. MEDIDORES DE PRESIN Antes de hablar de los medidores de presin tenemos que tener claro los conceptos bsicos, que nos ayudaran al entendimiento del uso de estos instrumentos: Presin La presin se define como fuerza ejercida sobre una superficie por unidad de rea. En ingeniera, el trmino presin se restringe generalmente a la fuerza ejercida por un fluido por unidad de rea de la superficie que lo encierra. De esta manera, la presin (P) de una fuerza (F) distribuida sobre un rea (A), se define como: Existen muchas razones por las cuales en un determinado proceso se debe medir presin. Entre estas se tienen: ( ( ( ( Calidad del producto, la cual frecuentemente depende de ciertas presiones que se deben mantener en un proceso. Por seguridad, como por ejemplo, en recipientes presurizados donde la presin no debe exceder un valor mximo dado por las especificaciones del diseo. En aplicaciones de medicin de nivel. En aplicaciones de medicin de flujo. En el sistema Internacional de Unidades, la unidad de medida de presin es el Pascal (Pa), que se define como la fuerza ejercida por un Newton (N) sobre un rea de un metro cuadrado (m2). O sea, Pa = N/m2. Esta es una unidad de presin muy pequea, pero el kilo pascal (KPa), 1.000 Pa, permite expresar fcilmente los rangos de presin comnmente ms usados en la industria petrolera. Otras de las unidades utilizadas son el Kilogramo por centmetro cuadrado (Kg. /cm2); libras por pulgada cuadrada (Psi); bar, y otros. Le mostraremos una tabla donde aparecer una gran variedad y ms completa unidades de conversin; donde nos permitir tener una mejor idea de las unidades a utilizar, para la resolucin o identificacin de problemas.

2.Tabla 1. Factores de conversin para unidades de presin. Tipos de Presin Presin Absoluta Es la presin de un fluido medido con referencia al vaco perfecto o cero absolutos. La presin absoluta es cero nicamente cuando no existe choque entre las molculas lo que indica que la proporcin de molculas en estado gaseoso o la velocidad molecular es muy pequea. Ester termino se cre debido a que la presin atmosfrica varia con la altitud y muchas veces los diseos se hacen en otros pases a diferentes altitudes sobre el nivel del mar por lo que un trmino absoluto unifica criterios. Presin Atmosfrica El hecho de estar rodeados por una masa gaseosa (aire), y al tener este aire un peso actuando sobre la tierra, quiere decir que estamos sometidos a una presin (atmosfrica), la presin ejercida por la atmsfera de la tierra, tal como se mide normalmente por medio del barmetro (presin baromtrica). Al nivel del mar o a las alturas prximas a este, el valor de la presin es cercano a 14.7 lb/plg2 (101,35Kpa), disminuyendo estos valores con la altitud.

3.Presin Manomtrica Son normalmente las presiones superiores a la atmosfrica, que se mide por medio de un elemento que se define la diferencia entre la presin que es desconocida y la presin atmosfrica que existe, si el valor absoluto de la presin es constante y la presin atmosfrica aumenta, la presin manomtrica disminuye; esta diferencia generalmente es pequea mientras que en las mediciones de presiones superiores, dicha diferencia es insignificante, es evidente que el valor absoluto de la presin puede abstenerse adicionando el valor real de la presin atmosfrica a la lectura del manmetro. La presin puede obtenerse adicionando el valor real de la presin atmosfrica a la lectura del manmetro. Presin Absoluta = Presin Manomtrica + Presin Atmosfrica. La presin relativa Es la determinada por un elemento que mide la diferencia entre la presin absoluta y la atmosfrica del lugar donde se efecta la medicin. Hay que sealar que al aumentar o disminuir la presin atmosfrica, disminuye o aumenta respectivamente la presin leda. La presin diferencial Es la diferencia entre dos presiones. El vaco es la diferencia de presiones entre la presin atmosfrica existente y la presin absoluta, es decir, es la presin medida por debajo de la atmosfrica. Viene expresado en mm columna de mercurio, mm columna de agua o pulgadas de columna de agua. Las variaciones de la presin atmosfrica influyen considerablemente en las lecturas del vaco. El campo de aplicacin de los medidores de presin es amplio y abarca desde valores muy bajos (vaco) hasta presiones de miles de bar. Los instrumentos de presin se clasifican en tres grupos: mecnicos, neumticos, electromecnicos y electrnicos. Vaco Se refiere a presiones manomtricas menores que la atmosfrica, que normalmente se miden, mediante los mismos tipos de elementos con que se miden las presiones superiores a la atmosfrica, es decir, por diferencia entre el valor desconocido y la presin atmosfrica existente. Los valores que corresponden al vaco aumentan al acercarse al cero absoluto y por lo general se expresa a modo de centmetros de mercurio(cmHg), metros de agua, etc. De la misma manera que para las presiones manomtricas, las variaciones de la presin atmosfrica tienen solo un efecto pequeo en las lecturas del indicador de vaco. Sin embargo, las variaciones pueden llegar a ser de importancia, que todo el intervalo hasta llegar al cero absoluto solo comprende 760 mmHg. Medida de la presin. Manmetro Para medir la presin empleamos un dispositivo denominado manmetro. Como A y B estn a la misma altura la presin en A y en B debe ser la misma. Por una rama la presin

