I3 Medicion de Presion

7/25/2019 I3 Medicion de Presion

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MMeedidiccinin dede PrPresesinin

I. Fundamento TericoFundamento Terico

Definicin de presin

Es la fuerza por unidad de superficie, cuando la fuerza es perpendicular a dicha superficie. Esto es lo que ocurrecomnmente en fluidos confinados.

Referencias de presin

La presin siempre se mide respecto a una referencia o valor patrn, la cual puede ser el vaco absoluto u otra presincomo en el caso ms comn en que se trata de la presin atmosfrica. Sen la referencia de presin utilizada se le dannombres distintos a las medidas de presin.

Presin absoluta

Es la presin referida al vaco absoluto.

Presin manomtricaEs la presin referida a la !presin atmosfrica.

Presin de vaco

Es la presin referida a la presin atmosfrica pero por deba"o de ella.

Presin diferencial

Es la diferencia entre dos presiones cualesquiera

Presin atmosfrica

Es la presin e"ercida por el peso de la atmsfera sobre la tierra. #S nivel del mar esta es de apro$imadamente %&' mmde ( , )*.% psia o )'' +a. En -erida que se encuentra a apro$imadamente )&'' metros de altitud esta es de

apro$imadamente / +a.

Presin baromtrica

Es la medida de la presin atmosfrica la cual vara levemente con las condiciones climticas.

0

. absoluta

. diferencial)

. manomtrica

. vaco

. atmosfrica

. baromtrica

1aco absoluto


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Unidades de presin

Las unidades de presin e$presan una unidad de fuerza sobre unidad de rea. Las ms usadas son +2cm0, psi3lbf2pul04, ascal 352m04, bar, atmsfera, 6orr 3mm de columna de (4.La siuiente tabla resume los factores de conversin de las unidades de presin ms comunes.

psi a +2cm0 7ar #tmsfera 6orr 8m (09ul(09

ul (

psi)

&:&./ '.'%'; '.'&: '.'&' /).%)/ %'.;) 0%.& 0.';&a '.''')*/ ) '.'''')'): '.'''') '.''''':% '.''%/ '.') '.'';: '.'''0:+2cm0 )*.00 :'&% ) '.:'% '.:&% %;/./ )''' ;:;.% 0.:&

7ar )*./' )''''' ).'): ) '.:&: %/'.'&0 )'0* *').*& 0:./;#tmsfera )*.%' )');0/ ).';;0 ).');0/ ) %&' )';; *'&.% 0:.:0

6orr '.'):;* );;.;0 '.'');/: '.'');; '.'');)& ) ).;/: './;/0 '.';:*8m (09 '.')*0 )'' '.'')' '.''': '.''':& '.%;/& ) '.;:;% '.'0:ul (09 '.';&) 0/*.& '.''0/* '.''0*: '.''0*& ).&; 0./*' ) '.'%;//ul ( '.*:)0 ;;& '.';*/ '.';;; '.';;* 0/.*' ;*./; );.& )

PresPresiinn eenn fluifluiddosos

Fluidos estticosEn un fluido esttico la presin en un punto dado es iual al peso de la columna de lquido por unidad de rea. la presin dinmica.

Presin de estancamiento

Es la presin resultante de la presin esttica ms la presin dinmica. Su valor ser el de la presin cuando el fluido sedesacelera hasta obtener una velocidad cero en un proceso sin rozamiento.

resinesttica

resin deestancamiento


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MMeedididdororeess dede prpreesinsin dede cocolluummnana dede llququiidodoEs el ms simple, directo > e$acto de todos los mtodos utilizados en la medicin de presin.6raba"an aprovechando el principio de los vasos comunicantes, > utilizan el efecto de la presin de una columna delquido para la indicacin del valor de la presin medida.or lo eneral estn limitados a la medicin de presiones diferenciales por deba"o de los 0'' +a 3?;' psi4. Esto debido

a la resistencia del material del tubo 3vidrio eneralmente4 > a la lonitud que deberan tener estos para presionesma>ores.El ms conocido de estos instrumentos es el manmetro de tubo en @, pero e$istes otras variantes que utilizan el mismo

principio.

Tipos de medidores de presin de columna de lquido

Manmetro de tubo en U

Este medidor consta de dos tubos transparentes de misma seccin transversal que estn conectados por su parte inferior,>a sea por un tubo del mismo material o por un material distinto. ordensidad que el fluido del proceso a medir > que nos sea miscible en el, aua para aire o mercurio para aua pore"emplo.

