Expo Control 1

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Exposensores de nivel, radar, ultrasónicos y cromatográficos

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  • Sensores

    Carlos ChavarraGustavo Gonzlez

  • SENSORES RTDAbreviatura de Resistance Temperature Detector, aprovechan el alto coeficiente de conductividad trmica de los metales para su funcionamiento.

  • PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTOSe establece la variacin de la impedancia de un conductor respecto a su temperatura.Esto no indica que la cantidad de electrones conductores aumenta o disminuye, sino una mayor vibracin de los iones del conductor impidiendo el flujo de los electrones.Relacin matemtica.

  • MATERIALES MS USADOS

  • CURVAS DE CALIBRACIN

  • TIPOS DE RTDLos sensores RTDs se pueden clasificar con base a los siguientes criterios.Forma.TamaoMedioTipo de metal utilizadoR0Precisin

  • SEGN SU FORMABobinado: Diseados con una cubierta cermica con embobinado en el ncleo. La bobina del ncleo puede ser circular o plana, pero siempre acompaada de un aislante elctrico.

    Laminado: Se deposita una capa delgada de platino en un sustrato de cermica. La capa de platino se cubre con una resina o con vidrio

  • SEGN SU FORMA

  • SEGN SU FORMAEnroscado: Construidos a partir de una bobina helicoidal con un alambre de platino. Los conductores se insertan a travs de un tubo de xido de aluminio con 4 agujeros equiespaciados.

    Anillo hueco: Utiliza un metal de composicin abierta aumentando el fluido del contacto con masa trmica pequea, lo que ayuda a proporcionar un tiempo de respuesta ms rpido

  • SEGN SU FORMA

  • SEGN EL MEDIOSe evidencian dos grandes grupos:De inmersin en fluidos: Suelen ser bobinados, protegidos con una envolvente metlica que generalmente es acero inoxidable. De contacto superficial: Suelen ser de pelcula delgada ensamblados sobre sustratos planos o flexibles para adaptarse a la forma de las superficies.

  • SEGN EL MEDIO

  • SEGN EL VALOR DE R0

  • SEGN LA PRECISIN.Para clasificar los RTDs en funcin de sus tolerancias existen ciertas normas, como la UNE-EN60751 que precisa dos clases de tolerancia para las RTDs de platino, los clase A y B. En la clase A, el error en la temperatura en C se encuentra acotado en 0,15 0,002T y en las de clase B en 0,3 0,002T, donde T esta en Kelvin.

  • SEGN TIPO DE METAL La linealidad es el factor importante en esta categora.En estos segn sus caractersticas y propiedades se destacan los siguientes.

    PlatinoNquelCobre

  • VENTAJASSalida de gran amplitud. Rango amplio de medidas de temperatura. Sensibilidad a cambios de temperatura alta. Excelente linealidad. Alta exactitud, estabilidad, repetibilidad y resistencia de choques trmicos. Sensibilidad 10 veces mayor a la de un termopar

  • DESVENTAJASVelocidad de reaccin baja, comparada con un termopar o termistor. Afectados por el auto-calentamiento. Inestables ante vibraciones o choques mecnicos.

  • APLICACIONES

  • MEDIDORES DE FLUJO ULTRASNICOSLos medidores de flujo ultrasnicos miden la velocidad del flujo por la diferencia de velocidad del sonido al propagarse sta en el sentido del flujo y en sentido contrario

  • COMPONENTES PRINCIPALES Una unidad sensora compuesta Una unidad electrnica El herraje

  • CLASIFICACIN.Principalmente se distinguen dos tipos de medidores de flujo ultrasnicos.

    De tiempo de trnsitoDe efecto doppler

  • MEDIDOR DE TIEMPO DE TRNSITOSe introduce una onda snica en la trayectoria del fluido de tal forma que dicha onda viaje alternativamente en el sentido del flujo en una direccin y se refleje en el sentido contrario a la direccin del flujo.

  • TIPOS DE MEDIDORES POR TIEMPO DE TRNSITOSegn la direccin y sentido de la onda ultrasnica, los medidores de flujo ultrasnicos por trnsito se clasifican en:

    Transmisin axial. Medidor de doble rayo. Medidor de multirayo. Medidor de rayo reflejado.

  • MEDIDOR DE DOBLE RAYO

  • MEDIDOR DE MULTIRAYO

  • MEDIDOR DE RAYO REFLEJADO

  • DE ACUERDO A LA INSTALACINSegn la instalacin del transductor a la tubera existen dos tipos de transductores.

    Transductores grapados.Transductores embebidos.

  • T. Embebido y grapado.

  • CONSIDERACIONES DE USO.La seccin de tubera debe estar siempre llena de lquido.Se debe obtener del fabricante la distancia mnima para codos, tees, vlvulas, bombas y todo accesorio instalado cerca del medidor. Tpicamente se requieren de 10 a 20 dimetros aguas arriba y 5 dimetros aguas abajo.El lquido debe estar relativamente libre de slidos y burbujas de aire.Dependiendo del fluido del proceso y temperatura, se debe seleccionar el material apropiado para el transductor.