4.en B es debida al gas encerrado en el recipiente. Por la otra rama la presin en A es debida a la presin atmosfrica ms la presin debida a la diferencia de alturas del lquido manomtrico. Tipos de Medidores de Presin Mecnicos Electromecnicos Neumticos Electrnicos Mecnicos Primario de Medida Directa Primarios Elsticos Electromecnicos Transmisores electrnicos de equilibro de fuerza Resistivos Magnticos Capacitivos Extensiomtricas Piezoelctricos Neumticos Utilizan elementos mecnicos con desplazamiento de gases Electrnicos Mecnicos Medidor McLeod Trmicos Ionizacin

5. Tipos de Medidores de Presin Medidores Mecnicos Elementos primarios de medida directa: que miden la presin comparndola con la ejercida por un lquido de densidad y altura conocidas. Ejemplos barmetro cubeta, manmetro de tubo en U, manmetro de tubo inclinado, manmetro de toro pendular, manmetro de campana. Elementos primarios elsticos: que se deforman por la presin interna del fluido que contienen. Ejemplos: tubo de Bourdon, el elemento en espiral, el helicoidal, el diafragma y el fuelle. El manmetro de Bourdon es el ejemplo tpico de esta clase Elementos primarios elsticos El tubo de Bourdon es un tubo de seccin elptica que forma un anillo casi completo, cerrado por un extremo. Al aumentar la presin en el interior del tubo, este tiende enderezarse y el movimiento es transmitido a la aguja. El elemento espiral se forma arrollando el tubo Bourdon en forma de espiral alrededor de un eje comn, y el helicoidal arrollando ms de una espira en forma de hlice. El diafragma consiste en una o varias capsulas circulares conectadas rgidamente entre s por la soldadura, de forma que al aplicar presin, cada capsula se deforma y la suma de los pequeos desplazamientos es amplificada por un juego de palancas. El fuelle es parecido al diafragma compuesto, pero de una sola pieza flexible axialmente, y puede dilatarse o contraerse con un desplazamiento considerable.

6. Medidores de Presin Absoluta Los medidores de presin absoluta consisten en un conjunto de fuelle y muelle opuesto a un fuelle opuesto sellado al vaco absoluto. El movimiento resultante de la unin de los dos fuelles equivale a la presin absoluta del fluido. Elementos Mecnicos

7. Medidores Electromecnicos Transmisores electrnicos de equilibrio de fuerzas Para este tipo de medidores se utiliza un Transmisor Electrnico que genera una seal en base a la posicin de un sensor. La posicin del sensor determina la presin ejercida sobre la misma. Detector de Inductancias Transformador Diferencial

8. Detector Fotoelctrico Transductores Resistivos En este tipo de Transductores se aprovecha un cambio de resistencia (del sensor o del circuito en que esta) para medir la presin del sistema. Para esto el puente de Wheastone es muy utilizado. Transductores Magnticos Existen dos tipos de Transductores Magnticos: Transductores de inductancia variable Transductores de reluctancia variable

