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Manómetros




Enviado por cibercrazy5000



    1. Presión Absoluta y
      Presión Relativa
    2. Presión
      Barométrica
    3. Medición de las
      Presiones
    4. Manómetros
    5. Reguladores de
      Presión
    6. Tipos de Reguladores –
      Características
    7. Transductores de
      Presión
    8. Disco de
      Ruptura
    9. Conclusión
    10. Bibliografía

    INTRODUCCIÓN

    Las mediciones de presión
    son las más importantes que se hacen en la industria;
    sobre todo en industrias de
    procesos
    continuos, como el procesamiento y elaboración de
    compuestos químicos. La cantidad de instrumentos que miden
    la presión
    puede ser mucho mayor que la que se utiliza en cualquier otro
    tipo de instrumento.

    La presión es una fuerza que
    ejerce sobre un área determinada, y se mide en unidades de
    fuerzas por unidades de área. Esta fuerza se
    puede aplicar a un punto en una superficie o distribuirse sobre
    esta. Cada vez que se ejerce se produce una deflexión, una
    distorsión o un cambio de
    volumen o
    dimensión.

    Las mediciones de presión pueden ser desde
    valores muy
    bajos que se consideran un vacío, hasta miles de toneladas
    de por unidad de área.

    Los principios que se
    aplican a la medición de presión se utilizan
    también en la determinación de temperaturas, flujos
    y niveles de líquidos. Por lo tanto, es muy importante
    conocer los principios
    generales de operación, los tipos de instrumentos, los
    principios de instalación, la forma en que se deben
    mantener los instrumentos, para obtener el mejor funcionamiento
    posible, cómo se debe usar para controlar un sistema o una
    operación y la manera como se calibran.

    Presión
    Absoluta y Presión Relativa:

    La intensidad de la presión medida por encima del
    cero absoluto se denomina presión absoluta. Evidentemente
    es imposible una presión absoluta negativa. Por lo
    común los manómetros se diseñan para medir
    intensidades de presión por encima o por debajo de la
    presión atmosférica, que se emplea como
    base.

    Las presiones medidas en este modo se denominan
    presiones relativas o manométricas. Las presiones
    manométricas negativas indican la cantidad de vacío
    y en condiciones normales; al nivel del mar; son posible
    presiones de hasta –14,7 litros por pulgadas cuadradas
    (pero no más bajos) (-1 atmósfera). La
    presión absoluta es siempre igual a la manométrica
    mas la atmosférica.

    Pabsoluta = Pmanométrica +
    Patmosférica

    Las presiones absolutas se miden en ocasiones en
    "atmósferas" estándar, así,
    una atmósfera = 14,7 lb/pulg² abs = presión
    manométrica cero; 3 atmósferas = 44,1 lb /
    pulg² abs = 29,4 lb / pulg²
    manométricas.

    Presión
    Barométrica:

    Es la presión o el peso que ejerce la
    atmósfera en un punto determinado. La medición puede expresarse en varias
    unidades de medidas: hectopascales, milibares, pulgadas o
    milímetros de mercurio (Hg). También se conoce como
    presión atmosférica .

    Medición de
    las Presiones:

    El método
    más usual para medir presiones es por medio del
    barómetro de Bourdon, que consiste en un tubo aplanado de
    bronce o acero curvado en
    arco. A medida que se aplica presión al interior del tubo,
    éste tiende a enderezarse, y éste movimiento se
    transmite a un cuadrante por intermedio de un mecanismo
    amplificador adecuado. Los tubos Bourdon para altas presiones se
    hace de acero. Puesto que
    la exactitud del aparato depende en gran parte del tubo,
    sólo deben emplearse tubos fabricados de acuerdo con las
    normas mas
    rigurosas y envejecidos cuidadosamente por el fabricante. Es
    costumbre utilizar los manómetros para la mitad de la
    presión máxima de su escala, cuando se
    trata de presión fluctuante, y para los dos tercios de
    ella, cuando la presión es constante. Si un tubo Bourdon
    se somete a presión superior a la de su límite y a
    presiones mayores que las que actuó sobre él en el
    proceso de
    envejecimiento, puede producirse una deformación
    permanente que haga necesaria su calibración.

