SENSORES DE PRESIÓN Y FLUJO
SENSORES DE PRESIÓN SENSOR DE BOURDON Este sensor fue desarrollado por el ingeniero Eugene Bourdon y es uno de los más comunes en el mercado. Consiste fundamentalmente en un tramo de tubo en forma de herradura, con un extremo sellado y otro conectado a la fuente de presión. Gracias a que la sección transversal del tubo es elíptica o plana, al aplicar una presión el tubo tiende a enderezarse, y al quitarla, el tubo retorna a su forma original, siempre y cuando no se rebase el límite de elasticidad del material de fabricación. La rigidez que sufre el tubo es proporcional a la presión que se aplica, y el extremo cerrado del tubo puede conectarse a un indicador para señalar la presión, o a un transmisor, para generar una señal neumática o eléctrica. El material empleado normalmente en el tubo Bourdon es de acero inoxidable, aleación de cobre o aleaciones especiales como hastelloy y monel. En las industrias químicas y petroquímicas se utilizan constantemente, igualmente en empresas cerveceras y alimenticias que además del montaje especificado se le adiciona un de sello de diafragma; donde las condiciones son difíciles, donde un relleno de glicerina provee una protección contra el desgaste para el transporte mediante amortiguamiento, en caso de que ocurran presiones pulsantes o vibraciones mecánicas.
Rango
El rango de presión que se puede medir con el tubo de Bourdon depende del espesor de las paredes y del material de fabricación. Existe una versión modificada de este sensor, que tiene forma helicoidal para dar más movimiento al extremo sellado. Esta modificación, llamada hélice, permite dominar rangos de presión de aproximadamente 10:1, con una exactitud de ± 1% de la escala calibrada.
Fabricantes:
Entre los fabricantes principales se encuentra la Multinacional Instrument.
Foxboro, y Taylor
SENSOR FUELLE El sensor de Fuelle se asemeja a una cápsula corrugada hecha a base de un material elástico, como puede ser acero inoxidable, latón o bronce fosforoso. Al aumentar la presión, el fuelle se expande, y al disminuir la presión se contrae. La cantidad de expansión o contracción es proporcional a la presión ejercida. Un sensor similar al Fuelle es el diafragma compuesto, pero de una sola pieza flexible axialmente, que puede dilatarse o
contraerse con un desplazamiento considerable, en el que, cuando se incrementa la presión se comprime el diafragma. Hay que señalar que los elementos del Fuelle se caracterizan por su larga duración, demostrada en ensayos en los que han soportado sin deformación alguna millones de ciclos de flexión, el fuelle es tratado térmicamente para mantener fija su constante de fuerza por unidad de compresión. Se emplean para pequeñas presiones.
TRASDUCTORES Tipos CVD Psibar® Los transductores y transmisores de presión de alto rendimiento de Gems están basados en una tecnología sólida y probada, nuestros instrumentos CVD (posición de vapor químico) le dan una forma muy efectiva de superar las limitaciones de otros instrumentos de medición de vapor de bajo costo. Un pequeño chip ASIC en cada transductor le da a usted corrección por linealidad, mejor que los métodos tradicionales de compensación por temperatura.
Tipo Membrana Delgada Sputtered La tecnología de membrana delgada le da a usted muchos años de mediciones sin problemas bajo las condiciones de demanda del mundo real. Estos sensores metálicos tienen unas propiedades térmicas muy superiores a las de cualquier otro tipo de material así como una estabilidad mucho mejor. Ideal para aplicaciones donde se requiere un servicio por largos períodos y donde se requiere alta presión.
Aplicaciones Típicas Sistemas para pesado y sistemas indicadores de momento de carga, compresores y equipos dispensadores, tuberías de vapor, equipos de lubricación a presión, equipos para fabricación automática.
INTERRUPTORES Tipos Pistón/Diafragma Gems ofrece una gran línea de interruptores de presión desde los modelos compactos cilíndricos para el uso de los fabricantes de equipo original hasta unidades mas grandes en gabinetes para aplicaciones de proceso. Un diseño tipo pistón / diafragma incorporando la tecnología del pistón de alta presión permite que estos interruptores operen con la sensibilidad y exactitud del diseño de diafragma. Los rangos de repetitibilidad de 0.2% a 2% para puntos de disparo mayores, los gabinetes pueden ser de aluminio, acero inoxidable, recubrimientos horneados o a base de barnices, plásticos reforzados y acero al zinc. Pueden ser NEMA 4 o NEMA 4X con certificado.
Aplicaciones Típicas Procesos de filtración de refrigerantes para maquinas, herramientas, sistemas redundantes con sistemas de supervisión existente, transmisiones para cualquier tipo de vehículo fuera de carretera.