9. Transductores de inductancia y reluctancia variable Inductancia Variable Ncleo Magntico en un Campo electromagntico Transductores Capacitivos Se basan en la variacin de capacidad que se produce en un condensador al desplazarse una de sus placas por la aplicacin de presin. La placa mvil tiene forma de diafragma y se encuentra situada entre dos placas fijas. Pueden ser de dos tipos: Capacidad fija Capacidad variable Galgas Extensiomtricas Se basan en la variacin de longitud y de dimetro, por lo tanto de resistencia, que tiene lugar cuando un hilo de resistencia se encuentra sometido a una tensin mecnica por la accin de una presin. Puente de Wheastone es usado. Reluc Ncleo Mag M

10. Galgas Extensiomtricas Puente de Wheastone Transductores Piezoelctricos Son materiales cristalinos que, al deformarse fsicamente por la accin de una presin, general una seal elctrica.

11. Medidores Neumticos y Medidores Electrnicos de Vaco Transductores Mecnicos de Fuelle y Diafragma Trabajan en forma diferencial entre la presin atmosfrica y la del proceso. Pueden estar compensados con relacin a las presiones atmosfricas y calibradas en unidades absolutas. Medidor McLeod Se utiliza como aparato de precisin en la calibracin de los restantes instrumentos. Se basa en comprimir una muestra del gas de gran volumen conocido a un volumen ms pequeo y a mayor presin mediante una columna de mercurio en un tubo capilar. Transductores Trmicos Se basan en el principio de la proporcionalidad entre la energa disipada desde la superficie caliente de un filamento calentado por una corriente constante y la presin del gas ambiente cuando el gas esa a bajas presiones absolutas. Transductor trmico de termopar Transductor Pirani Transductor bi-metlico. Transductores Trmicos Transductor trmico de termopar Contiene un filamento en V que lleva incorporado un pequeo termopar. Al pasar una corriente constante a travs del filamento, su temperatura es inversamente proporcional a la presin absoluta del gas.

12. Transductores Trmicos Transductor Pirani Utiliza un circuito de puente de Wheastone que compara las resistencias de dos filamentos de tungsteno, uno sellado en alto vaco en un tubo y el otro en contacto con el gas medido y por lo tanto pierde calor de conduccin Transductores Bimetlicos Utiliza una espiral bimetlica calentada por una fuente de tensin estabilizada. Cualquier cambio en la presin produce una deflexin de la espiral, que a su vez esta acoplada a un ndice que seala la escala el vaco. Transductor de Ionizacin Se basan en la formacin de los iones que se producen en las colisiones que existan entre molculas y electrones. La velocidad de formacin de estos iones, es decir la corriente inica, vara directamente con la presin. o Transductor de filamento caliente o Transductor de catado fro

13. Transductor de filamento caliente Consiste en un tubo electrnico con un filamento de tungsteno por una rejilla en forma de bobina, la cual a su vez est envuelta por una placa colectora. La emisin de iones es proporcional a la presin del gas dentro del tubo. Transductor de ctodo fro Se basa en el principio de la medida de una corriente inica producida por una descarga de alta tensin. Los electrones desprendidos del ctodo toman un movimiento en espiral al irse moviendo a travs de un campo magntico en su camino hacia el nodo Como ya sabemos que instrumentos debemos utilizar para la comparacin de presin o para medicin, ahora se le mostrara una tabla de los instrumentos de medicin y sus rango para poder saber que instrumento utilizar a la hora de la resolucin o deteccin de un problema. Acurdense que si utilizamos un instrumento que esta fuera del rango de la medicin a hacer, podemos tener una mala lectura o en casos ms desfavorables daar el equipo, por eso es importante el rango de medicin de los equipos o instrumentos de medicin de presin.

14. Tabla 2. Principales caractersticas de los instrumentos para medir presin. Como ya se ha hablado de las presiones y sus instrumentos a medir, podemos tener una clara idea de cuales seria sus aplicaciones en la industria para mayor efectividad y rapidez a la hora de emplear cualquier instrumento de medicin de presin a continuacin se le mostrara una breve informacin de aplicacin y la gran utilidad que se le da en la industrias. Aplicaciones Celda de medicin capacitivo cermica en cermica de zafiro con membrana completamente rasante. Para la industria farmacutica, del papel y tratamiento de aguas residuales. Celda de medicin metlica auto-compensacin de con membrana Hastelloyy temperatura.