    Los manómetros en uso continuo, y especialmente
    los sometidos a fluctuaciones rápidas y frecuentes de
    presión, deben verificarse repetidas veces. Un procedimiento
    cómodo para hacerlo consiste en tener un manómetro
    patrón exacto que pueda conectarse en cualquier punto de
    la tubería en la que está unido el manómetro
    regular y efectuar comparaciones. A intervalos regulares debe
    confrontarse el manómetro patrón con el
    manómetro de peso directo o contrapesos. El
    manómetro de Bourdon es completamente satisfactorio para
    presiones hasta de unas 2000 atm, siempre que sea suficiente una
    exactitud de 2 a 3 por ciento. Estos manómetros se
    encuentran en el comercio con
    lecturas máximas en sus escalas de unos 7000 Kg /
    cm².

    Para mediciones de la presión mas precisas, como
    las necesarias en trabajos de investigación o de verificación de
    otros manómetros, se emplea comúnmente el
    manómetro de émbolo con contrapesos. Este aparato
    es en principio muy sencillo y consiste simplemente en un
    cilindro con un émbolo ajustado con gran exactitud y
    cargado encima con pesos. La carga es equilibrada con la
    presión de aceite que se inyecta dentro del cilindro
    debajo del émbolo por medio de una bomba apropiada. La
    presión del aceite es a su vez equilibrada con la
    presión que se quiere medir, por lo general a
    través de un tubo en U con mercurio, usándose el
    nivel de mercurio para indicar el equilibrio por
    medio de un dispositivo eléctrico de contacto. El juego entre el
    émbolo y el cilindro es tan pequeño que la fuga de
    aceite es pequeña, incluso a presiones elevadas, y se
    compensa bombeando intermitentemente más
    aceite.

    Las constante de un manómetro de émbolo
    pueden verificarse por medio de una presión patrón
    de referencia. Una conveniente es la presión del vapor del
    anhídrido carbónico a 0 ºC., que es 34.401
    atm. Para presiones muy altas, una referencia cómoda para
    verificar manómetros es el punto de de congelación
    del mercurio que es 7400 atm., a 0 ºC.

    Para la medición de presiones muy altas se ha
    empleado con éxito
    la variación de la resistencia con
    la presión de un alambre de manganina. Puede construirse
    un manómetro adecuado con una espiral de alambre provisto
    de un doble recubrimiento de seda y de un diámetro de 0,13
    mm (0,005") y una longitud de uno s6 metros con una resistencia de
    unos 120 ohmios. El alambre se enrolla no inductivamente sobre un
    núcleo cilíndrico de unos 19 mm de
    diámetros. Puesto que el coeficiente de temperatura de
    la resistencia eléctrica de la manganina es muy
    pequeño, no es necesario adoptar precauciones especiales
    para mantener constante la temperatura.
    La relación de la presión y la resistencia se ha
    averiguado que es lineal hasta 12000 atm., y el manómetro
    se ha utilizado hasta 20000 atm., según
    extrapolación de la recta sobre la gráfica
    correspondiente.

    Manómetros:

    Un manómetro es un tubo; casi siempre doblado en
    forma de U, que contienen un líquido de peso
    específico conocido, cuya superficie se desplaza
    proporcionalmente a los cambios de presión.

    Tipos de Manómetros:

    Los manómetros son de dos tipos, entre los cuales
    tenemos:

    a.-) Manómetros del tipo abierto;
    con una superficie atmosférica en un brazo y capaz de
    medir presiones manométricas.

    b.-) Manómetros diferencial; sin
    superficie atmosférica y que sólo puede medir
    diferencias de presión.

    Manómetros Abiertos:

    Las etapas recomendadas en la resolución de
    problemas de
    manómetros abiertos son:

    1. Trazar un bosquejo del manómetro,
      aproximadamente a escala.
    2. Tamar una decisión respecto al fluido en que
      se expresarán las unidades de carga.
    3. Partiendo de la superficie atmosférica del
      manómetro como punto de carga de presión
      conocida, numérense , en orden los niveles de contacto
      de fluidos de diferentes pesos específicos.
    4. A partir de la carga de presión
      atmosférica, pásese de un nivel a otro, sumando o
      restando las cargas de presión al reducirse o aumentarse
      la elevación, respectivamente, considerando los pesos
      específicos de los fluidos.

