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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS

EXTRACTIVAS

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA INDUSTRIAL

ACADEMIA DE DISEÑO E INGENIERÍAS DE APOYO

180 DIAPOSITIVAS DE LA MATERIA DE INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL

PROFESORA: M. en C. IVONNE YESENIA HERNÁNDEZ GONZÁLEZ

ENERO – JUNIO DEL 2007

2

LA INSTRUMENTACIÓN DE UN PROCESO

se refiere a los instrumentos que se instalan al equipo

directamente o indirectamente, estos detectan las condiciones de operación y mediante esta información, el controlador la

procesa y envía una señal de corrección.

3

INSTRUMENTACIÒN Y CONTROL DE UN PROCESO

Hablar de la instrumentación de

un proceso es necesario

conocer los términos

adecuados.

4

Para poder ser más explícitos y poder hacer la

propuesta de los instrumentos necesarios

en los términos correctos, es necesario conocer las siguientes definiciones de

instrumentación.

5

Agente de control: Es la sustancia o elemento el cual modifica la variable y

este es manipulado con el elemento final (Ramírez, 1998).

SUSTANCIAROJA

TE

TT

TCSS

VAPOR

6

Elemento final de control: Es el dispositivo Elemento final de control: Es el dispositivo que cambia directamente el valor de la que cambia directamente el valor de la

variable manipulada en un circuito de control variable manipulada en un circuito de control (Ramírez, 1998).(Ramírez, 1998).

TE

TT

TCSS

Elemento final de contrtol

KC

M

7

Elemento primario: Es la parte de un circuito o de un instrumento que detecta directamente la variable, también se le

denomina detector o sensor (Nacif, 1981).

Local: Localización de un instrumento, y este se encuentra en el proceso (Ramírez, 1998).

TE

TT

TCSS

8

Modo de control: Método que utiliza un controlador para contrarrestar la desviación (Creus, 1999).

Montado en tablero: Se refiere a la instalación del instrumento el cual esta en un tablero (Creus, 1999).

TE

TT

TC

SS

Montado en panel de control

9

Punto de ajuste: Magnitud establecida de una variable, el controlador trata de mantener este punto (Ramírez, 1998).

Rango: Región entre cuyos límites una cantidad se mide, recibe o transmite (Nacif, 1981).

Rango de operación (SPAN): Diferencia algebraica entre los valores de más bajos y más bajo rango (Nacif, 1981).

LG

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Registrador: Instrumento que recibe una señal del transmisor y la plasma en un histograma (Nacif, 1981).

Señal: Información de una variable que puede ser transmitida (Creus, 1999).

Tiempo de respuesta: Es el tiempo requerido para que la señal de medición alcance su valor final como resultado de un cambio en la variable de proceso (Nacif, 1981).

TE

TT

TC

SS

TR

Registrador

Señal

11

Tiempo muerto: Intervalo de tiempo entre la iniciación de un cambio en la entrada y el comienzo de la respuesta resultante (Nacif, 1981).

Transmisor: Dispositivo que detecta una variable de proceso por medio de un elemento primario, y tiene una salida que varia como una función predeterminada de la variable (Ramírez, 1998).

TE

TT

TC

SS

Transmisor

12

Transductor: Dispositivo que cambia la señal neumática a eléctrica y de eléctrica

a neumática.

Poliestireno

AGUACALIENTE

ESTIRENO

LE LT LC

TE TT TCTYI/P

WE

WT

WC

WYI/P M

PEROXIDO DE

BENZOILO

PI

WS

13

Válvula de control: Dispositivo que manipula directamente el flujo de una o más

corrientes de proceso (Creus, 1999).

Válvula de

control

Válvula de control

Otra forma de representar las

válvulas de control

AGUACALIENTE

ESTIRENO

LE LT LC

TE TT TCTYI/P

WE

WT

WC

WYI/P M

PEROXIDO DE

BENZOILO

PI

WS

14

Variable controlada: Dentro del bucle de control es la variable que se capta a

través del transmisor y que origina una señal de realimentación (Creus, 1999).

AGUACALIENTE

ESTIRENO

LE LT LC

TE TT TCTYI/P

WE

WT

WC

WYI/P M

PEROXIDO DE

BENZOILO

PI

WS

Variable controlada

15

Variable manipulada: Cantidad o condición del proceso variada por el elemento final de control (Creus, 1999).

TE

TT

TC

SS

Al abrir o cerrar la válvula ¿Qué esta variando?

16

Variable medida: Cantidad, propiedad o condición física que es medible

(Nacif, 1981).

AGUACALIENTE

ESTIRENO

LE LT LC

TE TT TCTYI/P

WE

WT

WC

WYI/P M

PEROXIDO DE

BENZOILO

PI

WS

Variable medida

Variable medida

17

Se sugiere que el alumno revise las definiciones de los siguientes términos:

TableroProcesoMedición Instrumento GananciaCircuito abiertoCircuito cerradoBanda proporcional

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SIMBOLOGÍA SEGÚN LA INSTRUMENT

SOCIETY OF AMERICA (ISA). Tabla 1.- Letras para la Identificación funcional de un instrumento, según la

ISA (The Internacional Society for Measurement and Control).1° Letra

2° Letra

Variable medida(3)

Letra de Modificación

Función de lectura pasiva Función de Salida Letra de Modificación

A. Análisis (4) Alarma

B. Llama (quemador) Libre (1) Libre (1) Libre (1)

C. Conductividad Control

D. Densidad o Peso especifico Diferencial (3)

E. Tensión (Fem.) Elemento Primario

F. Caudal Relación (3)

G. Calibre Vidrio (8)

H. Manual Alto (6)(13)(14)

I. Corriente Eléctrica Indicación o indicador (9)

J. Potencia Exploración (6)

K. Tiempo Estación de Control

L. Nivel Luz Piloto (10) Bajo (6)(13)(14)

M. Humedad Medio o intermedio (6)(13)

N. Libre(1) Libre Libre Libre

O. Libre(1) Orificio

P. Presión o vacío Punto de prueba

Q. Cantidad Integración (3)

R. Radiactividad Registro

S. Velocidad o frecuencia Seguridad (7) Interruptor

T. Temperatura Transmisión o transmisor

U. Multivariable (5) Multifunción (11) Multifunción (11) Multifunción (11)

V. Viscosidad Válvula

W. Peso o Fuerza Vaina

X. Sin clasificar (2) Sin clasificar Sin clasificar Sin clasificar

Y. Libre(1) Relé o compensador (12) Sin clasificar

Z. Posición Elemento final de control sin clasificar

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TIPOS DE SEÑALES Símbolos de las líneas de instrumentos; serán

siempre más finas que las líneas de tuberías del proceso.

