curso de instrumentacion basica i[1]

5/14/2018 Curso de Instrumentacion Basica I[1] - slidepdf.com

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Curso de Inst rum ent ac ión



Agenda del Curso

• Introducción• Definiciones en Instrumentación• Sistema de Medidas• Telemetría• Variables de Proceso:

• Presión,• Nivel,• Flujo,• Temperatura,• Densidad.

• Control de Proceso• Elementos Finales de Control• Técnicas de Seguridad Operacional• Seguridad Intrínseca



I nt roduc c ión a Ins t rum ent ac ión

• Los procesos industriales exigen control em lafabricación de sus productos. Los procesos sonmuy variados y abarcan muchos tipos de productoscomo por ejemplo: la fabricación de derivados delpetróleo, productos alimenticios, papel e celulosa,

mineros, etc.• En todos estos procesos es absolutamente

necesario controlar y mantener constantes algunas

variables, tales como presión, flujo, temperatura,nivel, pH, conductividad, velocidad, humedad, etc.



I nt roduc c ión a Ins t rum ent ac ión

Los instrumentos de medición y control

permiten mantener constante las variablesde proceso con los siguientes objetivos:• Mejoría en la calidad del producto.

• Aumento en cantidad del producto.• Seguridad y mejoría para el medio ambiente.

• Disminución de los costos de producción.



Cont ro l de Proc esos

• Debido a la centralización de las variables deproceso podemos fabricar productos queserian imposibles a través de control manual.Mas para alcanzar el nivel que estamos hoy,los sistemas de control sufrieron grandestransformaciones tecnológicas

• Pasaron de control manual, control mecánicoe hidráulico, control neumático, controleléctrico, control electrónico y actualmentecontrol digital.



Proc esos Indust r ia les

Tipos de Procesos:

• Procesos Continuos• Procesos no Continuos



Cont ro l de Proc eso

• Debe se mantener las variables próximas alos valores deseados.

• Los sistemas de control que permite hacer

esto es definido como aquel que compara elvalor de la variable de proceso con el valordeseado y toma una actitud de corrección de

acuerdo con el desvió existente sen que laoperación intervenga.



Lazo de Cont ro l Cerrado

Unidad de Medida Proceso

Unidadde Control

Elemento Finalde Control



Lazo de Cont ro l Abier t o

Unidad de Medida Proceso

Indicación



Def in ic iones Impor t ant es

• Clases de Instrumentos

• Rango de Medición• Alcance (Span)• Error

• Repetibilidad• Precisión o exactitud

• Rangoabilidad (Longitud del Rango)• Terminología



Clase de Ins t rum ent os

• Indicadores

• Registradores• Transductores• Transmisores• Controladores• Elementos Final de Control



Ind icadores

• Instrumento que disponen de un puntero y

de una escala graduada, en la cual podemosleer el valor de la variable.• Existen también indicadores digitales que

indican la variable en forma numérica condígitos o barras gráficas.



Regis t radores

• Instrumento que registra o (n) variable (s) a

través de un trazo continuo o pontos en ungráfico.



Transductores

• Instrumento que recibe informaciones en la formade una o mas cantidades físicas, modifica caso

necesario las informaciones y suministra una señalde salida resultante.• Dependiendo de la aplicación, el transductor puede

ser un elemento primario, un transmisor u otrodispositivo. El conversor es un tipo de transductorque trabaja apenas con señales de entrada ysalida padronizadas.



Transmisores

• Instrumento que determina el valor de una

variable del proceso a través de un elementoprimario de medición, teniendo la mismoseñal de salida (neumático o electrónico)

cuyo valor varia apenas en función de lavariable de proceso.



Contro lador

• Instrumento que realiza la comparación entre

la variable controlada con el valor deseado ysuministra una señal de salida con el fin demantener la variable controlada en un rango

o valor específico previamentedeterminados. La variable puede ser medida,directamente por el controlador o

indirectamente a través de la señal de untransmisor o transductor.



Elem ent o Final de Cont ro l

• Instrumento que modifica directamente el

valor de la variable manipulada del lazo decontrol.



Ot ras Clas i f ic ac iones

• Instrumentos de panel, de campo.

• A prueba de explosión, intemperie, polvo, delíquidos, etc.• Combinaciones de estas clasificaciones son

utilizadas para formular instrumentosconforme las necesidades.