    Manómetros Diferencial:

    Las etapas o pasos que se utilizan en el cálculo de
    diferencia de presiones son:

    1. Numero de "puntos estratégicos" indicados por
      los niveles de contacto de los fluidos. Se requiere cierta
      práctica para escoger los puntos que permitan los
      cálculos más sencillos.
    2. A partir de la carga de presión
      incógnita P/ h en uno de los puntos extremos,
      escríbase una suma algebraica continua de cargas ,
      pasando de un punto a otro e igualando la suma continua a la
      carga incógnita P / h en el otro extremo.
    3. Resuélvase la ecuación para la
      diferencia de cargas, de presión y redúzcase a
      diferencias de presión si se desea.

    Preóstatos:

    • Diafragma: muy precisos, presiones bajas.
    • Tubo Bourdon: muy precisos, presiones
      altas.
    • Membrana: bajo pecio.
    • Pistón: muchos ciclos y larga
      vida.
    • Membrana – Pistón: muchos materiales.
    • Electrónicos.

    Rangos:

    • Vacío: punto de ajustes desde –1mm cda a
      –1 bar de vacío.
    • Muy baja presión: puntos de ajuste desde +1mm
      cda a + 20 mm cda.
    • Baja y alta presión: puntos de ajustes desde
      +10mm cda a +1250 bar.
    • Presión diferencial: puntos de ajustes desde
      +/-1mm cda a 420 bar.

    Protecciones:

    • Intemperie, antideflagrantes, ambientes corrosivos y
      seguridad
      intrínseca.

    Aplicaciones:

    Hidráulica (agua/aceite),
    neumática, marina / offshore, aire
    acondicionado y refrigeración, electromedicina, control de
    procesos,
    sistema de
    recogida de datos, alarmas,
    seguridades y regulación, edificios
    inteligentes.

    Reguladores de
    Presión:

    Los reguladores de presión son aparatos de
    control de flujo
    diseñados para mantener una presión constante aguas
    a bajo de los mismos. Éste debe ser capaz de mantener la
    presión, sin afectarse por cambios en las condiciones
    operativas del proceso para
    el cual trabaja. La selección,
    operación y mantenimiento
    correcto de los reguladores garantiza el buen desempeño operativo del equipo al cual
    provee el gas.

    Reguladores – Reductores:

    Los reguladores reductores de presión son equipos
    de control de flujo diseñados para mantener una
    presión constante aguas debajo de ellos,
    independientemente de la variaciones de presión a la
    entrada o los cambios de requerimiento de flujos. La "carcaza" y
    los mecanismos internos que componen un regulador,
    automáticamente controlan o limitan las variaciones de
    presión a un valor
    previamente establecido.

    Existen diferentes, marcas, estilos y
    aplicaciones para la industria del
    Gas Metano.
    Algunos tipos están contenidos por contenedores
    autocontrolados que operan midiendo la presión de
    línea y manteniéndola en el valor fijado,
    sin necesidad de fuentes
    externas de energía. Otros modelos
    requieren de una fuente externa para ejecutar su función de
    control de la presión.

    Éste suplemento muestra los
    principios de funcionamiento de los reguladores de Gas Metano,
    sus dos grandes grupos: los "auto
    operados" y los "pilotados"; así como información importante que
    facilitará la selección
    del equipo ideal para cada aplicación.

    Funcionamiento de los Reguladores de
    Presión:

    Un regulador es básicamente una válvula de
    recorrido ajustable conectada mecánicamente a un
    diafragma. El diafragma se equilibra con la presión de
    salida o presión de entrega y por una fuerza aplicada al
    lado contrario, a la cara que tiene contacto con la
    presión de salida. La fuerza aplicada al lado opuesto al
    diafragma puede ser suministrada por un resorte, un peso o
    presión aportada por otro instrumento denominado
    piloto.

    El piloto es por lo general, otro regulador más
    pequeño o un equipo de control de
    presión.