CONEXIÓN DEL INSTRUMENTO AL PROCESO:

LÍNEA DE PROCESO (TUBERIA):

SEÑAL ELÉCTRÓNICA:

SEÑAL DIGITAL:

SEÑAL HIDRÁULICA:

SEÑAL NEUMÁTICA (También se emplea para gases distintos del aire, colocando una nota al lado del símbolo o

de otro modo):

SEÑAL ELECTROMAGNÉTICA (Se incluye calor, ondas de radio, radiación nuclear y luz) o sónica

(sin hilo ni tubo):

____ ____ ____ ____ ENLACE DE SISTEMA INTERNO (software o enlace de información):

TUBO CAPILAR X X X

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Se sugiere las siguientes abreviaturas para representar el tipo de alimentaciones.

AS Alimentación de aire.

ES Alimentación eléctrica.

GS Alimentación de gas.

HS Alimentación hidráulica.

NS Alimentación de nitrógeno.

SS Alimentación de vapor.

WS Alimentación de agua.

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TIPOS DE SÍMBOLOS

LOCAL MONTAJE MONTAJE EN PANEL TRAS EL PANEL

MONTAJE LOCAL

MONTAJE EN PANEL

MONTAJE ATRÁS DEL PANEL

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Simbología para microprocesadores que disponen de un control compartido

(Creus, 1999).

ACCESIBLE AL OPERADOR VISUALIZACIÒN Y CONTROL COMPARTIDO

MONTADO EN PANEL, CONTROLADOR DE RESERVA O ESTACIÓN MANUAL

NO ACCESIBLE NORMALMENTE AL OPERADOR.

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CIRCUITO DE CONTROL.

Las definiciones de los términos empleados se

relacionan con las sugerencias hechas por la

SAMA (Scientific Apparatus Makers

Association) en su norma PMC 20-2-1970.

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CIRCUITO DE CONTROL ABIERTO (BUCLE DE CONTROL) (Creus, 1999).

Elemento primario

PROCESO

Fluido frío

Termómetro indicador

Fluido caliente

220 v 50 Hz

ControladorTermostato

Resistencia eléctrica

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CIRCUITO DE CONTROL CERRADO (Creus, 1999).

Elemento final

Salida del producto

Transmisor

PROCESO

Entrada producto(fluido frío)

Fluido caliente

Resistencia eléctrica

XX

Elemento primario

Vapor (fluido o agente de control)

Señal eléctrica

Controlador

Condensado

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MEDIDORES DE PRESIÒN

CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS PRIMARIOS DE PRESIÓN

Tubo U Equilibrio Columnas

Inclinado

Tipo C

Tubo de Bourdon Espiral Helicoidal

Presión Elástico

Fuelle y resorte Diafragma Cápsula Ionización

Resistencia Eléctricos

Termopar

Esfuerzos

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MEDIDORES DE EQUILIBRIO ManómetrosMiden la diferencia entre la presión de un fluido y la presión atmosférica local.

Para pequeñas diferencias de presión se emplea un manómetro que consiste en un tubo en forma de U con un extremo conectado al recipiente que contiene el fluido y el otro extremo abierto a la atmósfera.

El tubo contiene un líquido, como agua, aceite de densidad conocida, tetracloruro de carbono o mercurio

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MANÓMETRO DE McLEOD

Las presiones bajas en un gas (hasta unos 10-6 mm de mercurio de presión absoluta) pueden medirse con el llamado dispositivo de McLeod, que toma un volumen conocido del gas cuya presión se desea medir, lo comprime a temperatura constante hasta un volumen mucho menor y mide su presión directamente con un manómetro. La presión desconocida puede calcularse a partir de la ley de Boyle-Mariotte, gases ideales.

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MEDIDORES ELÁSTICOS

Aprovechan la propiedad elástica de los materiales están basados en la ley de Hook:

“Dentro de los límites elástico, las deformaciones son proporcionales a los esfuerzos,”

MANÓMETRO DE BORDON

Tipo C

30

Tipo helicoidal Tipo espiral

MANÓMETRO DE TUBO BOURDON MANÓMETRO DIFERENCIAL

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MANÓMETRO CON CONTACTOS ELÉCTRICOS

Los materiales para la fabricación de los tubos de bourdon son:

Bronce fosforadoCobre al birilioAceroAcero inoxidableAcero de aleación de cromo

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Hay características de los fluidos que son perjudiciales para los manómetros, como son:

CorrosiónCalentamiento (para vapor se emplea el uso de un sifón)CavitaciónCongelaciónContaminación

Tipo de Manómetro Rango de Operación M. de Ionización 0.0001 a 1 x 10-3 mmHg ABS M. de Termopar 1 x 10-3 a 0.05 mmHg M. de Resistencia 1 x 10-3 a 1 mmHg M. Mc. Clau 1 x 10-4 a 10 mmHg M. de Campana Invertida 0 a 7.6 mmH2O M. de Fuelle Abierto 13 a 230 cmH2O M. de Cápsula 2.5 a 250 mmH2O M. de Campana de Mercurio (LEDOUX) 0 a 5 mts H2O M. "U" 0 a 2 Kg/cm2 M. de Fuelle Cerrado 0 a 3 Kg/cm2 M. de Espiral 0 a 300 Kg/cm2 M. de Bourdon tipo "C" 0 a 1,500 Kg/cm2 M. Medidor de esfuerzos (stren geigs) 7 a 3,500 Kg/cm2 M. Helicoidal 0 a 10,000 Kg/cm2

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El diafragma consiste en una o varias capsulas circulares conectadas rígidamente entre si por 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.

El material del diafragma es normalmente aleación de níquel o inconel. Se utiliza para pequeñas presiones.

34

El fuelle es parecido al diafragma, pero compuesto de una sola pieza flexible axialmente,

y puede dilatarse o contraerse con un desplazamiento considerable.