) 0 ) 0

Aluido del proceso

l

#) B #0

Lnea de cero h

Lquido manomtrico

m

) B 0 ) C 0


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Manmetro de pozo y vaso alargado

Este es una modificacin del manmetro de tubo en @ en donde uno de los tubos tiene una seccin transversal de ma>orrea que la otra. Esto permite realizar la lectura de la presin directamente con la posicin de la superficie del lquido enel tubo de rea menor, con una ma>or precisin > permite medir presiones ma>ores.

) 0 ) 0

Aluido del procesol

#0D h

#)

Lnea de cero

Lquido

F m

) B 0 ) C 0


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Manmetro de pozo y vaso inclinado

Este es una variacin del manmetro de pozo > vaso alarado en donde el vaso alarado se inclina con el fin de darlema>or precisin al instrumento. Esto >a que para un mismo desplazamiento vertical del fluido, el desplazamiento de estesobre el tubo ser ma>or.

0)

Aluido del proceso #0

l

D h#)

Lnea de cero

G

Lquido manomtrico

m

) C 0


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rotar el anillo. El contrapeso 3W4 contrarresta esta fuerza hasta alcanzar una posicin de equilibrio como en el caso deuna balanza. En ese momento la posicin de la au"a indicar directamente en una escala el valor de la presin.

)) 0

0

' 'r h

dA

H H

a) B 0

) C 0

Las ecuaciones que rien el funcionamiento de este sistema son=eso del liquido B peso del contrapeso=

h#r =Ha

hAr =Wd sin

or otro lado=P) P0 = mh

or lo tanto=

9bsrvese que en este instrumento lapresin es directamente proporcional a

K sin , donde K es una constante delmedidor que depende de sus parmetros eomtricos. En este instrumento la densidad del lquido manomtrico no tieneninuna influencia sobre la medida.

Manmetro de campana invertida

Este instrumento utiliza el lquido solamente como elemento de sello, mientras que la medida de presin se realiza porun balance de fuerzas entre la presin e"ercida por el proceso por el rea sobre la cual acta, la presin de referencia porla misma rea > un otra fuerza que limita el movimiento como por e"emplo un resorte u otra campana.Este instrumento consta de un tanque en donde se coloca un fluido de sello en el cual se sumere un vaso o campana enforma invertida dentro del cual actuar la presin del proceso. #l aumentar la presin dentro del vaso este tratar deelevarse por efecto de la fuerza que esta e"erce. @n resorte ubicado en la parte e$terior del vaso producir una fuerzaopuesta proporcional al desplazamiento producido en el vaso. @na vez que las dos fuerzas en contraposicin seencuentren en equilibrio, la posicin de una au"a conectada fsicamente al vaso indicar el valor de la presin.


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0

# x

)

La ecuacin que rie el funcionamiento de este sistema es=

Se pueden adicionalmente hacer otros arrelos con este tipo de medidor, por e"emplo un medidor de dos campanas parapresin diferencial

L L

d

#H#

I

) 0


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En este caso la ecuacin que rie el sistema es= P) P0

=

Wdsin

AL

Lquidos manomtricos

El lquido manomtrico debe seleccionarse funcin de sus caractersticas > del proceso a medir.El primer parmetro en esta seleccin es el rano de presiones que se quiere medir, en funcin de esto=

ara ba"as presiones 3' a % +a ? ) psi4 se deben usar lquidos inornicos de ba"a densidad.

o #ceiteso Jlicerina ara presiones medianas 3' a )% +a ? 0./ psi4 se puede usar aua.

K ara presiones altas 3' a %' +a ? )' psi4 se debe usar mercurioLos lquidos manomtricos ms usados son el aua > el mercurio.

Ventajas y desventajas del agua y del mercurio

1enta"as alun aente para disminuir la tensin superficial.

