Control de Procesos: Instrumentos de Medida

Control de procesos INSTRUMENTOS DE MEDIDA

¿En qué tres grupos se clasifican los instrumentos de medida?

• ANALÓGICA: la señal es continua y puede mostrar infinitos valores
• DIGITAL: la señal es discontinua y solo puede tomar dos valores (0 o 1), sin pasar por valores intermedios
• NEUMÁTICA: son las señales de presión de aire en una tubería que cambia la presión de aire en proporción al cambio de medida

Lazo de control, clasificación de los instrumentos

Elementos primarios: obtienen una señal que sirve al sistema para generar una medición

Transductores: modifica la señal para que sea procesada más fácil (eléctrica o neumática)

Transmisor: convierte la señal del transductor en señal estándar

Instrumento indicador: escalas graduadas capaces de indicar la variable medida

Instrumento registrador: planilla sobre papel calibrado

Instrumento ciego: no hay indicación de la variable

Controladores: comparan la variable controlada con el valor deseado

Actuadores: elemento final de control, recibe la señal del controlador.

¿En qué grupos se clasifican los instrumentos de medida?

• Medidores de presión
• Medidores de nivel
• Medidores de temperatura
• Medidores de caudal

¿Qué es un transductor?, realiza un esquema

El transductor modifica la señal que proporciona el sensor para que sea procesado más fácilmente

Sistemas de transducción de señal: desplazamiento lineal

Transforma la señal mecánica en eléctrica y neumática, se utilizan para medir variables de presión, nivel y temperatura.

• Potenciómetros
• Transformador diferencial
• Condensadores
• Galga extensométrica

Explicar funcionamiento de transductor piezoeléctrico

Cuando materiales cristalinos son sometidos a una deformación debido a tensión mecánica, aparecen cargas eléctricas opuestas, la carga eléctrica es proporcional a la tensión mecánica.

Explicar funcionamiento de transductor piezorresistivo

Modifican su resistencia eléctrica al ser sometidos a una tensión mecánica

Explicar funcionamiento de transductor neumático

Convierten el desplazamiento de un elemento en una señal neumática. Se suministra aire a presión constante, la presión de salida del aire depende de la distancia entre tobera y obturador.

Control de procesos MEDIDORES DE PRESIÓN

Define:

Presión relativa o manométrica: se define por un elemento que mide la diferencia entre la presión absoluta y la atmosférica (manómetro)

Presión atmosférica: es la presión ejercida por la atmósfera terrestre (barómetro)

Presión absoluta: se mide con respecto al cero absoluto de presión

Presión de vacío: es la presión medida por debajo de la atmósfera (vacuómetro)

Escribe las fórmulas de presión, indica sus unidades:

P= F/S (presión) P: d .g h (presión hidrostática)

¿Cómo se relacionan las presiones anteriores?

Presiones por encima atmosférica (p abs = p manométrica + p atm)

Presiones por debajo atmosférica (p abs = p manométrica - p atm)

¿Con qué instrumento se mide cada presión?

P.Atmosférica (barómetro)

P.Manométrica (manómetro)

P.Vacío (vacuómetro)

Tipos básicos de me manómetros en columna de líquido

• El tubo en U
• El tubo en U diferencial
• El de tubo inclinado

Diferencia entre manómetro inclinado y manómetro de tubo en U

El manómetro inclinado tiene mayor precisión que el manómetro en de tubo en U

Explica el manómetro Bourdon

Consta de un tubo transversal cerrado por un extremo. Al aumentar la presión sobre el extremo cerrado el tubo de desplaza hacia afuera y al disminuir la presión, vuelve a su sitio. El extremo cerrado está unido a una aguja que se mueve sobre una escala

Tipos de Bourdon

• Bourdon en espiral
• Bourdon helicoidal

¿Cómo funcionan los manómetros de fuelle y diafragma?

Manómetro fuelle: tiene un elemento elástico en forma de fuelle, al que se le aplica la presión a medir, esta presión estira el fuelle y el movimiento de su extremo libre es el movimiento de la aguja indicadora

Manómetro diafragma: la presión actúa sobre un diafragma elástico que se deforma, esa deformación se convierte en el movimiento de la aguja indicadora.