  • MEDIDOR DE EFECTO DOPPLERPrincipio de funcionamiento:Cuando un haz ultrasnico se proyecta en un lquido homogneo, parte de su energa acstica regresa de nuevo al transductor.Dado que el fluido esta en movimiento relativo al transductor fijo, la transmisin de la onda snica que se mueve por el fluido es recibida por el transductor a una frecuencia diferente de la que fue enviada.

  • TIPOS DE TRANSDUCTORES DE EFECTO DOPPLER.

  • TIPOS DE TRANSDUCTORES DE EFECTO DOPPLER.

  • DIFERENCIAS BSICAS ENTRE MEDIDORES En un medidor de flujo por efecto Doppler tipo grapado, el transductor transmite una onda ultrasnica continua a travs de la pared de la tubera y dentro del fluido, en contraste con el medidor por tiempo de transito en el cual se transmiten pulsos discretos aguas arriba y aguas abajo en una secuencia de tiempo. El ngulo de transmisin, para el caso de los medidores por efecto Doppler es menos crtico que el ngulo de transmisin para el caso de los medidores por tiempo de transito.

  • DIFERENCIAS BSICAS ENTRE MEDIDORES Para que el medidor opere bien requiere suficientes partculas o burbujas para reflejar las seales hacia el sensor. La mnima cantidad de partculas debe ser de 0.005% a 0.1% del volumen dependiendo del fluido y del tipo de partculas presentes.

  • VENTAJASSon fciles de transportar.Su instalacin es rpida y sencilla.Se instalan en cualquier tipo de tubera.Son equipos de alta precisin, independientemente del perfil de velocidad, magnitud del flujo y temperatura del fluido.Son bidireccionales, capaces de medir el flujo en ambas direcciones.Son no-intrusivos, por lo que los transductores no deben estar en contacto con el flujo.La calibracin de campo generalmente no es necesaria.Si costo es casi independiente del tamao del conducto donde se instale.El equipo no utiliza pares mviles y es muy fcil de utilizar.

  • Sensores de nivel de radar

  • Principio de medicin

    El nivel del lquido (o slido) se mide mediante seales de radar transmitidas desde la antena en la parte superior del tanque. Una vez que la seal de radar se refleja en la superficie lquida, el eco es captado por la antena.

  • Dado que la seal vara en frecuencia, el eco tiene una frecuencia ligeramente diferente a la de la seal transmitida en ese momento.

    Este mtodo se denomina de Onda Continua de Frecuencia Modulada (FMCW), y se utiliza en todos los medidores por radar de alto rendimiento.

  • Tipos de cabeza trasmisora

    Lite: Para aplicaciones en zonas sin riesgo exclusivamente. Apropiada para tanques sin estructuras internas ni agitadores.Standard: Para aplicaciones peligrosas en la mayora de los tanques (tambin en tanques esfricos u ojivales y tanques con estructuras internas).Gold: Es la versin ms avanzada para aplicaciones difciles en tanques con agitadores, bobinas trmicas y otras perturbaciones.Platinum: Aplicaciones de medicin de alta precisin en tanques. La precisin del instrumento puede ser hasta de 3 mm con antenas parablicas.

  • 2. Tipos de antena

    Cnica

    Adecuada para aplicaciones de lquidos. Se puede utilizar tanto para instalaciones de propagacin libre como en tubos tranquilizadores.

  • b) Parablica: Adecuada tanto para aplicaciones de lquidos como de slidos. Al tener el dimetro ms amplio, forma el haz de radar ms estrecho, y se puede utilizar para medir distancias muy largas.

    Es el tipo de antena ms inmune a la contaminacin.

    Se puede emplear en aplicaciones con gran condensacin en la antena, como asfalto y azufre lquido.

  • c) Con sello de proceso

    El reflector de cermica asla a la antena cnica de la atmsfera del tanque. Combina las ventajas del uso de una antena cnica con la exposicin nicamente de material adecuado para aplicaciones sanitarias o corrosivas.

  • d) De varilla

    Adecuada para tanques y boquillas pequeos. La parte superior (inactiva) de la antena est fabricada en acero inoxidable, y la parte inferior (activa) es de PTFE (Politetrafluoroetileno).

  • Montaje mecnico

  • VentajasInstalacin de sensores fuera del agua.A diferencia del sensor ultrasnico no requiere compensacin por temperatura y humedad relativa.Amplio rango de medicin.Se requiere una obra civil simple para la instalacin.

  • DesventajasEl calculo de altura del agua es a partir de la distancia desde el equipo hacia el agua, por lo que se debe controlar la seccin y sedimentos.Debe escogerse por tanto muy bien la seccin de instalacin.En sitios donde el cause del ro cambia mucho puede ocurrir que el sensor quede fuera del rango de medicin.

  • Especificaciones

  • Sensores cromatogrficosPrincipio de medicin

    Un gas semiconductor de alta sensibilidad es usado como un detector de ppb (partes por billn) de otros gases.

  • Configuracin bsica

    *