Luidos selladores

En alunos casos en los que el fluido del proceso puede ser corrosivo o miscible para el lquido manomtrico se puedeusar un lquido sellador, que permite aislar el proceso del manmetro. En este caso se deber tomar tambin en cuenta el

peso especfico de este lquido.or e"emplo=En el sistema mostrado obtener la e$presin para P0 P) , se supone que inicialmente los lquidos estn en equilibrio

en

la lnea cero

(aciendo un balance estticoP0 + (X + h d)) =P0 + h 0 + (X + Y ))

ualando los volmenes desplazados

;Ad = 0AY Y =;

d0


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O G O h P d F

0

#)# 0#

;# Lnea de cero

Gd

h

Lquido sellador

)

Lquido

0

!!eennssororeess dede pprresesiinnEstos elementos transforman la variable presin en un desplazamiento.ara ello utilizan la propiedad de los materiales de deformarse dentro delrano elstico cuando se someten a un esfuerzo > reresar a su posicincuando cesa el esfuerzo aplicado. Sabiendo que en este rano la relacinesfuerzo deformacin es lineal.

E =

=

F A

L L

Dona elstica


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6ipo 8 6ipo Espiral 6ipo (elicoidal

En el tubo 7ourdon el tubo forma un arco de alo ms de )' rados, en el tipo espiral el tubo da ms de una vueltaalrededor del e"e reduciendo el dimetro en cada vuelta para formar una espiral > en el helicoidal el tubo tambin da msde una vuelta alrededor de su e"e pero en vez de reducir el dimetro este se deforma tambin en la otra direccin paraformar un helicoide.#l aumentar la presin en el interior del tubo ste tiende a enderezarse > producir un desplazamiento en el e$tremolibre, el cual es proporcional a la presin aplicada.La le> que relaciona este desplazamiento con la presin es comple"a debido a la forma comple"a de estos instrumentos,

por ello se han determinado ecuaciones empricas e$perimentales para stas relaciones.La linealidad del tubo suele ser de apro$imadamente './Q de la defle$in m$ima > en muchos casos una desviacinm$ima de )Q es permisible. La sensibilidad de estos instrumentos es e$celente obtenindose respuestas hasta de '.')Qen alunos de ellos.

Materiales de construccin de tubos !ourdon

Grupo 1: aleaciones endurecidas por deformacin

Latn 38obre O zinc O estaRo 8obre O zinc4

7ronce fosforoso 3Asforo O bronce4 7ronce silicio #cero ino$idable austentico -onel

Son materiales fciles de traba"ar, resisten corrosin.Sirven para medir medianas > ba"as presiones= 7a"as= ' a %'' +a 3? )'' psi4

-edia= %'' a ;/'' +a 3? )'' a /'' psi4K #lta= ;/'' a %'''' +a 3? /'' a )'''' psi4Grupo 2: Aleaciones endurecidas por precipitacin 8obre O berilio

-onel + conel G

Son ms difciles de traba"ar pero permiten la construccin de tubos de ran precisin > resisten mu> bien a lacorrosin=Se utilizan para medir medias > altas presiones.

Grupo 3: Aleaciones con tratamiento trmico


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#cero #5S *);' #cero #5S &;'

#cero #5S *';

#cero ino$idable martensitico

La facilidad de traba"o del material es intermedia entre los dos rupos anteriores > as como la resistencia a la corrosin.

Se utilizan para medir altas presiones.

"angos de presin#

El rano de presin depende principalmente del material con el cual est fabricado el tubo > puede abarcar valores -anmetro= desde ' a ;/ +a 3? / psi4 hasta ' a %'''' +a 3? )' ''' psi4.1acumetro= de N)'' a ' +a 3? N;' a ' (4

$ise%o de &ubos !ourdon

La e$presin que relaciona la defle$in

anular con la presin es=

x

y

z t =K

P

R

A

A

B= laro > ancho de la seccin del tubo

t= espesor del tuboR= radio de curvatura del tubox,y >z= constantes determinadase$perimentalmente.

U

1ista

P

#

Seccintransversal

"l Diafra%ma

El diaframa es un disco metlico 3o no metlico4 al cual se le han hecho corruaciones circulares concntricas. Ese seacopla a una ca"a por la cual se introduce la presin a medir, midiendo este la diferencia de presin e$istente entre lasdos caras del diaframa.

0 d 0 d

)


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La fuerza de presin oriina una defle$in en el centro del disco la cual es proporcional a la presin aplicada.Los diaframas metlicos emplean directamente la caracterstica elstica del material, mientras que los no metlicostienen por lo eneral un resorte calibrado cu>a fuerza se opone al movimiento.