    Los reguladores auto – operados funcionan bajo el
    principio de equilibrio de
    fuerzas. Esencialmente, las fuerza aplicadas en la zona de alta
    presión (Pe), aguas arriba, se equilibran o balancean con
    las fuerzas de la zona de baja presión (Ps), aguas abajo.
    Este equilibrio de fuerzas es causada por la distribución de la energía
    (presión)en áreas desiguales, de acuerdo a la
    siguiente ecuación:

    F = P.A (Eq.1)

    Donde;

    F = Fuerza (Lbf) ó (Nw)

    A = Area (In²) ó (m²)

    P = Presión (Lbf / in²) ó
    (Kpa)

    De acuerdo a esto (Eq.1), la fuerza que actúa en
    la zona de baja presión, se distribuye en una superficie
    más grande que la fuerza que se aplica en la zona de alta
    presión. Debido a la diferencias de áreas se logra
    el equilibrio entre ambas zonas (Eq.2).

    F1.A1 =
    F2.A2 (Eq.2)

    La fuerza a la entrada puede ser considerada como fuerza
    de apertura, la cual se balancea a su vez con la fuerza de
    cierre. Para ajustar la presión aguas abajo, se introduce
    una tercera fuerza en la ecuación, esta fuerza es llamada
    fuerza de control, ejercida por un resorte o artefacto que
    suministra una presión o energía adicional. En el
    caso del regulador esquemático la fuerza de control la
    suministra un resorte y se considera como parte de la fuerza de
    apertura. El equilibrio matemático de fuerza se
    expresaría de al siguiente manera.

    Fentrada + Fresorte =
    Fsalida (Eq.3)

    El equilibrio de fuerzas de apertura y cierre de la
    válvula reguladora se lleva a cabo mientras el equipo
    opera en estado de
    flujo estable. Con base en las ecuaciones 2 y
    3, se reconoce que si la presión de entrada permanece
    constante los cambios en la presión de salida son
    compensados por cambios en la fuerza que aplica el resorte,
    logrando así el balance.

    La fuerza ejercida por el resorte se expresa con la
    siguiente ecuación, conocida como "Ley de
    Hooke".

    F = -K . X (Eq.4)

    Donde

    F = Fuerza (lbf) ó (Nw)

    K = Constante de elasticidad
    del resorte (Lbf / in) ó (Nw / m)

    X = Deformación del resorte, (in) ó
    (m)

    A medida que el vástago de la válvula
    reguladora se desplaza, el resorte se deforma. Cambiando de esa
    manera la fuerza ejercida por el resorte. Los cambios en la
    fuerza suministrada por el resorte significan cambios en la
    presión de entrega.

    Elementos que Componen un Regulador:

    En esencia un regulador está compuesto por tres
    elementos:

    1. Elemento restrictor: orificio de la
      válvula y tapón.
    2. Elemento de medida o sensor: diafragma y
      conductos u tubing.
    3. Elementos de carga: Resorte, gas comprimido o
      gas regulado suministrado por un piloto.

    Un regulador típico es una válvula de
    globo en el cual el vástago se mueve por la
    interacción de un diafragma. El vástago es
    solidario al diafragma y el cambio de
    posición es transferido al vástago, modificando el
    área de la sección transversal que atraviesa la
    corriente de flujo. El movimiento del
    diafragma está "limitado" o "controlado" por un resorte
    que actúa del lado puesto del área que sensa la
    presión de entrega o presión a controlar. La
    presión de entrada actúa sobre el área
    proyectada del tapón.

    Para alcanzar el balance de fuerzas, al área del
    diafragma debe ser mayor que el área proyectada del
    tapón. En el diseño
    y fabricación de reguladores, la relación de
    superficie diafragma / tapón es un factor muy importante
    para determinar la precisión y sensibilidad del
    equipo.