El material empleado para el fuelle es usualmente bronce fosforoso y el muelle es tratado térmicamente para mantener fija su constante de fuerza por unidad de compresión

MANÓMETRO DE FUELLE

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MANÓMETRO DE CAPSULA

SELLO QUÍMICO

36

SIFÓN, TRAMPA DE CONDENSADOS O COLA DE COCHINO

SEPARADORES DE MEMBRANA PARA APLICACIONES EN ENTORNO ESTÉRIL

37

TRANSMISOR DE PRESIÓN TRANSMISORES DE PRESIÓN PROGRAMABLES

CALIBRADORES DE PRESIÓN TRANSMISORES DE PRESIÓN CANOPEN

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Elementos Electromecánicos Electrónicos

Los elementos electromecánicos de presión utilizan un elemento mecánico elástico combinado con un transductor eléctrico que genera la señal eléctrica correspondiente. El elemento mecánico consiste en un tubo Bourdon, espiral, helicoidal, diafragma, fuelle o una combinación de los mismos que, a través de un sistema de palancas convierte la presión en una fuerza o en un desplazamiento mecánico.

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.Extensiométricos.Piezoeléctricos.

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Transmisores electrónicos de equilibrio de fuerzas

En este instrumento el elemento mecánico de medición (tubo Bourdon, espiral, fuelle) ejerce una fuerza sobre una barra rígida del transmisor.

Para cada valor de la presión, la barra adopta una posición determinada excitándose un transductor de desplazamiento tal como un detector de inductancia, un transformador diferencial o bien un detector fotoeléctrico.

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Transductores resistivos

Constituyen, sin duda, uno de los transmisores eléctricos más sencillos. Consisten en un elemento elástico (tubo Bourdon o capsula) que varia la resistencia de un potenciómetro en función de la presión.

Transductores magnéticos

Se clasifican en dos grupos según el principio de funcionamiento.

a) Transductores de inductancia variable en los que el desplazamiento de un núcleo móvil dentro de una bobina aumenta la inductancia de esta en forma casi proporcional a la porción metálica del núcleo contenida dentro de la bobina.

41

Transductor de inductancia variable.

b) Los transductores de inductancia variable consisten en un imán permanente o un electroimán que crea un campo magnético dentro del cual se mueve una armadura de material magnético.

Transductor de inductancia variable

42

Transductores capacitivos

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. De este modo se tienen dos condensadores uno de capacidad fija o de referencia y el otro de capacidad variable, que pueden compararse en circuitos oscilantes o bien en circuitos de puente de Wheatstone alimentados con corriente alterna.

43

Transductor capacitivo

Galgas extensométricas

Se basan en la variación de longitud y de diámetro, y por lo tanto de resistencia, que tiene lugar cuando un hilo de resistencia se encuentra sometido a una tensión mecánica por la acción de una presión.

Existen dos tipos de galgas extensométricas: galgas cementadas formadas por varios bucles de hilo muy fino que están pegados a una hoja base de cerámica, papel o plástico, y galgas sin cementar en las que los hilos de resistencia descansan entre un armazón fijo y otro móvil bajo una ligera tensión inicial.

44

Galga cementada y Galga sin cementar

Transductores piezoeléctricos

Los elementos piezoeléctricos son materiales cristalinos que, al deformarse físicamente por la acción de una presión, generan una señal eléctrica. Dos materiales típicos en los transductores piezoeléctricos son el cuarzo y el titanato de bario.

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Transductor piezoeléctrico

Tipo Definición Medición -Inductancia -Transformador diferencial

Electrónico de equilibrio de

fuerzas

El elemento primario ejerce una presión sobre una barra rígida del transmisor. Dicha barra adopta una posición que excita un convertidor de desplazamiento en señal eléctrica. -Fotoeléctrico

Resistivo

El elemento primario puede ser un tubo Burdon o cápsula, y varían la resistencia óhmica de un potenciometro en función de la presión, dicha resistencia está conectada a un puente de Wheastone que sirve para convertirla en señal eléctrica.

- Puente de Wheastone

Magnético

El elemento primario produce un desplazamiento de un núcleo móvil dentro de una bobina, lo que aumenta su inductancia ó reluctancia de forma proporcional.

-Inductancia variable

-Reluctancia variable

Piezoeléctricos Son elementos cristalinos (cuarzo y titanato de bario) que al deformarse por la presión generan un señal eléctrica.

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47

48

49

MEDIDORES DE NIVELLos medidores de nivel miden directamente la altura del líquido sobre una línea de referencia.

Sonda

Instrumentos Cinta y plomada de medición directa Nivel de cristal

Flotador

Instrumentos Medidor manométrico de medición Medidor de membrana de nivel (presión Medidor tipo burbujeo hidrostática) Medidor presión diferencial de diafragma

Medidor resistivo Instrumentos Medidor conductivo de medición Medidor capacitivo (características Medidor ultrasónico Eléctricas) Medidor radiación

Medidor láser

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MEDICIÓN DE NIVELMEDICIÓN DE NIVEL

Sondeo de Peso

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MEDICIÓN DIRECTA

(sonda, cinta y plomada)

INDICADOR DE NIVEL DE REGLETA

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INSTRUMENTOS DE FLOTADOR:

53

CONTROL DE ALTO NIVEL NEUMÁTICO

SWITCH DE NIVEL DE CAMARA EXTERNA

54

CAMARA DE ACERO AL CARBON ACERO INOXIDABLE 304 o 316 PRESION HASTA 30 bar

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TRANSMISOR DE NIVEL POR REED SWITCH

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NIVEL DE CRISTAL

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58

INDICADOR DE NIVEL POR BANDERAS

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INDICADOR DE NIVEL TIPO YOYO

60

61

Consiste en un manómetro conectado directamente a la inferior del estanque. El manómetro mide la presión debida a la altura de líquido h que existe entre el nivel del estanque y el eje del instrumento. Así pues, el rango de medida del instrumento corresponderá a:

0 – (h · γ · g)

h = altura de líquido en m

γ = densidad del líquido en Kg/m3

g = 9,8 m/s2

Presión hidrostática

MANOMETRICOS

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Como las alturas son limitadas, el rango de medida es bastante pequeño, de modo que el manómetro utilizado tiene un elemento de medida del tipo fuelle.

El instrumento sólo sirve para fluidos limpios ya que si el líquido es corrosivo, coagula o bien tiene sólidos en suspensión, el fuelle puede destruirse o bien bloquearse perdiendo su elasticidad; por otra parte, como el rango de medida es pequeño no es posible utilizar sellos de diafragma. La medida está limitada a estanques abiertos y el nivel viene influido por las variaciones de densidad del líquido.

63

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Compuesto por un tubo sumergido en el liquido, a través del cual se hace burbujear aire, mediante un rotámetro con un regulador de caudal incorporado.

La presión del aire en la tubería equivale a la presión hidrostática ejercida por la columna de liquido, es decir, el nivel.

El regulador de caudal permite mantener el caudal de aire constante (150 Nl/h) a través del liquido, independientemente del nivel.

