Tecnología de Medición de Vacío: Funcionamiento y Aplicaciones de Transductores Industriales

Tecnología de Medición de Vacío: Principios y Tipos de Transductores Industriales

La medición de vacío en entornos industriales requiere de diversos dispositivos que operan bajo principios físicos específicos. A continuación, se detallan los principales tipos de transductores utilizados.

Transductores Mecánicos de Fuelle y Diafragma

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

• Limitación: No son adecuados para la medición de alto vacío.
• Acoplamiento: Pueden llevar acoplados transductores eléctricos del tipo de galga extensométrica o capacitivos.

Transductores Térmicos

Se basan en el principio de la proporcionalidad entre la energía disipada desde la superficie caliente de un filamento calentado por una corriente constante y la presión del gas ambiente, especialmente cuando el gas está a bajas presiones absolutas.

Transductor Pirani

Utiliza un circuito de puente de Wheatstone que compara las resistencias de dos filamentos: uno sellado en alto vacío en un tubo y el otro en contacto con el gas medido, el cual pierde calor por conducción. En este transductor, es la resistencia del filamento la que refleja la presión, en lugar de ser su temperatura.

Características Operacionales:

• Ventaja: Es compacto y sencillo de funcionamiento, pudiendo estar a presión atmosférica sin peligro de combustión.
• Inconveniente: Su calibración depende de la composición del gas medido.

Transductor Bimetálico

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

Transductores de Ionización

Se basan en la formación de los iones que se producen en las colisiones que existen entre moléculas y electrones (o bien partículas alfa en el tipo de radiación). La velocidad de formación de estos iones, es decir, la corriente iónica, varía directamente con la presión.

Transductor de Filamento Caliente (Elementos Electrónicos de Vacío)

Consiste en un tubo electrónico con un filamento de tungsteno rodeado por una rejilla en forma de bobina, la cual a su vez está envuelta por una placa colectora. El proceso de medición se desarrolla de la siguiente manera:

1. Los electrones emitidos por el filamento caliente se aceleran hacia la rejilla positiva.
2. Pasan a través de la rejilla y, en su camino hacia la placa colectora de carga negativa, algunos colisionan con moléculas del gas.
3. La corriente positiva formada es una función del número de iones y, por lo tanto, constituye una medida de la presión del gas.

Ventajas e Inconvenientes:

• Son muy sensibles y capaces de medir vacíos extremadamente altos.
• Su señal eléctrica de salida es lineal con la presión.
• Tienen el inconveniente de ser sensibles a la composición del gas, de tal modo que en ocasiones el filamento caliente provoca cambios significativos en su composición entre el volumen medido y el volumen contenido dentro del tubo electrónico.