UNIVERSIDAD ANTONIO NARIO

EDUCACION A DISTANCIA

INGENIERIA ELECTROMECANICA

NUMERO DE GUIA: DOS (2)NOMBRE DEL PROGRAMA: INGENIERA ELECTROMECNICAASIGNATURA: INSTRUMENTACIN INDUSTRIAL 433409PERIODO ACADEMICO

SEMESTRE: VIII SEMESTRE CREDITOS DE LA ASIGNATURA: TRES (3) CRDITOSHORAS DE TUTORIA SEMANAL: DOS (2) HORAS SEMANALESHORAS DE TRABAJO INDIVIDUAL:

(Semanal) DEL ESTUDIANTE: SIETE (7) HORASPRESENTACION: Todo el control industrial depende de la habilidad para medir el valor de la variable controlada con exactitud y rapidez. Existen hoy da un gran nmero de tcnicas para medir las cuatro variables principales que se encuentran industrialmente, unas son ms precisas que otras, algunas son ms costosas en su implementacin, otras requieren de mayor mantenimiento, todas tienen campos de aplicacin donde su funcionamiento ser mejor. Es importante e indispensable conocer estas tcnicas o formas de realizar la medicin de la variable y estar en capacidad de seleccionar la tcnica ms adecuada de acuerdo a las necesidades tcnicas y presupuestales. OBJETIVO DE LA UNIDAD:

Describir la construccin y funcionamiento de una gran variedad de instrumentos utilizados en la industria para la medicin de temperatura, caudal, presin y nivel. Que el estudiante est en capacidad de de diferenciar la forma de funcionamiento, los principios fsicos en los que se basan los sensores, y saber distinguir las ventajas y desventajas que pueda tener un instrumento respecto a otro para una misma labor.CONTENIDOS:

SENSORES Y PRINCIPIOS DE MEDICIN (4 semanas)

Medicin de temperatura: sensores y transductores, campos de aplicacin.

Medicin de presin: unidades y clases de presin, medidores de presin y principios utilizados.

Medicin de nivel: medidores directos e indirectos, principios y aplicaciones. Medida de nivel de slidos.

Medicin de caudal: principios aplicados a la medicin de flujo.

Medicin de Presin: (1 semana)Principios bsicos de la presin.

Tipos de instrumentos para medir presin.

Instrumentos mecnicos

Instrumentos electromecnicos y electrnicos

Descripcin de los instrumentos de medir presin

Columnas de lquido

Instrumentos elsticos

Instrumentos electrnicos

Medicin de Flujo: (1 semana)Medicin de flujo.

Factores que afectan el flujo de un fluido. Velocidad del fluido Friccin del fluido en contacto con la tubera.

Viscosidad del fluido

Densidad del fluido

Efectos de la presin y de la temperatura del fluido

Medidores de flujo diferenciales

Placas orificio Tubo Venturi Tobera

Tubo Pitot

Medidor de impacto TargetMedidores de flujo de desplazamiento positivo.

Medidores de flujo de rea variable. Medidores de flujo de volumtricos.

Medidores de flujo de flujo msico.

Medidor trmico

Medidores de flujo tipo Coriolis

Medicin de nivel: (1 semana)Medicin de nivel.

Tipos de instrumentos para medir nivel

Mtodos visuales para medicin de nivel.

Tubos de vidrio

Cintas graduadas

Flotadores.

Desplazadores.

Instrumentos de nivel de tipo hidrosttico.

Aplicacin de transmisores de nivel

Otros mtodos hidrostticos

Mtodos electrnicos para medir nivel.

Sensores de nivel de tipo capacitivo Sensores de nivel de tipo conductivo

Mtodos trmicos para medir nivel.

Sensores de nivel de tipo ultrasnico.

Sensores de nivel de tipo fotoelctrico.

Sensores de nivel de tipo radioactivo.

Sensores de nivel de tipo microondas.

Medicin de temperatura: (1 semana)Medicin de temperatura.

Tipos de instrumentos para medir temperaturas.

Termmetros de bulbo

Termmetros bimetlicos

Termopares Leyes termoelctricas

Conversin de voltaje a temperatura

Tipos de termopares

Termopozos

Instalacin de termopares

Termmetros de resistencia

Termistores

Pirmetros de radiacinACTIVIDADES

EXTRATUTORIALES:

El estudiante deber leer los captulos 3, 4, 5, y 6 de la referencia [1] que aborda los temas que trata la gua 2. Igualmente a manera de complementacin se recomienda al estudiante leer el captulo 3 y 4 de la referencia [4].Adicionalmente a las lecturas, el estudiante deber realizar el siguiente taller:1. En qu consiste el principio de medicin piezoelctrico?

2. Bajo el principio de medicin resistivo, qu sensores se pueden encontrar?

3. Bajo el principio de medicin capacitivo, qu sensores se pueden encontrar?

4. Explique tres formas de medir nivel (principios fsicos junto con el de los sensores).

5. Mencione y explique tres sistemas diferentes de medir caudal volumtrico, indicando exactitud, rangos de medicin, campos de aplicacin.

6. En qu se diferencia el caudal volumtrico al caudal msico?

7. Mencione los sensores de temperatura ms comunes, indicando rangos de medicin, exactitud y campos de aplicacin de cada uno de ellos.

8. Qu es un termopar?

Con base a qu se clasifican los termopares?

Por qu es necesario compensar la unin fra en los termopares?

9. Explique el funcionamiento de una galga extensiomtrica.

Indique rangos de medicin y usos frecuentes a las galgas extensiomtricas.

Haga un dibujo donde se detalle cmo se deben montar las galgas extensiomtricas en una superficie cuya deformacin se desea medir.