Rango de Medic ión

• Conjunto de valores de la variable medida

que están comprendidos dentro de un limitesuperior e inferior de la capacidad demedición o transmisión del instrumento. Se

expresa determinando los valores extremos.• Ejemplos:

• 100 a 5000C

• 0 a 20 PSI• 0 a 60 m3 /h,



Alc anc e (Span)

• Es la diferencia algébrica entre el valor

superior e inferior del Rango de medida delinstrumento.• Ejemplos:

– Un instrumento con rango de 100 - 5000C. SuSpan es de 4000C.

– Transmisor de presión, cuyo rango es de – 30 a

+30 mm.c.a., su span será de 60 mm.c.a.



Error

• Es la diferencia entre el valor leído o

transmitido por el instrumento en relación alvalor real de la variable medida.



Error Est át ic o

• Se tuviéramos el proceso en regimen

permanente lo llamaremos de error estático,el cual podrá ser positivo o negativodependiendo de la indicación del

instrumento, el cual podrá estar indicando amas o a menos.



Error Dinám ic o

• Cuando tenemos la variable alternando su

valor a lo largo del tiempo tendremos unatraso en la transferencia de energía delmedio para el medidor. El valor medido

estará generalmente atrasado en relación alvalor real de la variable. Esta diferencia entreel valor real y el valor medido es llamado de

error dinámico.



Repet ib i l idad

• Grado de concordancia entre los resultados

de medición sucesivas de un mismomensurando efectuadas sobre las mismascondiciones de medición.



Exac t i t ud

• Podemos definir como la capacidad de un

instrumento de medición para dar respuestaspróximas a un valor verdadero.



Exac t i t ud

La exactitud puede ser descrita de tres

maneras:• Porcentaje del Fondo de Escala (% del F.E.).• Porcentaje del Span (% del Span).

• Porcentaje del Valor Leido (% do V.L.).



Ejemplo de Ex ac t i t ud

• Para un sensor de temperatura con Range de 50 a 250 oC,el valor medido es 100 oC.

• Determine el intervalo probable del valor real para lassiguientes condiciones:

• Exactitud de 1% del Fondo de EscalaValor real = 100 oC ± (0,01. 250) = 100 oC ± 2,5 oC

• Exactitud 1% del SpanValor real = 100 oC ± ( 0,01. 200 ) = 100 oC ± 2,0 oC

• Exactitud 1% do Valor Leído (Instantáneo)Valor real = 100 oC ± ( 0,01. 100 ) = 100 oC ± 1,0 oC



Ex ac t i t ud vs Pres i c i ón

Alta Exactitud

Baja Presición

Alta Precisión

Baja Exactitud



Rangoabi l idad (Anc ho de Rango)

Es la relación entre el valor máximo y el valormínimo leído con la misma exactitud en laescala de un instrumento.

Ejemplo:

Para un sensor de flujo cuja escala es de 0 a300 GPM, con exactitud de 1% del Span yrangoabilidad 10: 1, significa que la exactitudserá respetada entre los valores de 30 y 300GPM.



Terminología

• Las normas de instrumentación establecensímbolos, gráficos y codificación paraidentificación alfanumérica de instrumentos ofunciones programadas que deberán ser

utilizadas en los diagramas y lazos decontrol de proyectos de instrumentación.• De acuerdo con la norma ISA



Iden t i f i c ac ión de inst rum entos

Identificación del Instrumentos

Identificación del LazoIdentificación

Funcional

S

UFIJ

O

Nr Secuencial en el LazoÁrea de ActividadFunciónVariable

P RC 001 02 A

Donde:

P – Variable Medida – PresiónR – Función pasiva o de Información – RegistradorC – Función Activa o de Salida – Controlador001 – Área de Actividad, en donde el Instrumento actua02 – Numero secuencial del lazo de control

