Mediciones AplicadasIngeniera (E) en Mecnica de Procesos y Mantenimiento IndustrialUnidad 1: Medicin de presin

FundamentosAnte la diversidad de equipos disponibles es necesario conocer las propiedades involucradas en el proceso de medicin de presiones.Estados de la materia:Slido.Lquido.Gaseoso.Cargas puntuales no existen en la realidad.Cargas en slidos: Esfuerzo.Esfuerzos en lquidos y gases: Presin.

Unidades de medida:Sist. Internacional: PaSist. Ingls: PSI.1 bar = 1.02 kgf/cm2 1 bar ~ 1 Atmsfera 1 bar = 0,1 MPa

Principios bsicosNos encontramos sumergidos en un ocano de aire.Fluidos: IncompresiblesGases: Compresibles. Su densidad es variable.Condiciones normales.Los fluidos ejercen fuerza en todas direcciones. Tienden a ocupar todo el volumen en el que se confinan.

Principios bsicos

La presin hidrosttica es proporcional a la columna de lquido.Phid= (g) hDensidad relativa: Se contrasta con el agua:relat=liq/agua.

Principios bsicos

Pulsaciones de presin

Presin manomtrica v/s Presin relativaPresin= 0!!Presin absoluta y presin manomtricaVacumetro.1 at = 1.033 kg/cm2.

Manmetro Columna de lquido

Medidores de presin mecnicos

Presin en tuberasRoce en caeras.Presin hidrosttica se transforma en presin esttica en las caeras.Los manmetros progresivamente registran una cada de presin.A mayor velocidad del fluido, mayor la prdida de presin.

Presin esttica y dinmicaSe utiliza para medir la influencia de un equipo en la lnea.Esta presin est relacionada con la velocidad del fluido.La medicin de la velocidad depender de la posicin al interior del ducto

Medicin con tubo de pitotSe ubica el pitot antes del equipo (ej. Ventilador).La primera lnea mide la presin total.Los orificios que miden la presin esttica son perpendiculares al flujo.

Manmetro de BourdnTubo de seccin ovalada.El tubo se curva circularmente hasta obtener distintas configuraciones.Un extremo se conecta a la tubera y el otro se sella.Al subir la presin el tubo se endereza transmitiendo este movimiento a un engrane o leva.

Tubo en C Tubo helicoidal tubo espiral

Manmetro de Bourdn

Balanza de peso muertoUtilizada para calibrar manmetros.Conocidos el peso muerto y el rea del pistn, se conoce la presin sobre el manmetro.

Medicin de presin con diafragma

Diafragma: metal flexible, con forma de disco.Presin de proceso deforma al disco hacia abajo/arriba, en forma proporcional a la variacin de presin del proceso.Medicin de presin con diafragma

Cpsula: dos diafragmas soldados.El interior de la cpsula va al proceso y el exterior est:sellado al vaco: P absoluta.Venteado: P manomtrica.El apilar cpsulas entrega mayor sensibilidad.El apilamiento se realiza conectando interiormente, luego todas se expanden o contraen.Medicin de presin con diafragma

Medicin con fuelleLos cambios de presin hacen expandir/contraer el fuelle.El fuelle a la vez comprime el resorte. El resorte vuelve el sistema al punto de origen.

Medicin con fuelle

Transductores de presinLos cambios de presin hacen expandir/contraer el fuelle.El fuelle a la vez comprime el resorte. El resorte vuelve el sistema al punto de origen.

Transductores de presinEl cambio en alguna variable fsica, se debe transformar en una seal:Elctrica.Neumtica.Electrnica (seal).El mundo industrial necesita tener datos de proceso.Para tomar decisiones los datos no son suficientes.

Transductores de presinElectrnicoSe aprovecha el movimiento generado por el sensor para generar una seal elctrica.Componentes bsicos:Elemento sensor de presin: tubo de bourdn, fuelle o diafragma.Elemento de conversin primaria: convierte la accin mecnica del elemento sensor, en una seal elctrica, generalmente un voltaje o una resistencia elctrica.Elemento de conversin secundaria: circuito electrnico que produce una seal de salida estndar de 4 a 20 miliamperes de corriente directa.

Transductores de presinTipo potenciomtricoEs uno de los elementos de conversin primaria ms sencillos.Consiste en una resistencia variable alrededor de un cilindro aislado. Si se desliza a lo largo del cilindro un contacto mvil (escobilla); se ir variando el valor de la resistencia porque variar el largo del alambre entre su extremo y la escobilla.

Medicin con fuelle

Medicin con fuelleDesventajas:Tienen una resolucin limitada.La escobilla va desgastando el alambre por el roce continuo y con el tiempo el transductor debe ser reemplazado.

Transductor de presin mediante capacitancia variableUn capacitor consiste en dos placas metlicas separadas por aire o algn material aislante y que almacena carga elctrica. Cuando las placas estn casi juntas, un capacitor puede almacenar ms carga elctrica que cuando las placas estn muy separadas. La capacitancia elctrica es la capacidad de un capacitor para almacenar carga elctrica.Cuando se conecta un capacitor en un circuito de corriente alterna (AC), un cambio en capacitancia afecta la salida de voltaje del circuito.

Transmisor tipo medidor de esfuerzos (Strain gauge)El medidor de esfuerzos es un dispositivo que cambia su resistencia elctrica al ser alargado o comprimido Generalmente se usa en un sensor de presin de diafragma.Tipos de medidores:Alambre metlico:Hoja metlica: Semiconductor:

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