10. Explique cmo cada uno de los siguientes elementos son usados para medir presin y a qu tipo de presin aplican: Tubo Bourdon

Diafragma

Cpsula

Fuelle11. Explique dos formas diferentes de cmo se puede medir vaco.

12. Explique cmo una RTD es usada para medir temperatura. Explique tambin por qu se utilizan tres hilos desde el transmisor de temperatura a la RTD.

13. Explicar los principios fsicos utilizados y mtodos usados para realizar medicin de nivel en tanques abiertos y tanques cerrados.

14. Indique cules son las caractersticas, campos de aplicacin y restricciones para los medidores de flujo de tipo magntico.

15. Calcular la altura o nivel de un lquido cuyo peso especfico es 1 gr/cm y que en el fondo del tanque haya una presin de 120 libras/pulgadas

16. Explique el propsito del extractor de la raz cuadrada en el lazo de control de flujo de la figura.

17. La siguiente figura muestra un sensor de nivel por ultrasonido.

Explicar el principio de funcionamiento de este tipo de sensor para medir nivel, campos de aplicacin, restricciones en su uso, ejemplos de campos de aplicacin.18. Explique el significado de los siguientes cdigos empleados en la representacin de los instrumentos de control: TIT

FRC

ME

LIC

19. Una galga extensiomtrica de 120 con un factor de galga de 2,01 se utiliza para medir deformaciones. Cul ser la variacin de la resistencia (R) en ohmios si se produce una elongacin unitaria de 500x10-6?20. La figura muestra un sistema para realizar medicin de nivel en un tanque cerrado presurizado que contiene un lquido con gravedad especfica igual a 0,8. Un transductor de presin en circuito integrado suministra un voltaje entre 2,5 y 12,5V. El tubo que se conecta a la cmara de baja presin lleva un sello de agua de 4m de altura. La presin del gas existente en la parte superior del tanque es de 10psi. Si el rango de entrada de presin diferencial al transductor es de -5 a +5psid, cul ser el rango para el nivel que se est midiendo en metros?

21. Un termopar tipo J (Hierro Constantn) genera una fem de 10mV. Si la temperatura de referencia es de 20oC, cul ser el valor de la temperatura del proceso?22. Cul es la diferencia entre un coeficiente trmico positivo de resistencia y un coeficiente trmico negativa de resistencia?23. En qu rango de temperaturas encuentran los RTDs su mayor uso industrial? En cuanto a los Termistores, qu puede comentar al caso?

24. Cul es el propsito de los circuitos compensadores para termocuplas?

ASESORIA: La asesora se llevar a cabo en el saln 502 del Bloque M de la Facultad de Ingeniera Mecnica en el horario asignado por la direccin del programa.Datos de contacto: Henry Ibez, heibanez@uan.edu.coACTIVIDADES

TUTORIALES:

El desarrollo de la gua 2 se tiene prevista para ser desarrollada en cuatro semanas, cuatro sesiones de tutora. Dentro de estas horas de tutora se respondern las preguntas que el estudiante realice respecto al trabajo desarrollado extraclase y se complementar la informacin dada por las lecturas que el estudiante debe hacer. Cada sesin de tutora se concentrar en una de las variables de medicin tal como se encuentra especificado en el contenido de la gua. EVALUACION:

La evaluacin ser constante para poder hacer un seguimiento al proceso de entendimiento y comprensin del tema por parte del estudiante. Es as que en cada sesin de tutora se realizar un seguimiento al avance que ha conseguido el estudiante en desarrollo de su trabajo. Estos resultados de avance representarn un 40% de la nota. El 60% restante corresponder a una evaluacin general del tema de la gua que se realizar una vez se culmine en su totalidad. BIBLIOGRAFIA:

[1] Instrumentacin Industrial, Antonio Creus Sole. Sptima Edicin. Alfaomega Editores, 2006[2] Instrumentacin. Jos Rivera Meja. Primera Edicin. Editorial Trillas, 2007.

[3] Cooper W.D. Instrumentacin Electrnica y Mediciones. Prentice Hall.

[4] Mora Adolfo. Instrumentacin Industrial Universidad.

[5] Dorf, Svoboda. Circuitos Elctricos Editorial Omega.

[6] Sensores y Acondicionadores de Seal. Ramn Palls Areny. Alfaomega Editores. Tercera Edicin, 2001.[7] Catlogos de fabricantes de instrumentos.[8] Jonson C. D. Process Control Instrumentation Technology. John Willey.

CIBERGRAFIA:

Actuadores: consulta@coaster.com.br

Controladores / calibracin: www.druck.com

Posicionadores de vlvulas: www.br.pepperl-fuchs.com

Medicin y almacenaje (measure and record): www.acrsystems.com

Industrias Moore: www.monet.com

Medicin de temperatura y control: www.vanzetti.com

info@vanzetti.com

Catlogo de instrumentacin: www.omega.com

info@omega.com

Catlogo de instrumentacin: www.omegadyne.com

info@omegadyne.com

Catlogo de instrumentacin: www.newportinc.com

info@newportinc.com

Catlogo de instrumentacin: www.vanzetti.com

info@vanzetti.com

Catlogo de medicin y automatizacin: www.ni.com

www.instrument.com

sales@instrument.com

American National Standards Institute (ANSI): www.ansi.org

ISAs Standards Department: www.isa.org/standards

Lista extensa con sitios de inters: www.isa.org/techtalk.html

American Society for Testing Materials (ASTM): www.astm.org/

IEEE Instrument and Measurement Society: www.ieee.org/im/im.html

Driver para trabajar con el puerto paralelo de la

PC (INPOUT.DLL) que debe bajarse de:

www.driverguide.com/winfiles.com/drivers/

Datos sobre interfases de la PC: www.geocities.com/SiliconValley/Bay/8302/

www.lvr.com