Definir:

Manovacuómetro: medidor capaz de medir presiones por encima y por debajo de la presión atmosférica. Su cero se encuentra en el centro. (en una misma escala)

Presostato: Interruptor de presión, cierra o abre el circuito eléctrico dependiendo de la presión del fluido

Control de procesos INSTRUMENTOS DE NIVEL DE MEDIDA

¿Qué son y cómo funcionan los medidores de nivel locales?

Son unos medidores que permiten una lectura de nivel de líquido junto al depósito, se coloca en vertical y en paralelo, funciona por vasos comunicantes. (nivel de vidrio armado, niveles magnéticos, medidores de regleta, flotador con potenciómetro)

Ejemplos medidores locales:

• Medidores de nivel locales

Transmisores de nivel

• Radioactivos
• Por burbujeo
• Capacitativo
• Ultrasonidos
• Presión diferencial

Interruptor de nivel

• Vibratorios
• Ópticos
• Flotador
• Microondas
• Paletas rotativas
• Membrana sensitiva

Med tanques o esferas

• Radar

¿Qué es y cómo funciona un medidor magnético?

• Tubo vertical y en paralelo al depósito y se basa en el principio de vasos comunicantes
• Contiene un medidor y un imán que modifica la posición de los flippers (láminas blancas y rojas)
• Apropiado para líquidos corrosivos y peligrosos

Explica y dibuja el funcionamiento de un medidor de nivel por flotador directo

• Está formado por un flotador un sistema de cuerdas y poleas, un contrapeso y una escala exterior
• A más nivel de líquido, el nivel de la escala estará más inferior y viceversa
• Baja exactitud, fallos mecánicos

¿Cómo funciona un medidor de nivel por ultrasonidos?

• Mide el tiempo de dos pulsos (fondo depósito y superficie de líquido) a mayor tiempo entre ellos, mayor nivel de líquido
• Emite ondas ultrasónicas
• Muy preciso y exacto pero es muy caro

¿Qué función realiza un transmisor de nivel?

Es un transmisor que convierte la medida de nivel en una señal eléctrica o neumática y se transmite para visualizarse a distancia

¿Qué es un transmisor de nivel diferencial?

El nivel es directamente proporcional a la presión hidrostática que ejercen las columnas de líquido del depósito

Explica el transmisor de nivel capacitativo

• Utilizado en tanques de combustible
• Está formado por dos tubos conductores concéntricos y en medio hay aire o combustible.

Ventajas e inconvenientes de un transmisor radioactivo

• Formado por una fuente de radiación y un detector colocado fuera del tanque
• Ventajas: se puede utilizar a altas temperaturas y con sustancias corrosivas
• Inconvenientes: peligrosidad por la radiación y las sustancias radioactivas

Interruptores de nivel: indican nivel de alta o baja, NO nos da una medida continua

Medidor de nivel por paletas rotativas

Un motor hace girar unas paletas, cuando el producto llega a la altura deseada, el motor deja de girar. Se utiliza en medidas de sólidos

Medidor de nivel por flotador

Es una bola asociada a un contacto eléctrico, cuando flota hay nivel y señal. Cuando NO flota no hay nivel ni señal

Medidor de nivel por burbujeo

Se inyecta aire en la base del depósito, el nivel es proporcional a la presión necesaria para que las burbujas lleguen a la superficie. Se utiliza en tanques abiertos y balsas enterradas.

Medidor interruptor nivel óptico

Consta de un led y un detector en un prisma. El led se refleja en el prisma en el caso que el fluido no llegue al interruptor. Cuando llegue, parte de esa luz se transmitirá al fluido.

Medidor de nivel vibratorio

Diapasón que vibra a una determinada frecuencia, se usa en líquidos sólidos y pulpas. Cuando no hay producto la vibración es al 100% y si hay producto, la vibración se amortigua

Medidores sensitivos

La presión en la membrana proporciona el nivel

Medidores de nivel tanques o esferas

Se utiliza para depósitos y tanques de grandes dimensiones de materias primas o productos finales. Tienes mucha exactitud y el precio es alto

Medidores radar

Es una cabeza que emite una señal microondas y detecta el eco proporcional a la altura del producto. Se acopla a sondas de temperatura