Tubería empleada: Tubos de ½” con el extremo biselado, para fácil formación de burbujas de aire.

La presión de aire en la tubería se mide, mediante un manómetro de fuelles o un transductor de presión (el rango de medición corresponde a la presión máxima ejercida por el líquido).

MEDIDOR DE TIPO BURBUJEO

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Este sistema tiene diversas ventajas, en aplicaciones con líquidos corrosivos o con materiales en suspensión, y en emulsiones ya que:

El fluido no penetra en el medidor ni en la línea de conexión.

Fácil mantenimiento.

No es recomendable su uso cuando:

El fluido de purga perjudica al liquido.

En fluidos altamente viscosos en los cuales las burbujas formadas por el aire o gas de purga, presentan el riesgos de no separarse rápidamente del tubo.

APLICACIONES

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INDICADOR DE NIVEL BURBUJEO

NO SE REQUIERE DE INSTALACION ELECTRICA EN EL TANQUE

IDEAL PARA INSTALACIONES DE ALTO RIESGO

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MEDIDOR DE MEMBRANA

GENERALIDAD

Utiliza una membrana conectada con un tubo estanco al instrumento receptor.

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FUNCIONAMIENTO

La fuerza ejercida por la columna de liquido sobre el área de la membrana comprime el aire interno a una presión igual a la ejercida por la columna del liquido.

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LIMITACIONES

El volumen del aire interno es relativamente grande, por lo que el sistema esta limitado a distancia no mayores de unos 15 metros debido a la compresibilidad del aire.

Es delicado, ya que cualquier pequeña fuga de aire comprimido se destruye la calibración del instrumento.

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FUNDAMENTO

Consiste en un diafragma en contacto con el líquido del tanque, que mide la presión hidrostática en un punto del fondo del tanque.

El diafragma forma parte de un transmisor neumático, electrónico o digital de presión diferencial semejante a los transmisores de caudal de diafragma.

MEDIDOR DE PRESIÓN DIFERENCIAL DE DIAFRAGMA

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CONSIDERACIONES

En un tanque abierto, esta presión es proporcional a la altura del líquido en ese punto y a su peso específico. Es decir:

P = H · · g

Si el tanque esta cerrado y bajo presión,la determinación de la presión en un punto del líquido comprende tanto el peso o presión del líquido como la presión del gas o vapor que queda sobre el líquido del tanque cerrado.

74Transmisor de presión diferencial

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DESVENTAJAS

En tanques cerrados presentan posible condensación de los vapores.

Es importante que los dos diafragmas estén a la misma temperatura para evitar los errores en la medida que se presentarían por causa de las distintas dilataciones del fluido contenido en el tubo capilar.

VENTAJAS La precisión de los instrumentos de presión

diferencial es de: ± 0.5 % en los neumáticos ± 0.2 % a ± 0.3% en los electrónicos ± 0.15 % en los inteligentes ± 0.1 % en los que se emplean en los tanques

abiertos y cerrados a presión y a vacío. No tienen partes móviles dentro del tanque. Son de fácil limpieza

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TIPOS DE DIAFRAGMA

77

78

INDICADORES DE NIVEL ELÉCTRICOS

Medidor de Nivel Conductivo. 

El medidor de nivel conductivo consiste en uno o varios electrodos y un relé eléctrico o electrónico, dispositivo que abre y cierra un circuito, que es excitado cuando el líquido moja a dichos electrodos.

Medidor de Nivel Conductivo

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Medidor de Capacidad. 

El medidor de capacidad mide la capacidad del condensador formado por el electrodo sumergido en el líquido y las paredes del tanque

Medidor de Capacidad

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Sistema Ultrasónico de Medición de Nivel. 

El sistema ultrasónico de medición de nivel se basa en la emisión de un impulso ultrasónico a una superficie reflectante y la recepción del eco del mismo receptor. El retardo en la captación del eco depende del nivel del tanque.

81

Diagrama de Bloques de un Sistema de Medida de Ultrasonidos.

82

Medidores de nivel de líquidos. Instrumento Campo Precisión Presión máx Temp máx Desventajas Ventajas

de medida % escala bar fluido °C Sonda Limitado 0.5 mm Atm 60 Manual, sin olas, Barato

Tanques abiertos Preciso Cristal Limitado 0.5 mm 150 200 Sin transmisión Seguro, Preciso

Flotador 0 - 10 m ± 1-2 % 400 250 Posible Simple, indep de

agarrotamiento naturaleza líquido Manométrico Altura tanque ± 1% Atm 60 Tanques abiertos, Barato

Fluidos limpios Membrana 0 - 25 m ± 1% Atm 60 Tanques abiertos Barato

Burbujeo Altura tanque ± 1% 400 200 Mantenimiento, Barato, Versátil

Contam.del líquido Presión

Diferencial 0.3 m ± 0.15 a ± 0.5% 150 200 Posible Interfase líquido

agarrotamiento Desplazamiento 0 - 25 m ± 0.5 % 100 170 Expuesto a Fácil limpieza,

corrosión robusto, interfases Conductivo Ilimitado - 80 200 Líquido conductor Versátil

Capacitivo 0.6 m ± 1% 80 - 250 200 - 400 Recubrimiento Resistencia,

del electrodo corrosión Ultrasónico 0.30 m ± 1% 400 200 Sensible a la Todo tipo de

densidad tanques y líquidos Radiación 0 - 2.5 m ± 0.5 a ± 2% - 150 Fuente radiactiva Todo tipo tanque y

s/contacto líquido Láser 0 - 2 m ± 0.5 a ± 2% - 150 Láser Todo tipo tanque y

s/contacto líquido

83

84

MEDIDORES DE FLUJO

Sistema Elemento Transmisor

Presión diferencial Placa de orificio conectado a Tobera un tubo en U, Tubo venturi a un fuelle o Tubo pitot un diafragma Tubo Annubar

Equilibrio de fuerzas

Área variable Rotámetro Equilibrio de movimiento Potenciométrico Puente de impedancias

Velocidad (Método directo)

Vertedero con flotador en canales abiertos. Turbina Sondas ultrasónicas

Potenciométrico Piezoeléctrico

Fuerza Placa de impacto Equilibrio de fuerzas Galgas extensométricas

Tensión inducida (Método directo)

Medidor magnético

Convertidor potenciométricos

Desplazamiento positivo (Método directo)

Disco giratorio Pistón oscilante Pistón alternativo Medidor rotativo Medidor paredes deformables

Torbellino Medidor de frecuencia de termistancia, condensador o ultrasonidos.