15. Para la industria alimentaria, en productos qumicos corrosivos y almacenamiento de betn. Celda de medicin metlica piezo-resistiva con membrana de sobrecarga integrada. Para monitorizacin de filtros, medicin de caudal y depsitos presurizados. Celda de medicin metlica piezo-resistiva con llenado de aceite conforme el FDA. Para la industria alimentaria, la depuracin de aguas y centrales elctricas. Celda de medicin metlica construccin pequea. con una precisin muy Para tecnologa pruebas de motores y compresin de gas. de pelcula fina en Celda de medicin seca elevada. hidrulica, bancos de estaciones de Sello separador para desacoplamiento de temperaturas o medios agresivos. Para las industrias farmacutica y alimentaria, en reactores qumicos y en columnas de destilacin.

16. No son todo los instrumentos mencionados anteriormente, pero son algunos para tener idea de sus aplicaciones a nivel industrial, como a evolucionado y que no necesariamente los datos recibidos son directamente, si no a veces por mediciones indirectas pero de igual forma recibiendo la informacin que necesitamos. Repblica bolivariana de Venezuela Ministerio del poder popular para la educacin superior Universidad Nacional Experimental Politcnica Antonio Jos de Sucre Carora Edo-Lara Medidores de Presin Materia: Transferencia de Energa Profesor: Clemente

17. Alumno: Edixson santeliz Exp: 20091-C055 Barquisimeto 04/11/2013 Conclusin El conocimiento de estos instrumentos nos ha permitido saber cmo podemos hacer a la hora de medir una variable como es la presin, que es la estudiada en estos momentos que es la materia a presentar, pero no solo nos da una idea de esta materia s no que tambin en otras reas se basa con las misma formalidades y respeto que hay que tener y con la responsabilidad que obtenemos al poseer estos conocimientos. En nuestra carrera que complementa con mecnica, es muy importante saber el uso de estos medidores de presin debido a que su uso va a depender de la aplicacin que tengamos para ello, nosotros prximos ingenieros de Mecatronica tenemos que estar al tanto y saber sus aplicaciones. Gracias a que cada vez la tecnologa avanza y nos referimos Avanza cuando sus aplicaciones son ms fcil de implementar y adaptar a las situaciones requeridas y tambin a que su exactitud es ms precisa, su dimensiones va a variar dependiendo del dispositivo adquirido y hasta donde all llegado el avance de ese instrumento, pero s de igual forma si poseemos un instrumento que nos es aceptable para su aplicaciones debemos estar en la capacidad para que eso no sea obstculo para as obtener nuestros fines o poder adquirir resultados favorables. Anteriormente si queramos saber algn resultado como por ejemplo: como saber! , Cuntos litros tena un tanque? o si se haba llenado o no?, subamos ha alturas de 100mts solo para saber si estaba lleno o no!, arriesgando a obreros o ayudantes que se lesionaran, por cadas o cualquier accidente laboral hasta el peor de los casos causando la muerte. Ahora gracias a los avances tecnolgicos y la nueva modalidad que se emplea hoy, nuestra carrera como IngenieraMecatronnica nos permite automatizar procesos como esos tan fciles y as poder mejorar la recepcin de datos y fcil ejecucin asa los operandus, solo con simples sensores y mediciones indirectas podemos obtener resultados favorables, precisos y confiables sin ningn riesgo y prdida de tiempo, a tiempos reales ahorrndole a la empresa perdidas desfavorables que puedan daar su sistemas laborales. Gracias a esta informacin podemos concluir que los medidores de presin han ayudado a que nuestros trabajos sean confiables, seguros y la efectividad de nuestro trabajo sea veras, dndole aplicaciones inimaginables y que solo habr un obstculo que seriamos nosotros

18. mismo a la hora de su aplicacin, el humano fue instrumentos y resultado por falta de instrumentos ahora son esos instrumentos el que nos permite el resultado sin necesidad de ejecutar trabajo corporal, con mayor facilidad y comodidades.