    Tipos de Reguladores
    – Características:

    Existen dos (2) grandes categorías de
    reguladores: los auto – operados y los pilotados o
    accionados con fuentes
    externas:

    1.) Reguladores Auto – Operados:

    La principal característica de los reguladores auto
    – operados es que disponen de menos partes móviles.
    La particularidad de contar con un resorte como único
    ajuste en la presión de entrega el confiere una ventaja en
    las labores de operación y mantenimiento,
    sin embargo esta simplicidad presenta desventajas
    operativas:

    1. Desbalance: De acuerdo a la Ecuación 3 al
      incrementar la fuerza del resorte se aumenta el nivel de
      presión a la salida. Un cambio en la presión de
      entrada también afecta la presión de salida. Ello
      se debe a la relación existente entre el área del
      diafragma y área tapón – orificio. (por
      ejemplo una variación de 100 psig., en la presión
      de entrada, en un regulador cuya relación área /
      diafragma tapón – orificio sea de 100:1, significa
      una variación en la presión de entrega de 1
      psig.).
    2. Decaimiento de presión: es el cambio de la
      presión de salida por efecto del desplazamiento del
      vástago. En equilibrio, cuando el regulador está
      cerrado, el resorte imprime una fuerza de acuerdo a la Ley de Hooke
      (Eq.4). a medida que el vástago de la válvula se
      desplaza, el resorte se deforma, modificando la fuerza que
      transmite al diafragma. Los cambios en la fuerza que imprime el
      resorte, implica a su vez cambios en la presión de
      salida. Si la fuerza del resorte alo largo del desplazamiento
      del vástago permaneciera constante, no se
      presentaría el efecto de decaimiento de presión.
      Éste efecto es de particular relevancia en servicios de
      alta presión donde se requieren resortes de alta
      resistencia. En estos casos el fabricante ofrece una variedad
      de rangos, donde debemos seleccionar aquél que implique
      menos deflexión del resorte para el nivel de
      presión de entrega a regular.
    3. Error de medición: de acuerdo a las
      características internas del regulador, existe una
      determinada caída de presión a lo largo del
      recorrido del fluido por los ductos internos del equipo. Esta
      caída interna de presión se incrementa a medida
      que crece el caudal que fluye por el artefacto. Los cambios
      internos de presión, por efecto del flujo, causan
      inexactitudes en la medición de la presión de
      salida por parte del diafragma, variando la presión de
      ajuste del regulador.
    4. Recuperación de presión: cuando un
      regulador de presión abre completamente, requiere de una
      fuerza adicional que devuelva al vástago a su
      posición original o de cierre hermético. Esa
      fuerza adicional es suministrada por la presión de
      entrada y por otro resorte (reten). En ambos casos la fuerza de
      retorno implica una fuerza de entrada adicional que afecta la
      presión de salida. El efecto es importante cuando el
      requerimiento de flujo es inestable y no se desean cambios en
      la variación de la presión de entrega. Estos
      efectos son considerados en el diseño de un regulador y debe buscarse su
      compensación a la hora de seleccionar el equipo
      apropiado para cada caso. (Por ejemplo, seleccionando el
      resorte con un rango de operación cercano al margen de
      trabajo práctico podremos lograr que el decaimiento no
      se muy alto y que éste, a su vez, contribuya a que la
      recuperación de presión y no afecte en gran
      medida a la presión de entrega. No obstante, cuando el
      proceso exige márgenes muy cortos de variación se
      recomienda el uso de reguladores pilotados).

    2.) Reguladores Pilotados:

    los reguladores pilotados están conformado por un
    pequeño regulador, o piloto, que es utilizado como control
    del regulador principal. El piloto, amplificador o multiplicador
    tiene la habilidad de traducir los pequeños cambios en la
    presión aguas abajo, en grandes cambios aplicados sobre el
    instrumento de medida (diafragma).

    El incremento relativo de la presión de salida
    del piloto versus el cambio en la presión de entrega del
    regulador principal se le denomina ganancia. (Por ejemplo, si el
    cambio de 1 psig., del regulador principal significa un cambio de
    10 psig., en la presión de salida del piloto, quiere decir
    que el piloto tiene una ganancia de 10).

    El fenómeno de ganancia le confiere al regulador
    pilotado, su exactitud. (por ejemplo un regulador que tenga un
    decaimiento de presión del 10 psig., con apertura
    completa, si se le adiciona un piloto con una ganancia de 20, el
    decaimiento se convierte en 10 / 20 = 0,5 psig.).

