Manómetros electromecánicos - Complemento al Tema 1

Transcripción

1 Manómetros electromecánicos - Complemento al Tema 1 *Utilizan un elemento mecánico elástico, que puede ser un tubo Bourdon, espiral, hélice, diafragma, etc. *Un juego de palancas convierte la presión en una fuerza a en un desplazamiento mecánico. *Se combina con un transductor eléctrico que genera la señal eléctrica. 1.-Capacitivos: *El condensador está formado por dos placas entre las cuales se acumula energía eléctrica cuando es recorrido por una cierta tensión. Dicha acumulación es constante mientras la distancia entre las placas sea constante. Esta capacidad de acumulación se conoce como capacitancia. *Las dos placas rígidas del condensador están separadas por un diafragma de metal o metal recubierto de cuarzo. *Un lado de esa placa está expuesto a una presión de referencia y el otro lado a la presión del proceso a medir. *Según la presión del proceso sea mayor o menor, el diafragma se deforma más o menos, haciendo variar la distancia del diafragama a la placa, variando la capacitancia. *Su uso es muy extendido *Su rango varía, va desde micropresiones hasta psi. *Su deriva es muy baja. *Su exactitud varía entre 0,1 y 0,01% *El error por la temperatura es del 0,25% por cada 1000ºF *Para presiones diferenciales y absolutas muy bajas. *Tienen respuesta rápida, ya que la distancia que puede recorrer el diafragma es pequeña. 2.-Resistivos:

2 *Existe una resistencia variable o potenciómetro cuyo terminal móvil está conectado al exterior de un Bourdon o fuelle. El movimiento del terminal móvil del potenciómetro convierte la deflexión del sensor en una señal eléctrica. *La naturaleza mecánica del enlace entre el elemento móvil del potenciómetro y el extremo del Bourdon, fuelle o diafragma, introduce errores. *La temperatura causa errores por la dilatación de los materiales. *El desgaste de los componentes introduce error. *Su coste es bajo *La exactitud varía entre el 0,5% y el 1% de la salida a fondo de escala, sin incluir deriva y efectos de temperatura. 3.-De hilo resonante: *Desarrollados a finales de *Consiste en un hilo sujeto a un punto fijo en un extremo y conectado a un diafragma en el otro. *El oscilador del aparato causa que el hilo oscile a una frecuencia dada (es como el dedo que pulsa una cuerda de una guitarra). *Cuando hay un cambio en la presión, el diafragma cambia la tensión en el hilo y varía su frecuencia de oscilación *Se utiliza para bajas presiones diferenciales, presiones relativas y absolutas. *Genera una señal digital directa. *Es sensible a la variación de temperatura. *Rango desde 10 mmhg a 750 m agua. *Su exactitud es del 0,1 % del alcance.

3 *Error por temperatura de 0,2% por cada 1000ºF 4.-Piezoeléctricos: *Cuando un cristal es sometido a un esfuerzo mecánico, se genera una carga eléctrica proporcional al esfuerzo. *En un cristal la señal generada decae rápidamente, cuando no hay variación en el esfuerzo aplicado, esta característica los hace inservibles para mediciones estáticas pero muy útiles para mediciones dinámicas. *Rango entre 5000 y psi *Autogenera señal eléctrica. *Es sensible a la temperatura, necesita cableado y amplificación especial. 5.-Ópticos: *Existe un diodo que emite luz y dos células receptoras opuesto al mismo. Una célula receptora está por encima de la segunda.

4 *Por otro lado existe una lámina unida a un diafragma, que sube y baja según le sea comunicada la presión. Según este suba o baje, la lámina a la que está unida también lo hace y bloquea parcial o totalmente (según su movimiento) la recepción de luz en la célula inferior (recibe más o menos luz) *La célula superior nunca se tapa, por lo que sirve de referencia. *Según sea la diferencia de luz recibida entre ambas células receptoras, así es la presión. *No son afectados por la temperatura. *No necesitan un mantenimiento continuo *Tienen buena estabilidad y larga duración. * psi *Exactitud del 0,1% 6.-Pirani *La conductividad térmica de un gas cambia con su presión en el vacío. *Existe un hilo sensor que se caienta y se mantiene con energía eléctrica a una temperatura constante. Según cambie la presión, cambia la temperatura del cable, y se gastará más o menos energía eléctrica en mantenerlo a la misma temperatura. *El rango va desde 10-2 a 10-4 Torr. *Son baratos *Exactitud del 2%. *Si el hilo es de tungsteno-oro-plata, compensa los errores de temperatura. CONSIDERACIONES: *Es preferible una buena reproducibilidad que una gran exactitud. *La temperatura ambiental afecta a presiones muy bajas ( se pueden poner compensadores). *Es mejor instalar pocos y fiables. *Las vibraciones y condensados pueden dar fallos

5 SELECCIÓN: *Es suficiente un transductor con señales entre 100 y 250 mv *Los armazones deben tener en consideración la exposición a líquidos, gases corrosivos si es el caso. *Es preferible que el rango sea el menor posible para minimizar el error. *Escoger un aparato con protección a sobrepresión adecuada, suelen tener una propia protección a sobrepresiones de entre el 50 y el 200% del rango. -Para picos muy altos y de poca duración se pueden acoplar snubbers -Para picos altos y de larga duración, se pueden poner válvulas de alivio. MANTENIMIENTO: *Recalibración periódica (servicio técnico especializado) o sustitución.