Medidores volumétricos

Oscilante Válvulas oscilante

-Generador tacométrico. -Transductor de impulsos. -Transductor de resistencias.

85

PLACAS DE ORIFICIO

Es el más simple y más barato, se puede construir de diferentes materiales resistentes al fluido. El más utilizado es el acero inoxidable, el cual debe ser pulido a espejo, su montaje o instalación debe ser perpendicular a la dirección del fluido.

86

87

VENTAJAS DE LAS PLACAS DE ORIFICIO.

Simples y sin componentes en movimiento.El orificio no necesita ser calibrado y es suministrado en amplio rango de tamaño y relación de diámetros.Ampliamente establecido y aceptado por la mayoría de los gases y líquidos.El precio es virtualmente independiente del tamaño de la tubería.

DESVENTAJAS DE LAS PLACAS DE ORIFICIO.

La relación entre flujo y diferencial de presión es cuadrática.Rango de flujo útil limitado.Alta pérdida de presión no recuperable.La precisión se deteriora por desgaste y daños.La presión se afecta por la densidad y viscosidad.El mantenimiento es necesario continuamente.

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TOMA DE PRESIÓN PARA PLACAS DE ORIFICIO

TOMA DE ESQUINA: Ambas tomas están localizadas en la cara adyacente de la placa, flujo abajo y flujo arriba.TOMA DE BRIDAS: Se localiza una pulgada antes y una pulgada después de las caras de la placa. Es el más común ya que las bridas están perforadas.TOMA DE RADIO: La toma flujo arriba es a un diámetro de distancia de la placa y medio diámetro flujo abajo.TOMA DE VENA CONTRACTA: Flujo arriba se coloca un diámetro y la toma flujo abajo; esta determinada por la relación de diámetros del orificio de la placa contra el diámetro interior de la tubería. Esta es la localización más exacta para medir flujo y desarrollar la mayor diferencia de presión.TOMA DE TUBERÍA: No son comunes por los altos errores de medición. Flujo arriba ocho diámetros y 2.5 diámetros corriente abajo.

89

Instalación de una placa de orificio, vena contracta.

La placa de orificio debe resistir la presión de operación para evitar deformaciones. Por lo común se utiliza los espesores siguientes:

Espesor de la placa Diámetro de la tubería 1.588 mm (1/16”) Hasta 10.16 cm (4”) 3.175 mm (1/8”) De 10.16 cm (4”) hasta 40.64 cm (16”) 6.350 mm (1/4”) Para más de 40.64 cm (16”)

90

REQUERIMIENTOS DE INSTALACION

FISICA

Para poder emplear la placa de orificio, el diámetro mínimo de la tubería debe ser de 2

pulg. y el máximo de 50 pulg.

Condiciones de operaciónQue la tubería sea circularQue la tubería sea horizontalQue el fluido circule a tubo llenoQue el diámetro de la tubería antes y después de la placa sea el mismoQue el interior de la tubería se encuentre limpio y libre de incrustaciones, al menos 10 diámetros aguas arriba de la placa y 4 diámetros después de la misma

91

Formulas para el calculo del orificio de una placa

Kβ2

=

q máx.

5.674 Fa Di2 (hm)½

0.016

Ve

½

Kβ2

=

q máx.

35.95 Fa Di2 Y

ρEST Tf

hm Pf

½

Kβ2

=

q máx.

5.674 Fa Di2

Gf

hm

½

RD=

6.316 W

Di µ

RD=

3160 ql Gf

Di µ

92

El Tubo de Venturi

permite medir el flujo de líquido que se mueve dentro de un ducto.

93

Tubo Venturi clásico H

Aplicación

Para la medición del flujo de gases, vapores y fluidos agresivos y no agresivos cuando es especialmente importante que haya poca pérdida de presión.

94

los tubos Venturi clásicos tienen una pérdida de presión muy baja. Al contrario que todos los demás transductores de presión, estos tubos necesitan unas longitudes de entrada más reducidas. En los tubos Venturi de gran tamaño hechos con láminas de acero, el peso es comparativamente mucho menor.

95

TUBO DE PITOTEste instrumento, generalmente esta constituido de dos tubos concentricos el cual esta instalado en ángulo recto. La parte perpendicular al fluido termina en un manómetro y mide la presión estatica y el otro tubo se conecta en dirección del flujo, es el que detecta la presión dinamica del proceso y esta tambien se encuentra instalada en el mismo manómetro diferencial.

96

TUBO ANNUBAR

Es una variante del tubo de Pitot. Pero es más preciso que esté, tiene una baja perdida de carga y se emplea para medidas de pequeños o grandes caudales.

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ROTÁMETRO

98

Rotámetro Serie L

Ideal para flujos bajos o pequeños, para gases y líquidos.

Rotámetro Serie TL

Diseñado para medición de flujos grandes de construcción robusta.

Rotámetro Serie H

Económico, robusto, fácil de instalar, rangos de flujos medianos.

Rotámetro Serie V Con o sin válvula opciones de sensores de flujo,

99

Tipos de vertederos

• Rectangular (60-2000 m3/h)

• Triangular o en V (30-2300 m3/h)

• Cipolleti o trapezoidal.

• Parshall (caudales > 30 m3/h)

Medidores de caudal en canales abiertos

(Vertederos)

100

Formula general para vertederos

Q = KlHn

Q = caudal en m3/hK = Constante que depende del tipo de vertederol = anchura de l garganta del vertederoH diferencia máxima de alturas, en mn = exponente que depende del tipo de vertedero

101

102

Vertedor tipo Parshall

Se emplea en aquellas aplicaciones en las que un vertedero no es siempre adecuado, cuando el líquido transporta sólidos o sedimentos en cantidad excesiva o bien cuando no hay altura de presión suficiente.

103

Descripción

Es de forma parecida al tubo Venturi y se identifican tres partes fundamentales

•Entrada•Garganta•Salida

104

105

Formas de descarga o caudal

• Caudal libre: la elevación del agua después de la estrangulación es lo suficientemente baja

• Caudal sumergido: el agua está a demasiada altura después de la garganta y vuelve hacia atrás

106

Q = KlHn

107

Ventajas

Es de diseño muy simple por lo tanto es económico

Determina el gasto con mucha preescisión, caudal libre error menor de 3%, caudal sumergido 5%

El problema de azolve es eliminado

Se puede prescindir de cámaras de reposo

La perdida de carga es muy pequeña

108

Un medidor de turbina es un rotor Un medidor de turbina es un rotor que gira al paso del fluido con que gira al paso del fluido con

una velocidad directamente una velocidad directamente proporcional al caudal.proporcional al caudal.