Estos elementos se usan por lo eneral para medirpresiones diferenciales ba"as o presiones de vaco.La sensibilidad de estos instrumentos suele ser mu>rande pudiendo detectar comnmente valores del

'.') Q de la presin para la cual fue diseRado.)

8psula simple 30d4

)8psula doble 3*d4

8uando dos diaframas iuales se unen por susperiferias hermticamente se obtiene una cpsula.Esta produce una ma>or defle$in para una misma

presin aplicada

Materiales de construccin para diafragmas

MetlicosK LatnK 7ronce fosforoso

K 8obre berilio

K #cero ino$idable

K -onelNo metlicos

K 5eoprenoK 6efln

K olietileno

K 8uero

Estos resisten ma>or corrosin, pero se usan para presiones ms ba"as.

"angos de presin#

El rano de presin depende principalmente del material con el cual est fabricado el tubo > puede abarcar valores -anmetro= desde ' a ).0 +a 3? /V(094 hasta ' a //'' +a 3? '' psi4.

1acumetro= desde N).0 a ' +a hasta N)'' a ' +a 3? N;' a ' (4

$ise%o de diafragmasA

La ecuacin que relaciona la defle$in ene lcentro del diaframa con la presin aplicadaes= Da

d =KN

(P

P )D

*

t

)./ )' a de las corruaciones deldiaframa

N= nmero de cpsulasP = presin aplicada 3psi4P'= presin inicial 3para d B '4 3psi4

A

Seccin ## 1ista


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Da= dimetro activo del diaframa 3pul4t= espesor de la pared del diaframa 3pul4

Se puede observar en la frmula que la defle$in es proporcional a la cuarta potencia del dimetro activo. or lo tantoduplicando el dimetro se obtendr un desplazamiento )& veces ma>or para la misma presin.ara diaframas no metlicos se debe tomar en cuenta en el diseRo la fuerza e"ercida por el resorte.

"l fuelle

Este elemento consiste en un tubo de material fle$ible con uno de sus e$tremos empotrado > conectado al proceso alcual se le quiere medir la presinW > el otro cerrado > libre de moverse.ara producir fle$ibilidad del tubo se hacen corruaciones o convoluciones circulares sobre las paredes del tubo, de talforma que este traba"e como un resorte helicoidal.

P P

Auelle Auelle con resorte

ara aumentar el rano de presin o la vida til del fuelle se acostumbra acoplarlo a un resorte interno o e$terno.Estos elementos se usan principalmente para medir ba"as presiones.

$ise%o de fuelles

Los fuelles se diseRan haciendo un equilibrio defuerzas sobre la pared o cara mvil del mismo.ara un fuelle sin resorte tendremos=

F =PAe =K fxK P

P = fAex

xDe Df


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n

7ronce fosforoso -onel

K #cero ino$idableN metlicos 5eopreno 6efln

K olietileno"angos de presin#El rano de presin depende principalmente del material con el cual est fabricado el tubo > puede abarcar valores -anmetro= desde ' a './ +a 3? '.0V(094 hasta ' a %''' +a 3? )''' psi4.

K 1acumetro= desde N'./ a ' +a hasta N)'' a ' +a 3? N;' a ' (4

MMaannmemettrosros mmeeccniniccososLos manmetros mecnicos se componen principalmente de los siuientes elementos funcionales=

@n sensor de presin, tubo de 7ourdon, fuelle o diaframa @n mecanismo de amplificacin= cremallera piRn, mecanismo de cuatro barras u otro=

@n sistema de indicacin que consiste en una au"a indicadora sobre una escala calibrada en unidades de

presin.

6ubo de7ourdon

ivote

iRn ivote

8remallera 7razoarticulado


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Transductor resistivo

Este elemento est conformado por un potencimetro 3resistencia variable4 en donde la ua mvil 3elemento quepermite variar la resistencia4 est conectada a un sensor de presin 3diaframa, fuelle o tubo 7ourdon4, eldesplazamiento producido por el sensor de presin producir un cambio en la resistencia del potencimetro. La medidadel valor de esta resistencia ser entonces proporcional al valor de la presin del proceso, > se puede calcular con lae$presin=

ei

e =

R0 R)

El elemento de resistencia puede ser=

K Jrafito depositado Uesistencias bobinadas e'

Este elemento es mu> usado, >a quesu eficiencia elctrica es alta > enerasalidas suficientes para alimentar otroselementos sin necesidad de

amplificacin.Su precisin es pequeRa, del orden del0 Q.

