TRANSMISORES

Generalidades

Los transmisores son instrumentos que captan la variable de proceso y la transmiten a distancia a un instrumento receptor indicador, registrador, controlador o combinación de estos. Existen varios tipos de señales de transmisión: neumáticas, electrónicas, digitales, hidráulicas y telemétricas. Según el tipo de señal se clasificarán los transmisores.

Transmisores neumáticos

Un transmisor neumático es un dispositivo mecánico que convierte un desplazamiento mecánico en variaciones proporcionales de presión. Se utiliza para convertir una medida de cierta magnitud en una señal neumática representativa de esta medida y transmitirla a una cierta distancia a un elemento medidor, registrador o un controlador. En el sistema de transmisión neumática se utiliza aire como elemento transmisor, la distinta presión de éste, es proporcional a las variaciones de la magnitud que se mide.

El desplazamiento mecánico o señal de entrada al transmisor la produce el elemento de medición, en respuesta a un cambio de la variable del proceso.

Los transmisores neumáticos generan una señal neumática variable

El transmisor responde a dicho movimiento generando una señal neumática variable linealmente de 3-15 psi (lb/pulgada²) para el campo de medida del 0 al 100% de la variable. En los países que utilizan el sistema métrico decimal se emplea además la señal 0,2-1 bar (1 bar =1,02 kg/cm2) que equivale aproximadamente a 3-15 psi (3 psi =0,206 bar o 0,21 kg/cm2, 15 psi = 1,033 bar o 1,05 kg/cm2

El sistema se completa con un instrumento receptor, situado a distancia, capaz de traducir la señal de 3 a 15 psi en una indícacion del valor de la variable del proceso. Un sistema transmisor consiste generalmente en:

a) Un elemento primario o detector de variaciones de la magnitud a medir

b) El elemento transmisor, algunas veces lleva incorporado el elemento detector.

c) El elemento receptor de las distintas magnitudes de la variable a medir indicador, registrador, totalizador, etc)

Principio de funcionamiento del transmisor neumático.

El transmisor funciona a base de un sistema tobera-obturador un relé piloto y un dispositivo de retroalimentación. Se dispone de una alimentación de aire a 20 Psi (1,4 Kg/cm² ),de una restricción, por la que pasa el aire y provoca una caida de presión, llamada "presión diferencial" para poder disponer de distintos niveles de presión de aire, de una tobera por la que sale el aire frente a un obturador que se acerca o aleja de ella en función del movimiento originado por el elemento medidor, dando lugar a la modulación del aire. Esta variación en la presión es amplificada por el relé piloto, dando lugar a una cierta salida.

Sistema Tobera-Obturador. Consiste en un tubo neumático alimentado a una presión constante Ps con una reducción en su salida en forma de tobera, la cual puede ser obstruida por una lámina llamada obtulador cuya posición depende del elemento de medida.

Transmisores electrónicos

Desde la introducción de los instrumentos electrónicos hace décadas, ha habido un enorme avance en el diseño de sensores y transductores de presión electrónicos. Este avance ha venido sobre todo del campo aeroespacial. Otra razón está en el desarrollo de los semiconductores, circuitos impresos, etc. Muchos sensores electrónicos incorporan elementos que transforman la energía mecánica en energía eléctrica.

Generalmente son más precisos y de más rápida respuesta que los mecánicos. Esto se debe en parte a la precisión de los circuitos electrónicos y en parte a los pequeñísimos movimientos que se necesitan en los elementos elásticos para obtener el cambio eléctrico.

Los elementos electromecánicos de presión se clasifican según el principio de funcionamiento en los siguientes tipos:

Transmisores electrónicos de equilibrio de fuerzas

Resistivos Magnéticos Capacitivos Extenso métricos Piezoeléctricos

Transmisor electrónico de equilibrio de fuerzas. Principio de funcionamiento

Los transmisores electrónicos son generalmente de equilibrio de fuerzas. Consisten en su forma más sencilla en una barra rígida apoyada en un punto sobre la que actúan dos fuerzas en equilibrio: - La fuerza ejercida por el elemento mecánico de medición (tubo Bourdon, espiral, fuelle...). - La fuerza electromagnética de una unidad magnética.

El desequilibrio entre estas das fuerzas da lugar a una variación de posición relativa de la barra, excitando un transductor de desplazamiento tal como un de tector de inductancia o un transformador diferencial.

Un circuito oscilador asociado con cualquiera de estos detectores alimenta una unidad magnética y la fuerza generada reposiciona la barra de equilibrio de fuerzas. Se completa así un circuito de realimentación variando la corriente de salida en forma proporcional al intervalo de la variable del proceso.

Los transmisores electrónicos de equilibrio de fuerzas se caracterizan por tener un movimiento muy pequeño de la barra de equilibrio, poseen realimentación, una elasticidad muy buena y un nivel alto en la señal de salida.

Por su constitución mecánica presentan un ajuste del cero y del alcance complicado y una alta sensibilidad a vibraciones y su estabilidad en el tiempo es de media a pobre. Su intervalo de medida corresponde al del elemento mecánico que utilizan (tubo Bourdon, espiral, fuelle, diafragma...) y su precisión es del orden de 0,5-1 %.

El transmisor electrónico descrito es el utilizado como estándar en la transmisión de señales generales del proceso. Existen otros sistemas de transmisión que pueden aplicarse pero que son específicos para cada

variable en particular en la medida y transmisión de presión y de temperatura.

Los transmisores electrónicos generan una señal estándar de 4-20 mA c.c. A veces esta señal de salida es sustituida por un voltaje de 1-5V, si existen problemas de suministro electrónico. Así cualquier señal captada se podrá transmitir en forma de señal eléctrica estableciendo una relación, a ser posible lineal, entre el valor de la variable recibida y el de corriente saliente. El hecho de tener como valor asignado a la entrada nula una corriente de 4 mA se debe a la posibilidad de detectar de este modo cortes de línea.