MEDIDORES DE TURBINAMEDIDORES DE TURBINA

109

¿Cómo está formado?¿Cómo está formado?

Consta de una longitud de tubería Consta de una longitud de tubería en el centro de la cual hay un rotor en el centro de la cual hay un rotor

de paletas, montado sobre de paletas, montado sobre cojinetes, soportado aguas arriba y cojinetes, soportado aguas arriba y

abajo por un dispositivo de abajo por un dispositivo de centrado tipo crucetacentrado tipo cruceta

110

El rotor esta equilibrado hidrodinámicamente y gira entre los conos anterior y posterior sin necesidad de

utilizar rodamientos axiales.

111

LimitacionesLimitaciones

Esta limitada por la viscosidad del Esta limitada por la viscosidad del fluido, debido al cambio que se fluido, debido al cambio que se

produce en la velocidad del perfil produce en la velocidad del perfil del liquido a través de la tubería del liquido a través de la tubería cuando aumenta la viscocidad. cuando aumenta la viscocidad.

112

MEDIDORES ULTRASÓNICOS

113

MEDIDOR MAGNÉTICO

La ley de Faraday establece que la tensión inducida a través de un campo magnético, es proporcional a la velocidad del conductor.

114

PLACA DE IMPACTO

Consiste en una placa instalada directamente en el centro de la tubería y sometida al empuje del fluido. La fuerza originada es proporcional a la energía cinética del fluido. La placa esta conectada a un transmisor neumático o bien a un transmisor eléctrico (donde la variación de resistencia esta en función del caudal).

115

Desplazamiento positivo

Miden el nivel en volumen contando o integrando volúmenes separados de

liquido. Existen cuatro tipos básicos de medidores:

Disco oscilantePistón oscilantePistón alternativoRotativosDiafragma

116

Medidor De disco oscilanteInduce un par de giro en el vástago Superior. El

par es pequeño, pero suficiente como para transmitir la información del giro del

disco. El caudal trasegado seráproporcional al giro.

Precisión: +/- 1-2 %, Caudal máximo: 600 l/min., Diámetro Tubería: Hasta 2 “

117

Características de figura anterior

Contador de fluidos, fabricado en polipropileno, ETFE y acero inoxidable. De SGS bombas

• Caudales entre 3 y 400 L/min. • Presiones de hasta 55 bar.

• Viscosidad de hasta 500.000 mPas. • Temperatura máx. 120…C. Tolerancia

de error de ±0,5 a 1%. • Protección IP-54 y Ex (zona clasificada). • Contador con predeterminador de litros. • Dispone de 10 memorias de productos.

APLICACIONES

Ácidos, alcalinos, disolventes, barnices, detergentes, cremas, shampoo,

glicerinas, concentrado de tomate, chocolate, etc.

118

Medidor de pistón oscilante

Se compone de una cámara de medida cilíndrica con una placa divisora que separa los orificios de entrada y de salida.

119

Medidor de pistón oscilante

120

Medidor de pistón alternativo

• Es el mas antiguo de los medidores de desplazamiento

positivo. El instrumento se fabrica en muchas formas : de varios pistones, pistones de

doble acción, válvulas rotativas, válvulas deslizantes horizontales.

121

122

Sistema birrotor

• Consiste en dos

rotores sin contacto

mecánico entre si

giran como únicos

elementos móviles

en la cámara de

medida.

123

Precisión: +/- 0.2 %

Caudal máximo: [0-

65000] l/min

Diámetro Tubería: 3 “- 12

”Ambos engranajes no tienen contacto

mecánico así mantienen una vida útil muy

elevada.

124

Proveen gran precisión en la medición de gran diversidad de líquidos, solventes, químicos de baja viscosidad, aceites,

grasas y bases para alimentos altamente viscosos.

Manejo de bajas presiones.

125

Medidor de rueda oval• Funcion• El elemento de medición comprende dos ruedas

dentadas ovales de precisión, que son movidas por el líquido y por tanto enrolladas. Una cantidad fija de líquido es transportada a través de compartimientos para cada vuelta del par de la rueda oval. Los imánes permanentes o los contactos de acero inoxidable son incrustados en las ruedas dentadas ovales.

• El movimiento rotatorio es convertido a una señal de pulso por los sensores eléctricos externamente acondicionados a la cubierta hidráulica. La cuenta de pulso es una medida de caudal. Las señales son evaluadas por electrónica.

126

Medidor de rueda oval• Aplicación• Los medidores de caudal de rueda oval se utilizan

para medir, y monitorear líquidos viscosos. • Esto dan lugar a diversos rangos de medición para

diversas viscosidades. Las ruedas dentadas ovales son manufacturadas de plástico de alta calidad.

127

Medidor de paredes deformables

O de membrana o de fuelle, esta formado por una

envoltura a presión con orificios de entrada y salida

que contiene el grupo medidor formado por cuatro

cámaras de medición.

128

Medidor de paredes deformables

129

TEMPERATURA

Las limitaciones del sistema de medida quedan definidas por:

Presión.Velocidad de captación de la

temperatura.Distancia entre el elemento de

medida y el aparato receptor.Por el instrumento indicador,

registrador o controlador necesario.

130

DIVERSOS FENOMENOS QUE SE APROVECHAN EN LA MEDICIÓN

DE TEMPERATURA.

a) Variaciones en volumen o en estado de los cuerpos (sólidos, líquidos o gases)

b) Variación de la resistencia de un conductor (sondas de resistencia).

c) Variación de resistencia en un semiconductor (termistores)

d) f.e.m. creada en la unión de dos metales distintos (termopares)

e) Intensidad de la radiación total emitida por un cuerpo (pirómetro de radiación)

f) Otros fenómenos utilizados en el laboratorio (velocidad de sonido en un gas, frecuencias de resonancia de un cristal)

131

1. Termómetros de vidrio.

2. Termómetro bimetálico.

3. Elementos primarios de bulbo y capilar,

rellenos de líquidos, gas o vapor (sistemas termales)

4. Termopares.

5. Pirómetros de radiación.

6. Termómetros de resistencias.

7. Termómetros ultrasónicos.

8. Termómetro de cristal de cuarzo.

INSTRUMENTOS

PARA MEDIR

TEMPERATURA

132

Termómetro de Vidrio

133

134

Los márgenes de trabajo de los fluidos empleados son:

Mercurio -35 ºC hasta +280 ºC

Mercurio (tubo capilar lleno de gas)

-35 ºC hasta +425 ºC

Pentano -200 ºC hasta +20 ºC

Alcohol -110 ºC hasta +5C

Tolueno -70 ºC hasta +100 ºC

135

Termómetros Bimetálicos

Se fundan en el distinto coeficiente de dilatación de dos metales diferentes, tales como latón, monel o acero y una aleación de ferroníquel o invar (35%.5% de níquel) laminados conjuntamente.