A - Sufijo

T bl d Id i f i ió d F i l d l



Tabla de Ident i f ic ac ión de Func ional de losIns t rumentos

Elemento Final de ControlPosiciónZ

Relee o ComputadorY

PozoPeso o FuerzaW

VálvulaViscosidadV

MultifunciónMultifunciónMultifunciónMultivariableU

Transmisión o TransmisorTemperaturaT

Llave o InterruptorSeguridadVelocidad o FrecuenciaS

RegistradorRadioactividadR

IntegraciónCantidadQ

Toma de ImpulsoPresiónP

Placa de OrificioO

Medio o IntermediaroHumedadM

BajoLampara PilotoNivelL

Estación de ControlTiempo ProgramaK

BarreduraCorriente EléctricaI

AltoComando ManualH

VisorMedida DimensionalG

RelaciónFlujoF

Elemento PrimarioTensión (FEM)E

DiferencialDensidad o Peso especificacoD

ControladorConductividad EléctricaC

Quemador (Llama)B

AlarmaAnalizadorA

Letra de ModificaciónFunción de SalidaFunción de Lectura PasivaLetra de ModificaciónVariable Medida

Letras Sucesivas1era Letra



LOCALIZACION

TIPO

Localización Principalnormalmente

accesibleal operador

Montadoen

Campo

Localización Auxiliarnormalmente

accesibleal operador

Localización Auxiliarnormalmenteno accesibleal operador

InstrumentosDiscretos

Instrumentos

Compartidos

Computadorde

Proceso

ControladorProgramable

Sím bolos Genera les p/ Inst rum ent os o Func ión Program ada



SEÑALNEUMÁTICO

SEÑALHIDRÁULICO

SEÑALELÉCTRICO

TUBOCAPILAR

SEÑALBINÁRIO

ELÉCTRICO

SEÑALBINÁRIO

NEUMÁTICO

Sím bolos de Líneas p/ Inst rum ent os o F.Program ada

ALIMENTACIÓNO

IMPULSO

SEÑALNO

DEFINIDA

SEÑAL ELECTRO-MAGNETICA O SÓNICA

(TRANSMISIÓN NOGUIADA

SEÑAL ELECTRO-MAGNETICA O SÓNICA

(TRANSMISIÓN NOGUIADA

CONEXIÓNMECÁNICA

CONEXIÓN CONFIGURADA INTERNA-

MENTE AL SISTEMA

(SOFTWARE)



Σ +O

Σ /n

_ OΔ

O

O

O

K P

IΙ

D

>

<±

f(t)

SÍMBOLO SÍMBOLOFUNCIÓN FUNCIÓN

×

÷

x

f(a)

*

SUMA

MÉDIA

SUBTRACION

PROPORCIONAL

INTEGRALDERIVATIVO

SELECTOR de SEÑAL ALTO

SELECTOR de SEÑAL BAIXO

POLARIZACION

MULTIPLICACION

DIVISION

EXTRACION DE RAIZCUADRADA

EXTRACION DE RAIZ

EXPONENCIALFUNCION NO LINEAL

LIMITE SUPERIOR

LIMITE INFERIOR

LIMITADOR DE SEÑAL

CONVERSOR DE SEÑAL

d/dt

n

n

*FUNCION TIEMPO

Sím bolos y Func ión de Proc esam ient o de Señales

>

<



Ejemplo



Sis t em a de Medidas

L.M.T. - Tiene como unidades fundamentales: – Longitud = L – masa = M – tiempo = T

L.F.T. - Tiene como unidades fundamentales: – Longitud = L – fuerza = F



Sis t em a de Medidas

Tipo L.M.T.• Físico o Cegesimal (C.G.S.): centímetro, gramo, segundo.

• Industrial Francés (M.T.S.): metro, tonelada, segundo.• Métrico Decimal (M.K.S.): metro, Kilogramo, segundo.• Absoluto Ingles (Ft, Pd, S): pie, libra, segundo.

Tipo L.F.T.• 1o) Práctico, Terrestre o Gravitatorio (M. Kgf. S.): metro, Kilogramo

fuerza, segundo.• 2o) Práctico Ingles (Ft, Pd, Sec): pie, libra-fuerza, segundo.



Transm is ión de Dat osTelemetr ía



Telemet r ía

• Llamamos de Telemetría a la técnica detransportar mediciones obtenidas del

proceso a distancia, en función de uninstrumento transmisor.

• La transmisión a distancia de los valoresmedidos está tan íntimamente relacionadacon los procesos continuos, que a necesidady ventajas de la aplicación de la telemetría y

do procesamiento continuo se entrelazan.