    Una lata ganancia del piloto permite el movimiento
    rápido del vástago, desde el nivel de completamente
    cerrado a completamente abierto, con el mínimo cambio de
    presión aguas abajo; permitiendo una regulación
    más pecisa dentro del margen del flujo.

    El incremento de la sensibilidad del piloto y la
    reducción del decaimiento de presión es una ventaja
    relativa. La ganancia del piloto incrementa sensibilidad,
    causando el incremento de la ganancia de todo el sistema. Esto
    puede causar inestabilidad en lazos de regulación o
    regulaciones en serie, manifestándose como fluctuaciones
    periódicas o golpeteo en el más mínimo
    cambio de presión en el sistema. Una ganancia muy
    pequeña resulta en una respuesta lenta del regulador, la
    cual se manifiesta como variaciones por defectos o exceso de la
    presión de entrega.

    Para garantizar una correcta operación, el piloto
    debe ser configurado y seleccionado acorde con el regulador
    principal. Las conexiones y elementos de medición de
    presión deben tener un arreglo que permitan el control y
    ajuste de la presión de entrega adecuadamente, es decir,
    se debe contemplar la instalación de orificios o válvulas
    de aguja, así como válvula de alivio o de cierre
    rápido. Los primeros permitirán la puesta a punto
    en campo de los equipos y los segundos protegerán el
    sistema en caso de fallas.

    El, piloto, por lo general, es un regulador
    pequeño y económico, comprado con el regulador
    principal. Esto permite una gran flexibilidad para ajustar
    parámetros que afecten el desempeño del sistema. Modificando el
    piloto se puede se puede adaptar el regulador principal a las
    condiciones específicas de nuestro proceso. (Por ejemplo,
    la sensibilidad puede ser ajustada cambiando el orificio del
    piloto). Existen muchas opciones y arreglos en reguladores
    pilotados y al manejar sistemas de
    regulación en serie o en paralelo, la gama de alternativas
    para eliminar cualquier problema o desajuste es bastante
    amplia.

    Transductores de
    Presión:

    Es una interpretación real de la palabra
    transductor, se puede decir, que cualquier dispositivo que
    convierta un tipo de movimiento mecánico generado por
    fuerzas de presión se convierte en una señal
    eléctrica o electrónica para utilizarse en la
    medición o el control.

    Los transductores que más se utilizan para
    detectar presiones son los que, operan con base en los principios
    del extensómetro o los transductores de tipo inductivo;
    piezpeléctricos; capacitativos, oscilados o de alguna
    clase similar.

    Tipos de Transductores de
    Presión:

    • Tecnología integrada piezorresistiva (cristal
      de silicio con resistencia sensoras difundidas, con o sin
      compensación de temperaturas).
    • Tecnología de bombardeo molecular sobre
      lámina muy fina.
    • Chips sensores de
      presión.
    • Acelerómetros de tecnología integrada, con rangos desde
      +/- 1g a +/- 100g.
    • Manómetros de tubo Bourdon helicoidal
      resistentes a vibraciones y golpes de ariete.

    Características:

    • Rangos: mínimo (0 – 0,015 bar),
      máximo (0 – 14000 bar).
    • Vacío, presión relativa, absoluta y
      diferencial.
    • Salidas: mV, V, mA.
    • Compatibles con todo tipo de fluidos.
    • Altas temperaturas.
    • Montaje en superficie (SMD)
    • Transmisiones inteligentes.

    Protecciones:

    Kits, encapsulados, intemperie, sumergibles,
    antideflagrantes, seguridad
    intrínseca.

    Aplicaciones:

    Electromedicina, manómetros digitales,
    automática, robótica,
    aeronáutica, hidráulica y neumática, mediciones de nivel,
    máquina herramienta, automoción, bancos de
    pruebas y
    ensayos,
    edificios inteligentes, control de procesos nucleares.

    Transductores Resistivos:

    Consiste en un elemento elástico (Tubo Bourdon o
    cápsula) que varía la resistencia óhmica de
    un potenciómetro en función de
    la presión. El potenciómetro puede adoptar la forma
    de un solo hilo continuo o bien estar arroyados a una bobina
    siguiendo un valor lineal o no de resistencia:
    potenciómetros de grafito, de resistencia bobinada, de
    película metálica y de plástico
    moldeada.