136

137

ELEMENTOS DE BULBO Y CAPILAR

Constituido por un bulbo conectado por un capilar a un espiral (medidor del tipo bourdon), lleno de líquido o gas, dependiendo de su clase. Este fluido al incrementarse la temperatura se expande y el espiral se desarrolla moviendo la aguja indicando la elevación de la temperatura en el bulbo.

138

CLASE I: Termómetro actuado por líquido. CLASE II: Termómetro actuado por vapor. CLASE III: Termómetro actuado por gas. CLASE V: Termómetro actuado por mercurio.

CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS

TERMALES

139

CLASE I ACTUADOS POR LÍQUIDOS

Tiene el sistema de medición lleno de líquido y su dilatación es proporcional a la temperatura. El volumen del líquido depende principalmente de la temperatura del bulbo, del capilar y del elemento de medición (temperatura ambiente).

140

CLASE II ACTUADO POR VAPOR

Contiene un líquido volátil y se basan en el principio de vapor, aumenta la presión del vapor del líquido, la presión del sistema depende sólo de la temperatura en el bulbo por lo tanto no se necesita la temperatura ambiente.

141

• CLASE II (A): Cuando la temperatura del bulbo es mayor que la temperatura ambiente, el capilar y el elemento de medición están llenos de líquido.

• CLASE II (B): Sí la temperatura del bulbo es más baja que la del medio ambiente, el sistema se llena de vapor.

• CLASE II (C): Opera con la temperatura del bulbo superior e inferior a la del ambiente.

• CLASE II (D): Trabaja con la temperatura del bulbo superior, igual e inferior a la temperatura ambiente, empleando otro líquido no volátil para transmitir la presión de vapor.

142

CLASE III ACTUADOS POR GAS

Estos termómetros están completamente llenos de gas, al subir la temperatura la presión de gas aumenta proporcionalmente. La presión en el sistema depende principalmente de la temperatura del bulbo, pero también del tubo capilar y del elemento de medición; siendo necesario compensar por la temperatura ambiente.

143

CASE V ACTUADOS POR MERCURIO

Estos son similares a los termómetros actuados por líquidos. Pueden tener compensación en la caja y compensación total.

144

TERMOPARES El termopar se basa en la circulación de

un corriente en un circuito formado por dos metales diferentes cuyas uniones (unión de medida o caliente y unión de referencia o fría) se mantiene a distinta temperatura.

145

Un termopar, es un circuito formado por dos hilos diferentes o aleaciones de metales diferentes, soldados en sus extremos y entre los dos hilos aparece una fuerza electromotriz (f. e. m.) que se origina por efecto de la temperatura.

Un termopar, permite por medio de su conexión al instrumento de medida, conocer la temperatura en su unión T1

Termopar encamisado Termopar de inserción

146

147

LEYES DEL COMPORTAMIENTO DE LOS TERMOPARES

1.- LEY DEL CIRCUITO HOMOGÉNEO: En un conducto metálico homogéneo no puede sostenerse la circulación de una corriente eléctrica por la aplicación exclusiva de calor.

2.- LEY DE LOS METALES INTERMEDIOS: Sí en un circuito de varios conductores la temperatura es uniforme desde un punto de soldadura A, a otro B, la suma algebraica de todas las fuerzas electromotrices es totalmente independiente de los conductores metálicos intermedios y es la misma que si se pusieran en contacto directo A y B.

3.- LEY DE LAS TEMPERATURAS SUCESIVAS: La f.e.m generada por un termopar con sus uniones a las temperaturas T1 y T3 es la suma algebraica de la f.e.m del termopar con sus uniones a T1 y T2 y de la f.e.m del mismo termopar con sus uniones a las temperaturas T2 y T3.

148

SELECCIÓN DE TERMOPARES

La selección de los alambres para termopares se hace en función a lo siguiente:

Resistencia adecuada a la corrosión.

Resistencia a la oxidación.Resistencia a la reducción.Resistencia a la cristalización.Que desarrolle un f.e.m

relativamente alta.Que sean establesQue sean de bajo costo.Que tengan baja resistencia

eléctrica.Que la relación entre la

temperatura y la f.e.m sean proporcionales (aproximadamente).

149

TERMO-POSO

En las siguientes ilustraciones pueden versé varios tipos de termopares con tubo de protección (termo-poso). El material del tubo de protección o vaina debe ser el adecuado para el proceso en donde se aplica, suelen ser de hierro, acero sin soldadura, acero inoxidable, inconel, cerámico, carburo de silicio, etc.

150

Termovainas con brida soldada para uso en altas presiones.

Termovainas roscadas torneadas de barra maciza para protección de termómetros y

sensores de temperatura.Termovainas roscadas

151

Termovainas roscadas torneadas de barra maciza para protección de termómetros y sensores de temperatura.

Termovainas roscadas

152

PIRÓMETRO DE RADIACIÓN

    Un pirómetro en un instrumento utilizado para medir, por medios eléctricos, elevadas temperaturas por encima del alcance de los termómetros de mercurio. Este término abarca a los pirómetros ópticos, de radiación, de resistencia y termoeléctricos.

153

ESTRUCTURA DE LOS PIRÓMETROS DE RADIACIÓN

El medio de enfocar la radiación que le llega puede ser una lente o un espejo cóncavo; el instrumento suele ser de "foco fijo" o ajustable en el foco, y el elemento sensible puede ser un simple par termoeléctrico en aire o en bulbo de vacío o una pila termoeléctrica de unión múltiple en aire.

154

USOS

El pirómetro de radiación se puede recomendar en lugar del termoeléctrico en los casos siguientes:

1. donde un par termoeléctrico sería envenenado por la atmósfera de horno 2. para la medida de temperaturas de superficies 3. para medir temperaturas de objetos que se muevan 4. para medir temperaturas superiores a la amplitud de los pares termoeléctricos formados por metales comunes 5. donde las condiciones mecánicas, tales como vibraciones o choques acorten la vida de un par termoeléctrico caliente 6. cuando se requiere gran velocidad de respuesta a los cambios de temperatura.