Vent a jas de la Te lem et r ía

• Uno de los factores que se destacan en la utilización de latelemetría es la posibilidad de centralizar instrumentos ycontroles de un determinado proceso en paneles de control

o sala de control.• Los instrumentos agrupados pueden ser consultados masfácilmente y rápidamente, posibilitando la operación unavisión conjunta del desempeño de la unidad.

• Podemos reducir el número de operadores con unsimultaneo aumento de la eficiencia del trabajo.• Crece considerablemente la utilidad y la eficiencia de los

instrumentos, haciendo posible rápidas consulta,mantenimiento e inspección, en situaciones mas accesible,mas protegida y mas confortable.

Ti d T i ió d D



Tipos de Transm is ión de Dat os

• Neumática

• Electrónico• Digital

T i ió N át i



Transm is ión Neumát ic a

• En general, los transmisores neumáticosgeneran señales neumáticas variable,lineares, de 3 a 15 PSI (libras fuerza porpulgada cuadrado) para una rango de

medidas de 0 a 100% de la variable.• Por ejemplo:• De 20 a 100 kPA

• De 0,2 a 1 Kgf/cm2

T i ió El t ó i



Transm is ión Elec t rón ic a

• Los transmisores electrónicos generanvarios tipos de señales: 4 a 20 mA, 10 a 50

mA y 1 a 5 Vdc en paneles, siendo estos losmas utilizados. Tenemos estasdiscrepancias en las señales de salida entre

diferentes fabricantes.• Debido a estos los instrumentos están

preparados para una cambio fácil de su

señal de salida.

T i ió El t ó i



Transm is ión Elec t rón ic a

• La relación de 4 a 20 mA y 1 a 5 Vdc estánen la misma relación de una señal de 3 a 15PSI neumática.

• El “cero vivo” utilizado es el valor mínimo

de 4 mA,• Tipos de Transmisión física:

– Transmisión de 2 hilos

– Transmisión a 4 hilos

Ejemplo:



Ejemplo:

Calcule el valor pedido:Ejemplo: 50% de la señal de 3 a 15 psi

Valor Pedido = [ ( Final - Inicio) o Span] x ( % ) + Cero vivo

100%

Span = 15-3Span = 12

12 x 50+ 3

100Valor Pedido = = 9 PSI

Tipos de Transm is ión Elec t rónic a



Tipos de Transm is ión Elec t rónic a

Alimentación

Señal DigitalSeñal 4 a 20 mA

SALÍ DA DE SEGURIDAD



Falla

Falla

Saturado

Saturado

Rango Ajustada

C o r r i e n

t e d e S a l i d a

Temperatura3.6

21.020.5

3.84.0

20.0La salida de lostransmisores puedeser configurada para3.6 mA o 21 mA encaso de falla delsensor.

CONFORME N AMUR NE-43

Transm is ión Dig i t a l



Transm is ión Dig i t a l

Comunicación Paralela

Comunicación SerialTransmisión Serial AsíncronicaTransmisión Serial SincroníaEIA-RS232 CEIA-RS422

EIA-RS485

Tipos de ModulaciónFSK, ASK y PSD

Velocidad de Transmisión (Rata de Baud)

Prot oc o lo de Transm is ión



Prot oc o lo de Transm is ión

• Cam

• Hart• Foundation Field Bus• Profibus

• Modbus



Medic ión de Var iablesde Proc esos

Medic ión de Variab les



Medic ión de Variab les

• Presión – Sellos Remotos

• Nivel• Temperatura

• Flujo



Medic ión de Pres ión





• Concepto de Presión

• Dispositivos de Medición

Conc ept os de Pres ión




• Introducción• La Medición de presión es la mas importante

padrón de medida, ya que las medidas de flujo,nivel, etc. pueden ser realizadas utilizando esteprincipio.

• Debido a la naturaleza de los fluidos: como gases,vapores, fluidos limpios, viscosos, pastosos ycorrosivos, emplean varias técnicas en su

medición, así como varios conceptos de física y dehidrostática.





• Presión:• Es definida como “La fuerza aplicada

uniformemente sobre una superficie o área”.

P= FA

P = PresiónF = FuerzaA = Área

Def in ic ión de Pres ión



• Presión Atmosférica• Es la presión ejercida por la atmósfera

terrestre medida en un barómetro.• Al nivel del mar esta presión es

aproximadamente de 760 mmHg.




