El documento describe diferentes métodos y sensores para medir presión, nivel, temperatura, flujo y otras variables en procesos industriales. Explica conceptos como presión absoluta, manométrica, diferencial e hidrostática, y define unidades como el pascal. Detalla sensores comunes como manómetros, termopares, termistores y rotámetros.
1. UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
“FRANCISCO DE MIRANDA”
ÁREA DE TECNOLOGÍA
COMPLEJO ACADÉMICO “EL SABINO”
UNIDAD CURRICULAR: INSTRUMENTACION Y CONTROL
PROFESOR: ING. ESP. JOSÉ E. CUAURO S.
INSTRUMENTACIÓN Y
CONTROL DE
PROCESOS
2. MEDICIÓN DE PRESIÓN
La presión se define como fuerza, dividida por el área sobre la
cual se aplica. De esta manera, la presión (P) producida por una fuerza
(F) distribuida sobre un área (A) se define como:
P = F/A
En procesos industriales existen variadas aplicaciones de
medición de presión: entre estas aplicaciones se tienen:
1.- Calidad del producto, las cuales dependen de ciertas presiones que
se deben mantener en un proceso.
2.- Por seguridad, como por ejemplo; en recipiente presurizados donde
la presión no debe exceder un valor máximo dado por las
especificaciones del diseño.
3. MEDICIÓN DE PRESIÓN
3.- En aplicaciones de medición de nivel
4.- En aplicaciones de medición de flujo donde la diferencial de presión a
través de una restricción es proporcional al cuadrado del flujo.
EXISTEN VARIOS TÉRMINOS QUE SE UTILIZAN PARA EXPRESAR
LA MEDICIÓN DE NIVEL:
• PRESIÓN ABSOLUTA:
Es la suma de la presión manométrica mas la presión
atmosférica.
• PRESIÓN MANOMÉTRICA:
se define como la presión relativa a la presión atmosférica.
4. • PRESIÓN DE VACIO:
Es la presión medida por debajo de la presión
atmosférica.
• PRESIÓN DIFERENCIAL:
Es la diferencia en magnitud entre el valor de una presión
y el valor de otra tomada como referencia.
• PRESIÓN HIDROSTÁTICA:
Es la presión ejercida por una columna de liquido. Se
calcula multiplicando la altura de la columna de liquido por la
densidad o por la gravedad específica del liquido.
5. UNIDADES DE MEDICIÓN:
En el sistema internacional de unidades la unidad de
medida de presión es el pascal (Pa).
Pa = N / m2
• SENSORES PARA MEDICIÓN DE PRESIÓN:
-Manómetro de presión absoluta
- Manómetro de tubo en U
- Manómetro de pozo
- Manómetro de tubo Inclinado
- Manómetro tipo campana
- Tubos Bourdon
6. El mas común entre los de medición de altura de líquidos
es el tubo en forma de U
7. Aparatos medidores de presión provistos de elementos elásticos
sensibles.
◦ Su funcionamiento está basado en la utilización de la
deformación o el momento de flexión de elementos elásticos
sensibles que perciben la presión de un medio y la transforman
en desplazamiento o esfuerzo.
8. La medición de nivel puede definirse como la determinación
de la posición de una interfase que existe entre dos medios separados
por la gravedad, con respecto a una línea de referencia.
Existen muchas situaciones en la industria donde estas
interfases deben ser establecidas dentro de los limites específicos,
bien sea, por razones de control de procesos o de la calidad del
producto.
Existe una gran variedad de técnicas por medio de las cuales
se puede medir el nivel de líquidos o sólidos en equipos de procesos.
La selección de la instrumentación adecuada depende de la
naturaleza del proceso.
10. El termómetro se le atribuye a Galileo en el año 1.592, a
medida que han pasado los años se han introducido mejoras de los
mismos. No fue sino hasta 1700 cuando Gabriel Fahrenheit produjo
termómetros repetitivos y exactos, utilizo una mezcla de agua y sal.
Esa fue la temperatura mas baja que pudo producir y la llamo “Cero
Grados”, y para la temperatura mas alta utilizo la del cuerpo humano y
la llamo “96 grados”. En 1742 Anders Celsius propuso que el punto de
fusión del hielo y el punto de ebullición del agua fuesen utilizados
como puntos iníciales y finales de la escala de temperatura. No fue
sino hasta 1948 que se le dio el nombre de Celsius a esa escala.
11. SENSORES PARA MEDIR TEMPERATURA
-Termómetro de bulbo (liquido, gas, vapor)
- Termómetro bimetálico
- Termopares
- Termómetro de resistencia
- Termistores
- Pirómetros de radiación
12. Consiste en dos alambres de diferentes metales o aleaciones
(platino-rodio, níquel y níquel-cromo, hierro-constantán), un
galvanómetro que mide las tensiones eléctricas (milivoltios) creadas
por el calentamiento del punto de soldadura (extremos soldados)
13. Es un instrumento que consta principalmente de un hilo metálico
arrollado en un elemento de soporte, dotado de los medios
necesarios para determinar las variaciones de su resistencia
eléctrica. Se basa en el efecto Joule-Thompson.
Los materiales más usados son el níquel, el platino, el cobre, el
plomo y algunos semiconductores.
14. Los pirómetros determinan la temperatura
estudiando el color, la cantidad y el brillo de la
radiación emitida por un cuerpo incandescente.
Dependiendo de la característica de la radiación
que guíe la medición los pirómetros pueden ser:
› Ópticos : si se basan en el brillo de la radiación.
› De Radiación: si se basan en la cantidad o
intensidad de la radiación.
› De color.
15. La medición de flujo es uno de los aspectos mas importante
en el control de procesos; de hecho, puede ser la variable mas
medida. Existen muchos métodos confiables y precisos para medir
flujo, algunos son aplicables solamente a líquidos, otros solamente a
gases y vapores o a ambos. El fluido puede ser limpio, o sucio, seco o
húmedo, erosivo o corrosivo. Las condiciones del proceso tales como
presión, temperatura, densidad, viscosidad, etc. Pueden variar Todos
estos factores afectan la medición y deben ser tomados en cuenta en
el momento de seleccionar un medidor de flujo.
16. Rotámetros:
◦ Es el medidor de área más importante, en él, la caída de presión
es prácticamente constante, mientras que el área por la que
circula el fluido varía con la velocidad de flujo. A partir de un
calibrado, se relaciona el área con la velocidad de flujo.
17. Venturi
◦ Es un medidor de carga o presión variable, el principio general de
funcionamiento es la reducción de presión asociada al aumento
de velocidad o energía cinética que sufre un fluido cuando se
coloca una constricción
18. Tubo de Pitot:
◦ Mide la velocidad local a lo largo de una línea de corriente por la
diferencia de presión del impacto y la presión estática
19. Cromatografía: Designa procesos basados en la diferencia de
velocidades a que los componentes individuales de una mezcla
emigran por un medio estacionario bajo la influencia de una fase
móvil.
20. Espectrofotómetro:
◦ La interacción de la radiación con la materia. Cuando la
radiación pasa de un medio vacío a través de una
porción de materia, ésta actúa con los átomos y
moléculas con que se cruza. La naturaleza específica de
la materia hace variar esta interacción y como
consecuencia, la radiación puede ser transmitida,
absorbida, reflejada o dispersada en diversos grados
