.2 Medición de Nivel y Densidad Medidores de nivel Liquido
Medidores de nivel Solido
Medidores de Densidad
Trabajan midiendo, bien directamente la altura del líquido sobre una línea de referencia, bien la presión hidrostática, bien el desplazamiento producido por un flotador por el propio líquido contenido en el tanque, o bien aprovechando las características eléctrica del líquido.
Son instrumentos capaces de medir el nivel de sólidos en puntos fijos o de forma continua, en particular en los tanques o silos destinados a contener materias primas o productos finales.
Varían dependiendo del rango de la escala del instrumento y se basan en el principio de Arquímedes.
MEDIDORES DE NIVEL
Medidores de nivel de Líquidos
nstrumentos de medida directa
Instrumentos basados en la presión hidrostática
Sonda
*Manométrico
Cinta y plomada
*De Membrana
Nivel de cristal
*De tipo Burbujeo
Instrumentos de otador
*De presión diferencial de diafragma
Medidores de nivel de sólidos
Instrumento Basado en el desplazamiento
Instrumentos que utlilizan características del líqudo
Detectores de nivel de punto fijo
*De Diafragma
Detectores de nivel Continuos
*Sondeo electromecánico.
*Resistivo
*Cono Suspendido
*Conductivo
*Varilla Flexible.
*Capacitivo
*De báscula
*Conductivo
*Ultrasónico
*Capacitivo
*Capacitivo
*De radar
*Paletas Rotativas
*De presión diferencial.
*De radación
*Radar de Microondas
* Láser
*Ultrasónido *Radar de microon *Radiación
2.3 Medición de Flujo Algunos de ellos miden la velocidad de flujo de manera directa y otros miden la velocidad promedio, y aplicando la Ecuación de continuidad y la de energía se calcula la velocidad
Luego a través de los años se crearon aparatos como los rotámetros y los fluxómetros que en la actualidad cuenta con la mayor tecnología para ser más precisos en la medición del flujo.
2.4 Medición de Temperatura Miden con total exactitud la temperatura para poderla controlar adecuadamente en cada proceso químico o físico Aplicar a la medición de temperatura el instrumento adecuado dependiendo de factores específicos como rangos de temperatura, material del instrumento, precisión. Tipos de medidores de temperatura: Termómetro Termopar Pirómetro
2.5 Medición de Otras Variables Medidores de gas: Cumplen las normativas y directrices vigentes sobre la seguridad personal. Se utilizan principalmente para la detección y medición de metano, sulfuro de hidrógeno, monóxido de carbono y (otros 50 gases posibles).
Con esta herramienta podrá aspirar gases desde, por ejemplo, carga a granel o de gravilla, a través de un tubo de 2 m de longitud hacia el medidor, y así realizar mediciones también sin cercanía directa a la fuente de gas, o bien determinar la concentración de gases en lugares de difícil acceso.
2.6 Procedimiento para la Calibración Para efectuar la calibración de los equipos se cuidará que afecte lo menos posible a los procesos de medida que controla.
Como consecuencia de la realización de una calibración interna, se emitirá un certificado/informe de calibración.
Una vez efectuada la calibración se etiquetará el equipo con una etiqueta, la cual indicará la conformidad de la misma.
En el caso de existir varios equipos del mismo tipo, se procurará que no coincidan los momentos de calibración de todos.
Estos procedimientos son procedimientos de calibración emitidos por el Sistema de Calibración Industrial (S.C.I.).
CALIBRACIÓN EXTERNA
CALIBRACIÓN INTERNA
En caso que el equipo deba ser calibrado por un organismo externo, se exigirá el correspondiente certificado, el cual deberá incluir como mínimo los datos reflejados en el
La calibración de los equipos puede ser realizada dentro de la propia empresa, o contratada a organismos externos de reconocida garantía.
2.7 Criterios de Selección Al seleccionar un sensor para una aplicación en particular hay que considerar varios factores. El tipo de medición que se requiere, por ejemplo, la variable que se va a medir, su valor nominal, el rango de valores, la exactitud, velocidad de medición y confiabilidad requeridas, las condiciones ambientales en las que se realizará la medición.
•
1
El tipo de salida que se requiere del sensor, lo cual determinará las condiciones de acondicionamiento de la señal, a fin de contar con señales de salida idóneas para la medición.
•
2 •
3
Con base en lo anterior se pueden identificar algunos posibles sensores, teniendo en cuenta rango, exactitud, linealidad, velocidad de respuesta, confiabilidad, facilidad de mantenimiento, duración, requisitos de alimentación eléctrica, solidez, disponibilidad y costo.
La elección de un sensor no se puede hacer sin considerar el tipo de salida que el sistema debe producir después de acondicionar la señal; por ello, es necesaria una integración idónea entre sensor y acondicionador de señal.