• Presión Relativa Positivao Manométrica.

• Es la presión medida enrelación a la presiónatmosférica, tomada comounidad de referencia.

• Presión Absoluta• Es la suma de la presión

relativa y atmosférica,también se dice que es lamedida a partir del vácioabsoluto.

• Importante: Alexperimentar un valor depresión, se determinar sila presión es relativa oabsoluta.

Diagram a c om parat ivo de Esc a la



g p

Vació Absoluto

Presión Atmosférica

Vació

Presión ManométricaPresión Absoluta




• Presión Diferencial• Es la diferencia entre 2

presiones, siendorepresentada por elsímbolo DP (delta P). Esadiferencia depresiones

normalmente es utilizadapara medir flujo, nivel,densidad, diferencial depresión, etc.

• Presión Estática• Es el peso ejercido por una

columna líquida en reposoo que este fluyendoperpendicularmente a la

• toma de impulso.




• Presión Dinámica

• Es la presión ejercida

por un fluido enmovimiento paralelo asu corriente.

• Presión Total

• Es la presión resultante

de la sumatoria de laspresiones estáticas ydinámicas ejercidas

por un fluido que seencuentra enmovimiento.

UNIDADES DE PRESIÓN



• Como existen muchas unidades de Presiónes necesario saber la correspondencia entre

ellas, pues ni siempre en la industriatenemos instrumentos padrones con todaslas unidades y para ello, es necesario saberrealizar la conversión.

Tabla de Convers ión de Unidades dePresión



Presión

PSI KPA PulgadasH2O

mm H 2 O PulgadasHg

mm Hg Bars m Bars kg/cm² g/cm²

PSI 1 6,8947 27,705 703,07 2,036 51,7148 0,0689 68,947 0,0703 70,307

KPA 0,14504 1 4,01832 101,9716 0,2953 7,50062 0,01 10,0 0,0102 10,1972

PulgadasH2O

0,03609 0,24886 1 25,4 0,07307 1,8719 0,00249 2,491 0,00254 2,54

mm H 2O 0,0014 0,0098 0.03937 1 0,00289 0,07307 0,00009 0,09806 0,00001 0.0982

Pulgadas

Hg

0,4912 3,3867 13,62 345,94 1 25,4 0,0339 33,864 0,0345 34,532

mm Hg 0,0193 0,1331 0,5362 13,62 0,03937 1 0,0013 1,3332 0,0014 1,3595

Bars 14,504 100,0 401,5 10.215,0 29,53 750,06 1 1.000 1,0197 1.019,7

m Bars 0,0145 0,1 0,4022 10,215 0,0295 0,7501 0,001 1 0,001 1,0197

kg/cm² 14,223 97,9047 394,06 10.018,0 28,959 735,56 0,9807 980,7 1 1.000,0

g/cm² 0,0142 0,0979 0,3941 10,018 0,02988 0,7356 0,00098 0,9807 0,001 1

Ejem plo de Convers ión de unidades



10 psi = ______?______ Kgf/cm21 psi = 0,0703 Kgf/cm2De acuerdo con la tabla

10 X 0,0703 = 0,703 Kgf/cm2



Disposi t ivos para laMedic ión de Pres ión

Disposi t ivos



Tubo de BourdonMembrana o Diafragma

FoleColumna de Líquido

Sensor PiezoeléctricoSensor Strain Gauge (Célula de Carga) oPiezoresistivo

Sensor CapacitivoSensor Silicio Resonante

Tubo de Bourdon



• O medidores de elementoelástico.

• Consiste generalmente de

un tubo con sección oval,dispuesto en forma de arcode circunferencia, teniendoun extremo cerrado y elotro extremo sometido a lapresión a ser medida. Conla presión ejerciendo en elinterior, el tubo tiende aceder, resultando en el

movimiento del extremocerrado.

Tipos de Tubos

C Espiral Helicoidal

Mem brana o Dia f ragm a



• Es constituido por undisco de material

elástico (metálico ono), fijo por el borde.Una hasta fijada en el

centro del disco estaconectado a unmecanismo deIndicación.