    Transductores Magnéticos:

    Se clasifican en dos grupos
    según el principio de funcionamiento.

    1. Transductores de inductancia variable: en los que el
      desplazamiento de un núcleo móvil dentro de una
      bobina aumenta la inductancia de ésta en forma casi
      proporcional a la porción metálica del
      núcleo contenida dentro de la bobina. El devanado de la
      bobina se alimenta con una corriente
      alterna y la F.E.M., de autoinducción generada se
      opone a la F.E.M.,de alimentación, de
      tal modo, que al ir penetrando el núcleo móvil
      dentro de la bobina, la corriente presente en el circuito se va
      reduciendo por aumentar la F.E.M., de
      autoinducción.
    2. Los transductores de reluctancia variable: consiste
      en un imán permanente o un electroimán que crea
      un campo
      magnético que crea un campo
      magnético dentro del cual se mueve una armadura de
      material magnético. El circuito magnético se
      alimenta con una fuerza magnetomotriz constante con lo cual al
      cambiar la posición de la armadura varía la
      reluctancia y por lo tanto el flujo
      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
    fijos.

    Los transductores capacitivos se caracterizan por su
    pequeño tamaño y de construcción robusta, tienen un
    pequeño desplazamiento volumétrico y son adecuado
    para medidas estáticas y dinámicas.

    Transductores Piezoeléctricos:

    Los elementos piezoeléctricos, son materiales
    cristalinos que, al deformarse físicamente por la
    acción de una presión, generan una señal
    eléctrica. Dos materiales típicos en los
    transductores piezoeléctricos son: el Cuarzo y el titanato
    de bario, capaces de soportar temperaturas del orden de 150
    ºC en servicio
    continuo y de230 ºC en servicio
    intermitente.

    Transductores Mecánicos de Fuelle y de
    Diafragma:

    Trabajan en forma diferencial entre la presión
    atmosférica y la del proceso. Pueden estar, compensados
    con relación a las presiones atmosféricas y
    calibrados en unidades absolutas. Al ser dispositivos
    mecánicos, las fuerzas disponibles a presiones del gas muy
    bajo son tan pequeños que estos instrumentos no son
    adecuados para la medidas de alto vacío, están
    limitado a valores de 1
    mm Hg abs. Pueden llegar a acoplar dos transductores
    eléctricos del tipo de galga extensométrica o
    capacitivos.

    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 está bajo presiones absoluto.

    El transductor térmico de termopar contiene un
    filamento en V que lleva incorporado un pequeño termopar.
    La F.E.M., del termopar indica la temperatura del filamento y por
    lo tanto señala el vacío del ambiente.

    Transductores Bimetálico:

    Utiliza espiral bimetálica calentada por una
    fuente de tensión estabilizada. Cualquier cambio en la
    presión produce una deflexión de la espiral, que a
    su vez está acoplada a un índice que señala
    en la escala el vacío. Su intervalo de medida es de 1
    –10-3 mmHg.

    Transductores de Ionización:

    Se basan en la formación de los inoes que se
    producen en las colisiones que existen entre moléculas y
    electrones (o bien partículas alfa en el tipo de radiación). La velocidad de
    formación de esto iones, es decir la corriente
    iónica, varía directamente con la
    presión.

    Transductores de Filamento Caliente

    Consiste en tubo electrónico con un filamento de
    tungsteno rodeado por una rejilla en forma de bobina, la cual a
    su vez está envuelta por una placa colectora. Los
    electrones emitidos por el filamento caliente se aceleran hacia
    la rejilla positiva, pasan a su través y, en su camino
    hacia la placa colectora de carga negativa, algunas colisionan
    con moléculas de gas.

    Transductor de Cátodo
    Frío:

    Se basa en el principio de la medida de una corriente
    iónica producida por una descarga de alta tensión.
    Los electrones desprendido del cátodo toman un movimiento
    en espiral al irse moviendo al través de un campo
    magnético en su camino hacia el ánodo. El
    movimiento en espiral da lugar a que en el camino libre medido
    entre electrones sea mayor que la distancia entre
    electrodos.

