Control de Procesos
SESIÓN 14: MEDICIÓN DE PRESIÓN
Ing. Andrés Morocco Apfata
Competencia
especifica de
la sesión
• Identificar los tipos de
medidores y sus aplicaciones
en la industria.
CAPACIDADES TERMINALES
Aplicar estrategias de control.
Reconocer y aplicar diferentes instrumentos para
medir variables industriales y actuadores.
Usar controladores digitales de procesos.
Usar sistemas de supervisión y control basados en
computador.
Repaso Sesión anterior
 Sensores de Temperatura
Contenido de la sesión
 Medidores de Presión
 Transmisores de Presión
INTRODUCCIÓN
Para que un sistema de control pueda controlar un proceso es
necesario
que
reciba
información
determinadas variables físicas.
de
la
evolución
de
INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
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. Además, a través de la presión se puede
inferir fácilmente una serie de otras variables, tales como, nivel,
volumen, flujo y densidad.
Definiciones
Presión
Magnitud física definida como la fuerza por unidad de área, ejercida
por un fluido, un líquido, o un gas, sobre cualquier superficie.
Si existe una fuerza (1 Newton) de un fluido
ejerciendo sobre un área de 1 m2,
entonces la presión es de 1 N por
metro cuadrado (1 N/m2), tambien
conocido como pascal (Pa).
2
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Definiciones
Presión
Magnitud física definida como la fuerza por unidad de área, ejercida
por un fluido, un líquido, o un gas, sobre cualquier superficie.
Si existe una fuerza (1 lb.) de un fluido
ejerciendo sobre un área de 1 in2,
entonces la presión es de 1 lb. por
pulgada cuadrada (1lb./in2), tambien
conocido como psi (pound per square inch).
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Unidades de Presión
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kPa : KiloPascal
psi : libra de fuerza por pulgada cuadrada (psia para presión absoluta,
psig para presión relativa, y, asid para presión diferencial).
in H2O : pulgada de agua a 4 °C
cm H20 : centímetro de agua a 4 °C
in Hg : pulgada de mercurio a 0 °C
mm Hg : milímetro de mercurio a 0 °C
mbar : milibar
Tipos de Presión
Tipos de Medidores de Presión
A nivel industrial existen diferente tipos de sensores de presión,
clasificándolos en 3 principios fundamentales:
- Medidores de columnas de líquido
- Medidores con elementos elásticos
- Medidores especiales
Tipos de Medidores de Presión
Medidores de columnas de líquido
Son sensores que no poseen señales eléctricas, la presión se
relaciona con la altura de un tubo graduado y únicamente poseen una
indicación local.
Manómetro de tubo en U
Manómetro de tubo inclinado
Manómetro de toro pendular
Manómetro de campana
Tipos de Medidores de Presión
Medidores con elementos elásticos
Se basan en la alteración física de un material elástico cuando es
sometido a una presión. El grado de deformación se relaciona
directamente con la presión del sistema. No tiene señales eléctricas y
son usados para mediciones locales.
Manómetro de tubo de bourdon
Manómetro de diafragma
Manómetro de fuelle
Tipos de Medidores de Presión
Medidores de presión especiales
Generan señales eléctricas permitiendo su conexión con transmisores
industriales. Pueden dar lecturas a distancia.
Manómetro piezoeléctrico
Manómetro de galgas extensiometricas
Manómetro de termopar
Tipos de Medidores de Presión
Manómetro de tubo en U
Son muy fáciles de usar y no requieren
ningún ajuste de engranajes, palancas u
otras piezas.
Suelen estar llenos de mercurio, por lo que
una de las unidades para medir la presión
atmosférica son los milímetros de mercurio,
pero a veces se utiliza agua.
Solo sirven para mediciones locales.
Tipos de Medidores de Presión
Manómetro de tubo de bourdon
Es construido por un tubo de sección elíptica que forma un anillo casi
completo. Cuando se aumenta la presión al interior de este tubo, tiende
a deformarse manipulando la aguja indicadora por un sector dentado y
un piñón.
Tipos de Medidores de Presión
Manómetro de diafragma
Los diafragmas son membranas circulares muy delgadas y flexibles que
cambia de forma cuando la presión cambia. Estas están sujetas alrededor del
borde entre dos bridas o soldadas y sujetos a la presión del medio actuando en
un lado. La desviación causada de esta forma se utiliza como medición para la
presión y es mostrada por la aguja indicadora del instrumento.
Tipos de Medidores de Presión
Manómetro de fuelle
El fuelle es un elemento elástico en forma de “acordeón”, con la base y
cubierta rígidas. Los cambios de presión en el proceso hacen que se expanda
o contraiga. Este movimiento es predecible y se puede usar para operar un
mecanismo con un puntero y una carátula en indicadores locales.
Tipos de Medidores de Presión
Manómetro piezoeléctrico
Son materiales cristalinos que al deformarse físicamente por la acción
de una presión, generan una señal eléctrica.
Tipos de Medidores de Presión
Manómetro de galgas extensiometricas
Al someter una galga a presión, varía su longitud
y su diámetro y en consecuencia su resistencia
eléctrica.
Para
medir
dicha
resistencia
conecta la galga a un puente de Wheatstone.
se
Tipos de Medidores de Presión
Manómetro electrónico
Estos manómetros utilizan en conjunto un display LCD, un sensor de
presión y un circuito electrónico para realizar la medición y mostrarla
en el indicador visual.
Variables físicas medidas indirectamente
con presión
Nivel
Con la medición de presión podemos determinar el nivel de un tanque.
El medidor de nivel por presión hidrostática
o
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.
Variables físicas medidas indirectamente
con presión
Flujo
Con la medición de presión podemos determinar el flujo de un líquido
dentro de un tubo.
El medidor de flujo por presión diferencial consiste en una placa de orificio
que mide la presión en el tramo anterior y posterior de la placa.
Transmisores de Presión
Son elementos de instrumentación, cuya entrada es directamente un
sensor de presión y su salida es una señal estandarizada (1-5V, 020mA, 4-20mA) o un protocolo de comunicación industrial.
Transmisores de Presión
En el principio piezorresistivo, el elemento de medición está compuesto por un
chip de silicio en el que están grabadas varias resistencias (normalmente 4). Si el
chip de silicio se carga con presión, se deforma. Esta deformación da lugar a
cambios en los valores de la resistencia, que permiten calcular la presión aplicada.
Transmisores de Presión
Básicamente existen dos tipos de transmisores:
Transmisores de presión manométrica
Se utilizan para la lectura directa de la presión
en una línea de proceso o en algún punto de
control de un compresor, secador, etc.
Transmisores de presión diferencial
Se utilizan para medir la diferencia de presión
que existe entre dos puntos. Lo más habitual
es verlos instalados en los filtros de línea,
filtros separadores de los compresores o en los
secadores de absorción.
Transmisores de Presión
La mayoría de los transmisores de presión requieren ser calibrados,
por lo tanto dispondrán de un par de potenciómetros para el ajuste
del cero (zero) y del alcance (span).
Laboratorio
Enlaces
 Creus, Solé, Antonio (2006) Instrumentación
industrial. México D.F.: Alfaomega.
(621.381I/C85/2006)
 Acedo Sanchez, Jose(2006) Instrumentación
y control básico de procesos. Madrid: Diaz de
Santos.(621.381I/A18I)
 Smith, Carlos A. (1991) Control automático de
procesos: Teoría y práctica. México D.F.:
Limusa. ( 621.381I/S61)
TEMA DE LA PROXIMA SESIÓN
VÁLVULAS DE CONTROL