Indicador

ResorteConexión

De Presión

De Fole



• El fole es muy empleado en lamedición de presión. Esbásicamente un cilindrometálico, corrugado o acordeón.

• Cuando la presión es aplicadaen el interior del fole, provoca sudistensión, es como tener que

• vencer la flexibilidad del material

y la fuerza opuesta de resorte, eldesplazamiento es proporcionala la presión aplicada.

Presión

FOLE

Colum na de Líquido



• Básicamente consiste,en un tubo de vidrio,

conteniendo ciertacantidad de líquido,fijado a una base con

una escala graduada.• Existe de 2 tipos:• Tubo U• De Columna recta vertical• De Columna recta

Inclinada

Sensor Piezoeléc t r ic o



• Os elementospiezoeléctricos soncristales, como o cuarzo, aturmalina y titanio queacumulan cargas eléctricasen ciertas áreas da

estructura cristalina,cuando sufre unadeformación física, poracción de una

• presión.

++++

_ _ _ _

P

CRISTAL

DIAFRAGMA

SAIDA

CRISTAL(b)

Sensor St ra in Gauge (Cé lula de Carga) oPiezoresist ivo



• De todos los sensores depresión, los sensores del puente

de Wheatstone (Basado entensión) son las solución mascomún, ofreciendo solucionesque cumplen con exactitud,tamaño, robustez y costos. Los

sensores de puente se utilizanpara aplicaciones de alta y bajapresión y pueden medir presiónabsoluto, manométrica ydiferenciada. Todos los sensores

del puente hacen uso una straintensión y un diafragma segúnmostrado en la figura

Sensores basados en Piezoeléc t r ic os



• La piezo-resistividad refiérase a la mudanza de resistencia eléctrica conla deformación (compresión/tensión) como resultado de la presiónaplicada. La piezo-resistividad fue descubierta en 1954 con estudios encristales de silicio y germánio.

• En la gran mayoría son formados por elementos cristalinos (strain gage)interconectados ligados en puente de Wheatstone con otros resistoresque podrá ajustar el cero, sensibilidad y compensación de temperatura.

• El material de construcción varia de fabricante para fabricante y hoy endía es común sensores de estado sólido.• Actualmente existe un llamado “Film transducer”, el cual es construído

con la deposición de vapor o infección de elementos strain gagedirectamente en un diafragma, lo que minimiza la instabilidad debido al

uso de adhesivos en los enlaces de los modelos “Bonded Wire”.

Sensores basados en Piezoeléc t r ic os



• Transductores y transmisores basado en esta tecnologíason muy económico.

• Amplios rangos de presiones: Baja y Muy altas presiones.• Amplia gama de conexión.• Conocidos como transmisores de LOW COST.

Desventaja:• Rango limitante de temperatura de operación, no aplica en

rangos bajos de presión por generar una señal de muy bajade excitación, muy instable.

• Con el aumento de la temperatura, disminuir la piezo-resistividad del material.

Transm iso res de Low Cost



Sensor Capac i t ivo



• La capacitancia entre dosplacas metálicas cambia sila distancia entre estascambia. Estostransductores de presiónson generalmente muy

estables y lineares. peroson sensibles a lastemperaturas altas y sonmás complicados setup

que la mayoría de lossensores de la presión

Diafragma de Processo

Fluido Llenado

VidroVidro

DiafragmaSensor

Placa do Capacitor

Tubo Capilar

Carac t er ís t ic as de l sensor Capac i t ivo



• Tecnología mas confiable y probada en términosde sensores

• Con respuesta prácticamente lineal e insensibles ala variación de temperatura.

• Por su respuesta lineal, permite alta rangoabilidadcon exactitud.

• Sin oscilación mecánica o campo magnético.• Minimiza el Error Total Probable yconsecuentemente la variabilidad del proceso.

• Ideal para aplicación de flujo. Los errores sonmenores

Carac t er ís t ic as de l sensor Capac i t ivo



• Son basados en transductores donde la presión aplicada adiafragmas sensores hace con que se tenga una variaciónde capacitáncia entre los mismos y un diafragma central.

• Esta variación de capacitáncia típicamente es usada paravariar la frecuencia de un oscilador o usado como elementoen una puente de capacitores.

