Instrumentos de Medicion de Presion

Definición de Presión La presión puede definirse como una fuerza por unidad de área o superficie, en donde para la mayoría de los casos se mide directamente por su equilibrio con otras fuerzas conocidas que pueden ser la de una columna liquida, un resorte, un embolo cargado con un peso o un diafragma cargado con un resorte o cualquier otro elemento que puede sufrir una deformación cualitativa cuando se le aplica la presión, esta puede expresarse en unidades tales como pascal, bar, atmósferas, kilogramos por centímetro cuadrado y psi. (libras por pulgada cuadrada)

Relación entre las diferentes unidades de Presión

Tipos de Presión 

Presión Absoluta Es la presión de un fluido medido con referencia al vacío perfecto o cero absoluto. La presión absoluta es cero únicamente cuando no existe choque entre las moléculas lo que indica que la proporción de moléculas en estado gaseoso o la velocidad molecular es muy pequeña.

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Presión Atmosférica 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 presión (atmosférica), la presión ejercida por la atmósfera de la tierra. Al nivel del mar o a las alturas próximas a este, el valor de la presión es cercano a 14.7 lb/plg2 (101,325Kpa), ,disminuyendo estos valores con la altitud.

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Presión Manométrica Son normalmente las presiones superiores a la atmosférica.. La presión puede obtenerse adicionando el valor real de la presión atmosférica a la lectura del manómetro. Presión Absoluta = Presión Manométrica + Presión Atmosférica.

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Vacío Se refiere a presiones manométricas menores que la atmosférica. Los valores que corresponden al vacío aumentan al acercarse al cero absoluto.

Representación de Presiones

Tipos de Medidores de Presión Mecánicos Electromecánicos Neumáticos Electrónicos

Tipos de Medidores de Presión

Medidores Mecánicos

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Mecánicos

• Primario de Medida Directa • Primarios Elásticos

Elementos primarios de medida directa: miden la presión comparándola con la ejercida por un liquido de densidad y altura conocidas. Ejemplos barómetro cubeta, manómetro de tubo en U, manómetro de tubo inclinado, manómetro de toro pendular, manómetro de campana.

Barómetro de Cubeta

Manómetro en U

Elementos primarios elásticos: se deforman por la presión interna del fluido que contienen. Ejemplos : tubo de Bourdon, el elemento en espiral, el helicoidal, el diafragma y el fuelle. El manómetro de Bourdon es el ejemplo típico de esta clase

Manometros de tubo Bourdon

El tubo Bourdon: Este tubo tiende a enderezarse cuando en su interior actúa una presión, por lo que el extremo libre del tubo de Bourdon se desplaza y este desplazamiento mueve un juego de palancas y engranajes que lo transforman en el movimiento amplificado de una aguja que indica directamente la presión en la escala.

Elementos primarios elásticos El diafragma consiste en una o varias capsulas circulares conectadas rígidamente entre si por la soldadura, de forma que al aplicar presión, cada capsula se deforma y la suma de los pequeños desplazamientos es amplificada por un juego de palancas.

Elementos primarios elásticos Los manómetros de fuelle tienen un elemento elástico en forma de fuelle (como el acordeón) al que se le aplica la presión a medir, esta presión estira el fuelle y el movimiento de su extremo libre se transforma en el movimiento de la aguja indicadora.

Presión Medida

Una variante del manómetro de fuelle es el manómetro de diafragma, en este caso la presión actúa sobre un diafragma elástico el que se deforma y la deformación se convierte en el movimiento del puntero indicador.

Elementos Mecánicos

Tipos de Medidores de Presión

Medidores Electromecánicos

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Electromecánicos

• Transmisores electrónicos de equilibro de fuerza • Resistivos • Magnéticos • Capacitivos • Extensiométricos • Piezoeléctricos

Transmisores electrónicos de equilibrio de fuerzas 

Para este tipo de medidores se utiliza un transmisor electrónico que genera una señal en base a la posición de un sensor.

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La posición del sensor determina la presión ejercida sobre la misma.

Detector de Inductancias

Transformador Diferencial

Detector Fotoeléctrico

Transductores Resistivos 

En este tipo de Transductores se aprovecha un cambio de resistencia (del sensor o del circuito en que esta) para medir la presión del sistema.

Transductores Magnéticos Existen dos tipos de Transductores Magnéticos

• Transductores de inductancia variable • Transductores de reluctancia variable

Transductores de inductancia y reluctancia variable

Inductancia Variable Núcleo Magnético en un Campo electromagnético

Reluctancia Variable Núcleo Magnético en un Campo Magnético

Transductores Capacitivos 

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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 fijas. Pueden ser de dos tipos: • Capacidad fija • Capacidad variable

Transductores Piezoeléctricos Son materiales cristalinos que, al deformarse físicamente por la acción de una presión, generan una señal eléctrica.

Tipos de Medidores de Presión

Medidores Neumáticos

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Neumáticos

• Utilizan elementos mecánicos con desplazamiento de gases

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Transmisores neumáticos Los transmisores neumáticos se basan en el sistema tobera-obturador que convierte el movimiento del elemento de medición en una señal neumática. El sistema tobera-obturador consiste en un tubo neumático aumentado a una presión constante P, con una reducción en su salida en forma de tobera, la cual puede ser obstruida por una lámina llamada obturador cuya posición depende del elemento de medida.

Tipos de Medidores de Presión

Medidores Electrónicos

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Electrónicos

• Mecánicos • Medidor McLeod • Térmicos • Ionización

Transductores Mecánicos de Fuelle y Diafragma

Trabajan en forma diferencial entre la presión atmosférica y la del proceso. Pueden estar compensados con relación a la presión atmosférica y calibrados en unidades absolutas.

Medidor McLeod Se utiliza como aparato de precisión en la calibración de los restantes instrumentos. Se basa en comprimir una muestra del gas de gran volumen conocido a un volumen mas pequeño y a mayor presión mediante una columna de mercurio en un tubo capilar.

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 esa a bajas presiones absolutas.

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Transductor térmico de termopar Transductor Pirani Transductor bi-metálico.

Transductores Térmicos Transductor térmico de termopar 

Contiene un filamento en V que lleva incorporado un pequeño termopar. Al pasar una corriente constante a través del filamento, su temperatura es inversamente proporcional a la presión absoluta del gas.

Transductor Bimetálicos 

Utiliza una espiral bimetálica calentada por una fuente de tensión estabilizada. Cualquier cambio en la presión produce una deflexión de la espiral, que a su vez esta acoplada a un índice que señala la escala el vacío.

Transductor de Ionización 

Se basan en la formación de los iones que se producen en las colisiones que existan entre moléculas y electrones. La velocidad de formación de estos iones, es decir la corriente iónica, varia directamente con la presión.

• Transductor de filamento caliente • Transductor de catado frío

Transductor de filamento caliente 

Consiste en un tubo electrónico con un filamento de tungsteno por una rejilla en forma de bobina, la cual a su vez esta envuelta por una placa colectora.

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La emisión de iones es proporcional a la presión del gas dentro del tubo.

Medidores de presión de mano / Medidores de presión digitales Medidores digitales

Medidores de Presión de Caratula/Analógicos

Calibradores de Presión

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