Introducción a la instrumentación de presión

Comprender la instrumentación de presión es fundamental en diversas aplicaciones industriales, desde el control de procesos hasta los sistemas de seguridad. Esta guía ofrece una visión general de los dispositivos de medición de presión más comunes, sus principios de funcionamiento y aplicaciones típicas. Cada sección está diseñada para simplificar conceptos complejos, lo que facilita un aprendizaje eficiente y atractivo.

1. Manómetro de tubo Bourdon

Comúnmente utilizados en sistemas industriales, como calderas, los manómetros de tubo Bourdon funcionan según el principio de un tubo hueco y curvo que se deforma bajo presión interna.

Principio de funcionamiento:

• El fluido presurizado ingresa al tubo Bourdon curvo.
• El tubo se endereza ligeramente, transfiriendo este movimiento a través de un sistema de:
  • Biela
  • Segmento y engranaje de piñón
  • Puntero y dial
• A continuación, el puntero muestra con precisión el valor de la presión en un dial calibrado.

Grado de precisión:

La precisión se define como un porcentaje de la escala completa del error permitido.

• Las calificaciones comunes incluyen: 0,5, 1,0, 1,5, 2,0 y 2,5.
• Un número de calificación más bajo significa mayor precisión.
• Los grados 3 y 4 rara vez se emplean en aplicaciones críticas como sistemas de calderas debido a su menor precisión.

2. Manómetro de contacto eléctrico

Este instrumento es una versión mejorada del manómetro Bourdon, que integra contactos eléctricos para proporcionar funcionalidades cruciales de alarma y control.

Características:

• Equipado con contactos de límite superior e inferior.
• Activa una alarma o una respuesta automática cuando se superan los umbrales de presión.
• Se puede integrar perfectamente con relés y contactores para un control automático integral.
• Particularmente aplicable en entornos exigentes como sistemas de calderas de petróleo y gas.

3. Sensor de presión capacitivo

Estos sofisticados sensores detectan la presión midiendo con precisión el cambio en la capacitancia resultante de la deformación de un diafragma flexible.

Principio de funcionamiento:

• La presión aplicada hace que el diafragma flexible se desplace.
• Este desplazamiento altera directamente la capacitancia entre dos placas.
• La señal resultante se convierte luego con precisión en una salida eléctrica medible.

Tipos:

• Disponible en diseños de un solo extremo y diferencial.
• Los sensores de presión diferencial generalmente presentan aproximadamente el doble de sensibilidad que los de un solo extremo.

Ventajas:

• Alta sensibilidad, lo que permite mediciones precisas.
• Velocidad de respuesta rápida para aplicaciones dinámicas.
• Excelente resistencia a golpes y vibraciones.
• Diseño estructural simple y robusto.

4. Manómetro de fuelle

Este medidor es una opción ideal para medir cambios sutiles de presión, especialmente adecuado para sistemas de ventilación de calderas y tuberías de gas.

Principio de funcionamiento:

• La presión entra en la cavidad del fuelle especializado.
• Los fuelles se expanden generando un desplazamiento mecánico preciso.
• Este movimiento se transmite luego con precisión a un puntero a través de un mecanismo de engranajes.
• La lectura de presión en vivo se muestra directamente en el dial del instrumento.

5. Termómetros de presión

Estos instrumentos integrados utilizan un sistema sellado lleno de un fluido específico para convertir con precisión los cambios de temperatura en lecturas de presión correspondientes.

Componentes:

• Una esfera (sonda) colocada estratégicamente dentro de la zona de temperatura a monitorear.
• Un tubo capilar diseñado para transportar los cambios de presión.
• Un tubo Bourdon, que reacciona a los cambios de presión transmitidos.
• Un puntero que indica con precisión la temperatura en un dial calibrado.

Fluidos utilizados:

• Comúnmente lleno de líquidos, vapor o gases como el nitrógeno (elegido por su estabilidad).
• El rango de funcionamiento normalmente abarca desde -100 °C a +500 °C.

Aplicaciones:

• Esencial para el monitoreo continuo de la temperatura y funciones de conmutación automática.
• Ampliamente utilizado para circuitos de control dentro de diversos sistemas industriales.

6. Sensores de presión de galgas extensométricas

Estos sensores de alta precisión aprovechan los medidores de tensión para convertir la tensión mecánica directamente en cambios mensurables en la resistencia eléctrica.

Elementos clave:

• Un medidor de tensión unido meticulosamente a un sustrato sensible a la presión.
• El sustrato se deforma bajo la presión aplicada, alterando así la resistencia del extensómetro.
• Generalmente se emplea un circuito de puente de Wheatstone para medir con precisión los cambios de resistencia.
• Luego, la señal resultante se amplifica y digitaliza para obtener una salida precisa.

Variaciones:

• Disponible tanto en láminas metálicas como en tipos semiconductores.
• Los tipos de láminas metálicas también incluyen subtipos de alambre y lámina.

Casos de uso:

• Excelente para una integración perfecta en sistemas de control digital modernos.
• Ofrece alta precisión y está bien adaptado para aplicaciones de medición dinámica.

Conclusión: aprendizaje visual, habilidades prácticas

Ya sea que sea nuevo en instrumentación o simplemente esté actualizando sus conocimientos, estas guías animadas de instrumentación de presión están diseñadas para ayudarlo a comprender rápidamente los conceptos básicos y desarrollar una comprensión práctica.

Manténgase atento a guías más simplificadas sobre nivel, flujo e instrumentación analítica, todas diseñadas para que la automatización del aprendizaje no solo sea informativa sino también realmente agradable.