• Normalmente esta frecuencia es medida directamente porla CPU y convertida en Presión. No existe conversión A/D oque contribuye en la exactitud. La conversión A/D sufre conla temperatura y al final, el transmisor presentará drift entemperatura.

• Ideal para aplicaciones de baja e alta presión

Apl icac iones



• Medición de flujo con la utilización de placa de orificio y elementosVenturi.

• Medición de nivel y volumen.• En salas/cámaras presurizadas.• Medición de densidad• Monitoreo del desempeño de filtraje ( aire y líquido)• Medición de presión estática en tanques y recipientes.• Todos los tipos de medición de nivel.

• Medición de nivel en tanques abiertos.• Medición en fuentes de petróleo y gas.• Medición de flujo en líneas de alta presión.• Medición en generación y control de energía (Calderas, líneas de

vapor)

• Monitoreo de turbinas, bombas y compresores.• Procesos de fabricación de plásticos y películas plásticas.

Sensores de Si l ic io Resonant e



• El sensor consiste de unacápsula de silicio

colocada estratégica-mente en un diafragma,utilizando el diferencial depresión para vibrar en

mayor o menorintensidad, a fin de queesa frecuencia seaproporcional a la presiónaplicada.

Conex ión a proc eso



• Conexión de Impulso• Sistema de Sello

– Sello Liquido – Sello de Aire

– Sello Volumétrico (Sello remoto) – Sello Sanitario

• Purga

• Sangria o Venteo

Conex ión de Im pulso



• Es la tubería que conecta a la toma deimpulso a un instrumento de medición. Es un

componente del elemento sensible de losinstrumentos que miden presión, flujo y nivel.

Inst a lac iones t íp ic as



• Se utilizan en sistema de medición para gas,liquido y vapor.

• Según la ubicación, tipo de fluido deproceso, la tomas mudan su posición.

Ins t a lac ión para Gas



• Localización de lastomas: Superior o

lateral• Localización de

transmisor: Encima del

punto de medición

Inst a lac ión para L iqu ido



• Localización de las

tomas: Lateral• Localización detransmisor: Debajo o al

mismo nivel del puntode medición

Ins ta lac ión para Vapor



• Localización de las

tomas: Lateral• Localización detransmisor: Debajo

utilizando una cámarade condensación

Cuidado en ins t a lac iones



• Con excepción de gases secos, las líneasde impulso deben ser inclinadas a una

razón de 1:10 para evitar el cúmulo deburbujas en el caso de líquidos o decondensado, para el caso de vapor ygases húmedos.

Const i t uc ión de una Tuber ía de Im pulso



• Nipple de determinadodiámetro, fijado a la tomade impulso.

• Válvula de bloqueo.• Tubo de determinado

diámetro conectado a la

válvula de bloqueo delinstrumento.• Válvula de dreno, instalada

cerca del instrumento.

Válvulas de Bloqueo



• Para instalar transmisoresde presión es ampliamenteutilizado manifold.

• La se instala entre latubería de impulso de altapresión y de baja presión,

para igualar las presionesde las cámaras delinstrumento. Esta válvulase le da el nombre de

válvula ecualizadora.

Sel lo L iquido

Si d ll d i i l ió i li ió d l d



• El sello líquido es utilizado siempreque hubiese necesidad de que el

elemento no entre en contacto con elfluído a ser medido.• Generalmente este sello es colocado

en potes. La presión ejercida por elproceso de acuerdo con la densidad,irá a presionar el líquido del sello

para el elemento.• El líquidos para sellado pueden ser:

mezcla de glicerina y agua, mezclade etileno, glicol y agua, kerosén,

• Aceite, etc.

Sistemas de sellado sirven para evitar la corrosión y cristalización de los productosaltamente viscosos, que se solidifican a temperatura ambiente en el interior delelemento de medición

LiquidoSellante

Sel lo de Ai re



• Consiste en unacámara sellada y un

capilar donde existe undiafragma que se irádesplazar de acuerdo

con las variaciones depresión del proceso.Este tipo de sello esusado para medirpresiones bajas.

Sel lo Volum ét r ic o (Sel lo rem ot o)



• Consiste en una cámara selladay un capilar que está conectadosdirectamente al elemento. Enesta cámara existe un diafragma

que irá presionar el líquido desello por el capilar al elemento.El desplazamiento seráproporcional a la presiónejercida por el proceso sobre el

diafragma. El rango mínimorecomendado para losmedidores de este tipo es de 3Kgf/cm2, siendo la longitudmáxima del capilar de 15 m.