Auelleivotes

Ventajas $esventajas

Salida alta @sualmente requiere ran tamaRoEconmico osee una alta friccin mecnicaSe puede usar con corriente alterna o continua 6iene una vida limitada

5o es necesario amplificar o acoplar impedancias Es sensible a vibraciones o choquesUequiere un ran desplazamiento por lo cual el sensor de

presin debe ser relativamente rande

6iene una ba"a respuesta a la frecuencia fino o por un material semiconductor, el cual al estirarse

produce un cambio en la seccin transversal del alambre o en el reatransversal del semiconductor. El cambio de seccin transversal de este

alambre hace que cambie su resistencia elctrica, este cambio de resistenciaser proporcional a la deformacin al cual est sometido el e$tensmetro.E$isten varios tipos de transductores e$tensomtricos=


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'algas no cementadas

En este caso el e$tensmetro no se adhiere en toda su superficie, sino que los e$tremos de los hilos de este descansanentre una armazn mvil > una fi"a, sometido a una liera tensin inicial. En este caso se trata eneralmente de medir elale"amiento entre las dos paredes, que suelen ser las dos caras de un diaframa.

E$tensmetro

Jala cementada Jala no cementada

'algas de silicio difundido(

Las alas de silicio difundido utilizan el mismo principio de cambio en la resistencia elctrica, pero en este caso de unmaterial semiconductor. En este caso la ala esta conformada por un monocristal de silicio en cu>o seno se difundeboro para formar varias resistencias, conectadas en forma de puentes de Hheatstone constitu>endo una alae$tensomtrica autocontenida.ara medir la resistencia de las alas estas seconectan a un puente de Hheatstone o alunavariante ms elaborada de este. Este es unarrelo de cuatro resistencias 3en su versin

bsica4 que cuando se encuentran en equilibrio,si se aplica una tensin al circuito 3154 latensin de salida 319@64 ser de cero.Si aluna de las resistencias cambia su valor,como por e"emplo la de la ala 3U4 entoncesel puente se desequilibra > empieza a pasarcorriente a travs de el con lo cual apareceruna tensin de salida, tensin que ser

proporcional a la tensin de entrada > el valorde las resistencias, > puede ser calculadomediante la frmula siuiente

; 0


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El rano de las alas e$tensomtricas puede ir entre las ; puladas de columna de aua hasta )*'' -a 30'''''psi4 >su e$actitud vara entre '.)Q de la amplitud a '.0/Q del valor m$imo del rano. Se debe adems considerar la

posibilidad de un error del '.0/Q despus de & meses de instalado > un '.0/Q adicional por efecto de temperatura paracada //'M8 de cambio en la temperatura el ambiente donde se encuentra.

Ventajas $esventajas

#lta e$actitud 6ienen una seRal de salida dbil, la cual requiereaccesorios de acondicionamiento como puentes.-iden presiones estticas > dinmicas

ueden e$citarse con corriente alterna o continua Uequiere una fuente de alimentacin7a"a sensibilidad a choques o vibraciones E$isten limitaciones para medir procesos con altastemperaturasUesolucin continua

E$celente respuesta a la frecuencia8ompensacin por temperatura fcil

ara las alas de silicio difundido e$iste la venta"a adicional de poder utilizarse en contacto directo con el proceso > sinmecanismos intermedios para medir presin. Esta conforma en si misma un sensor de presin.

MMttooddosos dede protprotececcicinn ccononttrara loslos eeffeectctooss ddeessttructiructivvosos deldel flufluiidodoEn la ma>ora de los procesos en los que se mide presin el fluido del proceso se conduce al interior del sensor. Sin

embaro cuando el fluido se encuentra a altas temperaturas, es corrosivo, esta sucio o tiene materiales semislidos ensuspensin entonces se puede aislar el instrumento del proceso. ara ello e$isten mtodos particulares que nos permitene$cluir el fluido del elemento de medicin > que permiten sensar an as la presin del proceso.En alunos casos se puede tambin proteer los instrumentos con recubrimientos especiales de nquel, cromo o cadmio

por e"emplo. Si embaro esto puede ser difcil en alunos casos como por e"emplo en el interior de un tubo de 7ourdon.Los mtodos de proteccin ms comunes son los siuientes=

!ifn de espira simple

Este mtodo consiste hacer una espira con el tubo de cone$in del manmetro al proceso.En esta espira se colocara aln lquido de ma>or densidad que el proceso el cual permiteel aislamiento del manmetro > el proceso.Este es mu> efectivo para medir presiones de vapor a alta temperatura. En este caso elvapor se condensa en el tubo > forma por si mismo un sello de aua entre la tubera > elinstrumento.