    Transductores de Radiación:

    En el transductor de radiación, una fuente de
    radio sellada,
    producen partículas alfa que ionizan las moléculas
    del gas en la cámara de vacío y que por lo tanto,
    es proporcionada la presión total del sistema.

    Disco de
    Ruptura:

    Es un dispositivo de alivio de presión para
    sistemas cerrados
    que provee apertura instantánea a una presión
    predeterminada. Su función es proteger frente a
    sobrepresiones a un sistema que pueda estar sujeto a presiones
    excesivas causadas por el mal funcionamiento del equipo
    mecánico, reacciones fuera de control, y fuegos internos o
    externos.

    Normativas para el Uso de Discos:

    La división 1 de la sección VII de la ASME
    informan sobre la normas para el
    uso de discos de rupturas en la protección de
    sobrepresiones. Fike dispone de una serie de Boletines
    Técnicos como referencia rápida a estas normas (en
    inglés).

    • TB8100 – ASME Code and Rupture Disc
    • TB8102 – Rupture Disc Sizing
    • TB8103 – Certified Combination Capacity
      Factoris (Rupture Disc/SRV Combination)
    • TB8104 – Certified Kg Flow Values (for Fike
      Rupture Disc)

    Tipos de Discos

    Los discos de ruptura de Fike se dividen en tres
    tipos:

    • Discos de elevado rendimiento:

    Este tipo de disco pueden cumplir cualquier de las
    siguientes características:

      • Ratio operativo del 90%
      • No – fragmentable , (Excelente para el
        aislamiento de válvulas de seguridad)
      • Servicios para líquidos o
        vapores
      • Resistencia al vacío
      • Servicio pulsante o cíclico
      • Servicio higiénico
    • Discos de rendimiento estándar

    Estos discos económicos cumplen con las
    siguientes características:

      • Ratio operativo del 70%
      • Fragmentación aceptable (no
        válido para aplicaciones con válvula de
        seguridad)
      • Servicios para líquidos o
        vapores
    • Discos de Rupturas de Ingerencia:

    Los discos de rupturas de ingerencias se utilizan en
    aplicaciones en la que los discos de rupturas convencionales no
    son suficiente. Por ejemplo en el caso de unidades muy
    pequeñas y/o frágiles, al igual que los
    dispositivos con tolerancias extremadamente justas. Estos
    dispositivos comprenden una o mas de las siguientes
    características:

    • Diseño de cabezales no
      estándar
    • Discos de rupturas de elevado
      rendimiento
    • Materiales poco comunes
    • Maquinaria especial y técnica de
      soldado
    • Amplia documentación y procedimiento
      para tests.

    CONCLUSIÓN:

    Cabe destacar, el estudio con base a todo lo referido
    sobre manómetros, podemos decir que esto cumplen un rol
    muy importante a nivel industrial y comercial, ya que los mismos,
    son usado casi diariamente, por diferentes y grandes
    compañías industriales que laboran en este campo,
    como lo es, el estudio de las presiones. Los manómetros
    son los aparatos esenciales para la medición de las
    presiones que van desde un punto a otro, tomando en cuenta el
    nivel y los factores que pueden llegar a afectar éste
    fenómeno de medición.

    La manometría, es el proceso mediante el cual un
    líquido es sometido a una medida de presión, para
    establecer los parámetros o niveles de altura que
    éste puede llegar a alcanzar. Todo esto es posible gracias
    a un aparato denominado manómetro.

    BIBLIOGRAFÍA:

    Manual del Ingeniero Químico

    JOHN H. PERRY. Ph.D.

    Mc Graw – Hill Book Company Inc.

    México 12, D.F. 1996

    Mecánica de Fluidos Aplicada (cuarta
    edición)

    ROBERT l. Mott

    Prenctice – Hall Hispanoamericana, S.A.

    Hidráulica

    HORACE W. KING y colaboradores

    Trillas S.A.

    México D.F. 1980

     

    Documento cedido por:

    JORGE L. CASTILLO T.

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