Sel lo Sani t ar io



• Es un tipo de sello quees utilizado en laindustria alimenticias.Su conexión al procesoes realizada a travésde una abrazadera

para facilitar suremoción cuando esrealizada lahigienización delproceso.

Purga



• Es utilizado para evitar que losmedidores tomen contacto directo confluidos que puedan causar daños o fallasen su funcionamiento.

• Purga con gas• El flujo de la purga debe sermanteniendo constante, como medida deprecaución para el funcionamiento de losmedidores. Se instala un rotametro paraobtener la indicación del flujo de purga.

• Purga con líquido• Se utiliza purga con agua u otro líquido

adecuado cuando el líquido a ser medidoes corrosivo o contiene sólidos ensuspensión o tiende a cristalizarse con lamudanza de temperatura.

Sangría



• Todas las veces que en instrumentación se realizauna operación de mantenimiento en un sistemahidráulico, se debe extraer el aire que se introduceal sistema.

• La facilidad de compresión del aire absorbe lapresión transmitida por el líquido perdiendo su

efectividad.• En instrumentación, la sangría es usada en

instrumentos que trabajan con cámaras de

compresión, cuando es un líquido o existe unsistemas de sellado.



Proc eso de Se lec c ión deun Transm isor de Pres ión

L l ió d b d l i i é i

Cri t er ios para se lec c ionar unTransm isor de Pres ión



• La selección debe atender los criterios técnicos yde proceso:

– Rango de Trabajo. – Aplicación – Condiciones del Proceso.

• Muchas veces el mal funcionamiento o el maldesempeño están relacionados con laespecificación inadecuada al proceso/aplicación yhasta el mismo equipo, debido a una instalaciónindebida.

Aspec t os t éc n icos de l Proceso



Rango de Medición

Absoluto

Diferencial

Manométrico

Aspec t os t éc n ic os del proc eso



Escala

Exatitud

Rangoabilidad

Ajuste delCero y Span

Rango de Medición




Aplicación del Transmisor

Indicación Local

Medición ycontrol

Indicación Remota

Seguridad ??????




Condiciones del Proceso

Selección delMaterial

Condiciones dePresión y

temperatura

Condicionesdel

Ambiente

Damping Condiciones de

Instalación

Selec c ión de Mat er ial

D d l i ió l



• De acuerdo con la exposición al proceso esimportante considerar la agresión, toxicidad

y fluido de llenado en la selección de losmateriais de construcción del transmisor.

• Algunas veces es conveniente el uso desellos remotos para aislar el transmisor delmedio.

Condic iones de Pres ión y Tem perat ura

C d l t t l d j bl



• Cuando la temperatura es elevada es aconsejableaislar el transmisor o el usos de sellos y capilares,

protegiendo al equipo de la temperatura.• A máxima presión a ser aplicada debe serconocida para la determinación del rango

adecuada del transmisor.• La sobre presión debe ser conocida con el fin deevitar que el limite del sensor sea ultrapasado,

ahorrando el daño del instrumento.

Condic iones am bient a les

El bi t d d á i t l d l



• El ambiente en donde será instalado eltransmisor debe ser analizada en relación a

la humedad, corrosión y atmósfera salina.• El material y la clasificación de área es

fundamental en la especificación del materialde la carcaza, torñilleria y accesorios.

Condic ión de Dam ping

La presencia de bombas y otros



• La presencia de bombas y otrosdispositivos pueden causar turbulencia

en las líneas de presión y para unacorrecta medición se debe ajustaradecuadamente el damping, evitando

variaciones y acciones que puedancausar recarga (overshoot) en loscontroles y válvulas.

Condic ión de Inst a lac ión

• La vida útil y el desempeño del transmisor está



• La vida útil y el desempeño del transmisor estádirectamente relacionada con las condiciones de

instalación.• Algunos accesorios pueden prevenir al Transmisorde condiciones agresivas:

– Sellos de protección. – Drenos. – Válvulas de bloqueo. – Válvulas de ecualización. – Limitadores de sobrecarga.



FIN Part e I

curso de instrumentacion basica i[1]

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