Lquido sellador

En este caso se usa una cmara cerrada en la cual se coloca un lquido que produce un sello hidrulico entre elinstrumento > el proceso.1arias confiuraciones son posibles en este caso=

8uando el instrumento se coloca por deba"o de la toma de presin al proceso el lquido debe tener una

densidad

ma>or a la del fluido del proceso 8uando el instrumento se coloca por encima de la toma de presin el lquido sellador deber tener una densidad

menor a la del fluido del proceso o se debern colocar tubos que sobresalan del fluido de manera que solo ellquido sellador pueda estar en contacto con el instrumento.or lo eneral la cmara debe ser de un rea suficientemente rande para que el nivel en el tanque no vare mucho > nose afecte as la medida de presin por el peso del lquido sellador.Los lquidos selladores de uso ms frecuente son= Etileno licol O aua Jlicerina O aua

-NGileno O+erosen

Las propiedades deseables de estos lquidos son= 7a"o punto de fusin o solidificacin


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K #lto punto de ebullicin

7a"o coeficiente de e$pansin trmica 5os ser corrosivos

LS

>

FP

LS

<

FP

6oma por deba"o del

6oma por encima del proceso proceso

!ello volumtrico

En este caso el medidor de presin se asla totalmente del proceso mediante undiaframa fle$ible. El elemento de sello es usualmente de latn o bronce > serellena el espacio comprendido entre el sello > el instrumento mediante unlquido tal como licerina o aceite.El diaframa de sello debe ser en este caso totalmente fle$ible para podertransmitir la presin del proceso al sensor.8on esto se permite un total aislamiento entre el sensor > el proceso > setraslada el problema de corrosin > temperatura a la unidad de sello en donde esms fcil hacer una seleccin de materiales.

!istema de pur%a o #ur#u'eo

El sistema consiste en introducir un tubo dentro del proceso con aire auna presin levemente superior a la de este de manera que e$istasiempre una salida de aire 3burbu"eo4 por la punta del tubo. ara esto sedebe colocar en la lnea de aire un reulador de flu"o de manera quee$ista siempre un flu"o constante > mu> pequeRo de aire por la tubera.La presin medida por el instrumento ser en este caso siemprelevemente superior a la del proceso, lo cual produce un error en la

6iene la venta"a de poderse colocar el medidor a cualquier altura

respecto a la toma de presin >a que no e$iste lquido dentro de lacone$in, > por lo tanto no se produce error por diferencia de altura.

Ueuladorde flu"o deaire


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MMeedicidicinn dede PPrresesiinn aa##ssoluoluttaaE$isten dos formas de medir la presin absoluta de un proceso, la primera denominada mtodo indirecto > la seundacon aln mtodo directo.

Mtodo indirecto

La primera forma conocida como mtodo indirecto consiste en medir la presin manomtrica > aRadirle el valor de lapresin atmosfrica=

#7S = -#5 + #6-ara esto se debe entonces conocer con precisin el valor de la presin atmosfrica, esta vara de un luar a otro sen el

valor de la altitud > de las condiciones climatolicas. or e"emplo= # nivel del mar esta es de apro$imadamente )'' +a 3)*.% si4 En -rida esta es de apro$imadamente / +a 3)0.; si4

Si no se conoce la presin atmosfrica e$acta se pueden entonces cometer errores de hasta )/ +a 30 si4.@na de las formas ms usadas para medir la presin atmosfrica con e$actitud consiste en calentar aua llevndola aebullicin, > medir esta temperatura. Esta ser la temperatura de saturacin del aua a una determinada presin, la cualse puede conseuir en las tablas termodinmicas, esta presin ser entonces la presin atmosfrica local.