155

Diagrama esquemático de un pirómetro de radiación total (Fery)

Diagrama de un pirómetro de radiación visible

156

PIROMETRO DE INFRARROJO:

Invisible al ojo humano, puede medir temperatura menores de 700 °C.

157

Medición sin contacto por radiación infrarroja y por

contacto con termocupla tipo K

158

TERMOMETRO ULTRASÓNICO:Pede medir temperatura dentro del

intervalo de 2-20 K con una gran precisión. Su funcionamiento esta basado en la determinación de la velocidad del sonido en el gas helio. Esta velocidad es casi proporcional a la raíz cuadrada de la temperatura absoluta.

TERMÓMETRO DE CRISTAL DE CUARZO:

Mide la frecuencia de un oscilador de cuarzo en contacto con el cuerpo cuya temperatura se desea medir. Su margen de trabajo es de -80 a +250 °C y su presión es muy elevada, de +/- 0.0075 °C.

159

TERMÓMETRO DE RESISTENCIA:• Están basados en la propiedad de

los metales; que consiste en aumentar su resistencia eléctrica al calentarse.

• La siguiente ecuación expresa la relación temperatura-resistencia que se tiene.

• R = R0 ( 1+at+bt2+…+ctn)• R = resistencia a la temperatura t.• R0 = resistencia a 0 °C.• A,b,c = Coeficiente del metal de la

resistencia.

Los metales más comunes son: Patino, Niquel y Cobre

160

MEDIDA DE TEMPERATURA

RTD

161

CONTROLEl bucle de control típico está formado por

el proceso, el trasmisor, el controlador y un elemento final.

CIRCUITO DE CONTROL CERRADO RETROALIMENTADO

162

CIRCUITO DE CONTROL ABIERTO

CARACTERÍSTICAS DEL PROCESO

Los procesos presentan dos características principales:Los cambios en la variable controlada debido a alteraciones en las condiciones del proceso y llamados generalmente cambios de carga.El tiempo necesario para que la variable del proceso alcance un nuevo valor al ocurrir un cambio de carga. Este retardo se debe a una o varias propiedades del proceso: capacitancia, resistencia y tiempo de transporte.

163

CAMBIO DE CARGA: Es la cantidad total del fluido o agente de control que el proceso requiere en cualquier momento para mantener unas condiciones de trabajo equilibradas.

En general, los cambios de carga del proceso son debidos a las siguientes causas:

Mayor o menor demanda del fluido de control por el medio controlado.

Variaciones en la calidad del fluido de control.

Cambios en las condiciones ambientales.

Calor generado o absorbido por la reacción química del proceso (procesos exotérmicos o endotérmicos).

164

CAPACITANCIA: Es la medida de las características propias del proceso para mantener o transferir una cantidad de energía o de material con relación a una cantidad unitaria de alguna variable de referencia.

RESISTENCIA: es la oposición total o parcial de la transferencia de energía o de material entre las capacitancias.

TIEMPO DE TRANSPORTE: Es el tiempo que tarda cada instrumento en mandar una señal y así poder tener una corrección. El valor del tiempo de retardo depende a la vez de la velocidad de transporte y de la distancia de transporte.

165

MODOS DE CONTROLCONTROL ON-OFF

En la regulación todo o nada (on-off) el elemento final se mueve rápidamente entre una de dos posiciones fijas a la otra, para un valor único de la variable controlada.

166

CONTROL PROPORCIONALEn este sistema existe una relación lineal

continua entre el valor de la variable controlada y la posición del elemento final de control (dentro de la banda proporcional). Es decir, la válvula se mueve en forma proporcional al cambio de la variable.

En este modo de control la variable se estabiliza, pero nunca se fija en el punto de ajuste. Para lograr esto se requiere de una banda proporcional.

167

BANDA PROPORCIONAL

Es el porcentaje de variación de la variable controlada necesaria para provocar una carrera completa del elemento final de control. El valor de la banda proporcional de un instrumento particular, se expresa usualmente en tanto por ciento de su campo de medida total.

Ecuaciones que representan a este modo de control:Bp = (E2 – E1) / (Y2 – Y1)G = 1 / Bp

Y P =Bp

SP - E+ K

El valor de K = 0.5

168

CONTROL PROPORCIONAL MÁS UN INTEGRAL O RESET

El integral o el reset son ajustes que se dan al controlador para que la variable sea igual al punto de ajuste.

El reset es un ajuste manual y el integral se considera un ajuste automático.

169

En el controlador integral, el elemento final se mueve de acuerdo con una función integral en el tiempo de la variable controlada.

Ecuación que la representa es:

Acción correctiva proporcional: YpAcción correctiva del reajuste: Yp+iNúmero de veces que hace el ajuste el controlador: r = (Yp+i - Yp) / YpRespuesta del controlador:

Y p+i=

Bp

SP - E + (SP – E) * r * t

BpK +

Cuando la variable es igual al punto de ajuste K = 0

170

MODOS DE CONTROL ESPECIALES

MODO DE CONTROL EN CASCADA.

171

MODO DE CONTROL DE RELACIÓN

172

MODO DE CONTROL DE RANGO COMPARTIDO

173

VÁLVULAS DE CONTROL PARTES DE UNA VÁLVULA

174

ELEMENTOS DE UNA VÁLVULA

175

176

177

CARACTERÍSTICAS DE LA VÁLVULA

1) Lineal2) Igual porcentaje3) Apertura rápida

3

1

Carrera de la válvula

% Cv

2

Gráfica de diseño

178

2

3

1

Carrera de la válvula

% Q

Gráfica de operación

TIPOS DE ACCIONES EN LAS VÁLVULAS DE CONTROL

CON AIRE

FALLA DE AIRE

DIRECTAS

ABRE CIERRA

INVERSAS

CIERRA ABRE

179

TIPOS DE SISTEMAS DIRECTOS: Variable la válvula Variable la válvula INVERSOS: Variable la válvula Variable la válvula

SISTEMAS

180

TIPOS DE CONTROLADOR: DIRECTOS: Variable señal de salida del controlador Variable señal de salida del controlador INVERSOS: Variable señal de salida del controlador Variable señal de salida del controlador

181

Formulas para el calculo de la cv

1/2 Cv = Q

1/2

Cg = Q / (834 *Cf *P1 ) 1/2 Cg = W / (2.8 * Cf * P1

) Cs = W / (1.83 * Cf * P1 ) Cs = ( 1 + 0.0007 * Tsh * W ) / (1.83 * Cf * P1 )

Gf / ΔP

Gf * T

1 / Gf