SENSORES DE FLUJO SENSOR DEL MEDIDOR DE ORIFICIO Consiste en un disco plano con un agujero. El disco se inserta en la línea del proceso, perpendicular al movimiento del fluido, con el objeto de producir una caída de presión, ΔP, la cual es proporcional a la razón de flujo volumétrico a través del orificio. La ecuación más simple para este tipo de sensor es: q
= C
∆P
ρ
Donde:
q: Razón del flujo ΔP: Caída de presión a través del orificio. C: Coeficiente del orificio ρ: Densidad del fluido. La caída de presión a través del orificio se puede medir con espítas laterales, vena contracta, sensores radiales o angulares. El uso del sensor de orificio se ve limitado a la generación de una presión de tal magnitud que exista una caída de presión registrable. No es conveniente emplearlo cuando se trabaja con fluidos corrosivos o con sólidos suspendidos.
MEDIDOR MAGNÉTICO DE FLUJO El principio de operación de este elemento es la ley de Faraday; es decir, cuando un material conductor (un fluido) se mueve en ángulo recto a través de un campo magnético, se induce un voltaje, el cual es proporcional a la intensidad del campo magnético y a la velocidad del fluido. Si la intensidad del campo magnético es constante, entonces el voltaje únicamente es proporcional a la velocidad del fluido; además, la velocidad que se mide es la velocidad promedio y, por lo tanto, este sensor se puede utilizar para los regímenes laminar y turbulento. Para la calibración de este medidor se debe tener en cuenta el área de la sección transversal del tubo, de manera que con la electrónica que se asocia al medidor sea posible calcular el flujo volumétrico, por lo tanto, la salida se asocia linealmente con la razón de flujo volumétrico. Una consideración importante en la aplicación y mantenimiento de los medidores magnéticos de flujo es el recubrimiento de los electrodos, el cual representa otra resistencia eléctrica, de lo que resultan lecturas erróneas; los fabricantes ofrecen técnicas tales como los limitadores ultrasónicos para mantener los electrodos limpios.
Rango
Puesto que con él no se restringe el flujo, el medidor de flujo es un dispositivo con caída de presión cero, que se puede utilizar para medir flujo por gravedad, flujos con variaciones
rápidas y flujo de fluidos próximos a su presión de vapor. Sin embargo, en el fluido se debe tener un mínimo de conductividad de aproximadamente 10 μohm/cm2.
Fabricantes
Los fabricantes más destacados son Foxboro Co, Fischer & Porter y Rosemount.
Tipo Pistón Altamente confiable y calibrado a precisión para líquidos o gases. Los puntos de disparo fijos tienen un rango desde 50 cc/min. Hasta 1.5 GPM; las versiones ajustables nos dan puntos de disparo desde 0.5 a 20 GPM. Las versiones especiales se ofrecen compensación por viscosidades y para manejar altas presiones hasta 1500 PSIG. Cuerpos de Latón, Plástico o Acero Inoxidable.
Aplicaciones Típicas Cabezas láser, rotores de alta velocidad, robots, prensas, cintas transportadoras, robots, prensas, reguladores, destilación, purificación de agua.
Tipo Electrónico Estos indicadores de flujo de tipo paleta rotatoria que son altamente invisibles le ofrecen una indicación visual muy clara además de que le sensan el flujo y operan interruptores. La indicación visual se combina con una salida de pulsos de corriente directa de 0 a 10 volts tipo analógica o un interruptor de 1 amp. Están disponibles en latón, acero inoxidable o polipropileno hidrolíticamente estable. Para líneas de 1/4½ a 1½ con puntos de disparo ajustable de 0.1 a 60 GPM.
Aplicaciones Típicas Equipo para procesamiento de semiconductores, maquinas láser y soldadoras, tubos de rayos X, sistemas de inyección de agua, equipos para dosificación y medición de químicos, enfriadores, intercambiadores de calor.
Tipo Paleta Para detección de flujo y no flujo en tuberías de 1-1/4½ de diámetro y mayores, las paletas son cortadas a la longitud para ajustarse al punto de disparo deseado (desde 1-1/4½ a 51/2½). El largo es único y patentado su diseño asegura una baja caída de presión y no requiere de diafragmas, sellos o ningún elemento metálico. Las paletas se pueden cortar al tamaño deseado para tuberías de diferentes diámetros.
Aplicaciones Típicas Compresores, intercambiadores de calor, turbinas, motores, enfriadores, reguladores.
Tipo Lanzadera Para supervisión o visualización de aceite o agua en tubería de _ a 3". Muy exactos con repetitibilidad el 1% y baja caída de presión. Materiales del cuerpo en plástico, bronce o acero inoxidable. Puntos de disparo fijo desde 0.5 a 100 GPM; puntos de disparo ajustables de 0.75 a 15 GPM.
La siguiente figura muestra una clasificación con los diferentes tipos de medidores de caudal y los porcentajes aproximados de utilización.
los sensores de flujo presentan ciertos inconvenientes en su funcionamiento cuando se utilizan fluidos que contienen sólidos en suspensión, la exactitud depende de las características de los fluidos y de los caudales que se manejen.