Mtodos directos

ara evitar las dificultades de medir la presin atmosfrica > la posibilidad de cometer errores relativamente rande seinventaron una serie de mtodos directos. Los ms importantes se enuncian a continuacin.Estos mtodos permiten medir presiones con una precisin mu> rande, pero su utilidad principal es la de medir

presiones de vaco por deba"o de ) mm de columna de mercurio, que es la presin de vaco ms pequeRa que se puedemedir con un instrumento que posea una mu> buena sensibilidad.

Medidor de McLeod

Este es un instrumento que permite medir valores de presin absoluta mediante nivel de lquidos. 5o es un instrumentode uso industrial debido a su uso comple"o e incapacidad de medir presiones que varan continuamente, sin embaro suuso es comn para la calibracin de instrumentos de presin absoluta.

' '

U# 7 8 # 7 8

U

a a


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Este consta de los siuientes elementos= @n tubo capilar 3#4 cerrado > calibrado en trminos de presin el cual posee en su parte inferior una reserva

para acoer un volumen de lquido dado. @n tubo doble conectado a la presin a medir. Este consta de un tubo capilar 374 > otro tubo de ma>ores

dimensiones 384, cu>a funcin es disminuir el error que se produce por capilaridad. @na reserva 3U4 de mercurio 3u otro lquido pesado4 conectada a la presin a medir > a los tubos mediante una

cone$in fle$ible por su parte inferior.El funcionamiento es el siuiente=

). Se ba"a el recipiente 3U4 hasta que el lquido descubra el punto 3a4 para que el as al cual se le quiere medirpresin pase al tubo 3#4.

0. Se sube lueo el recipiente 3U4 hasta que el lquido iuale la lnea de cero= El valor 34 de as que queda dentrodel capilar indicar la medida de la presin sen las siuientes e$presiones=

Enel momento ) PVA = mRTdonde VA es el volumen del tubo 3#4 a partir del punto 3a4.

En el momento 0 PCV

C=

mRT

donde VC es el volumen atrapado en el capilar= VC = YAC

Si consideramos que no e$iste cambio notable de temperatura, entonces como la masa no vara tenemos=

PVA = PCVC PC =

P VA

VC=

PVA

ACY

#dems sabemos que la presin dentro del capilar ser=P

C=

LY +

P

donde L es el peso especfico del lquido manomtrico

Entonces sustitu>endo tenemos que la presin e$acta es=0

P =

LA

CY

=

V

ANA

CY

LP

h


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e$puesto a la presin a medir. ara medir la temperatura de los filamentos se utiliza un arrelo de termopares. Estoseneran una corriente elctrica que es funcin de la temperatura medida, por lo tanto la diferencia entre las corrienteselctricas medidas en cada termopar ser directamente proporcional a la presin del proceso.1enta"as= 7a"o costo, Lara duracin > 8onfiabilidad de funcionamiento sencillo.El indicador en este caso es un microampermetro calibrado enunidades de presin > es capaz de medir desde ) (

hasta

0''' (.

roceso Ueferencia

otencimetro

Medidores de )onizacin

Estos se basan en la formacin de iones que se producen en las colisiones que e$isten entre molculas > electrones. Lavelocidad de formacin de los iones, es decir la corriente inica, vara directamente con la presin.E$isten principalmente tres tipos=

Medidor de filamento caliente

8onsiste en un tubo electrnico con filamento de tunsteno, rodeado por unare"illa en forma de bobina, la cual a su vez est envuelta por una placacolectora. El filamento emite electrones los cuales pasan a travs de la re"illa >en su camino hacia la placa colectora chocan con las molculas del as. La

corriente positiva que se forma es funcin del nmero de iones, > por lo tantoconstitu>e la medida de la presin del as.Este instrumento es capaz de medir presiones entre )'

N ( a ) (. Si

se

someten a presiones ma>ores el filamento se puede quemar.9tra desventa"a de este instrumento es que el filamento puede descomponer elas.

Ailamento

laca

Ue"illa

Medidor de ctodo fro

Este se basa en la medida de una corriente inicaproducida por una descara de alta tensin.

Este instrumento es ms robusto > no presenta elproblema de combustin del filamento. ero tiene eldefecto de no poder ser vaciado del as rpidamente >es susceptible a contaminacin por mercurio. #dems

posee una escala loartmica.Su campo de aplicacin es de )'N0 a )'N% mm(.

8todo

Xnodo

8todo

0''' 1

8ampo mantico


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I3 Medicion de Presion

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