Medidores de Presión v 2010(1)

7/25/2019 Medidores de Presin v 2010(1)

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INSTRUMENTACION INDUSTRIAL

ING. CARLOS ANIBAL CHICOJAY COLOMA

Segunda edicin digital Guatemala, septiembre de 2010Prohibido el uso comercial sin autorizacin escrita del autor

INSTALACION DE LOS INSTRUMENTOS DE CAMPO


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INSTRUMENTACION MECANICA

P R E S I O N

Ing. Carlos Anbal Chicojay Colomae mail: [email protected]

Universidad de San Carlos de Guatemala

Facultad de Ingeniera

Escuela de Ingeniera Mecnica


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Ing. Carlos Anbal Chicojay Coloma

PRESION

MEDIDORES INFERENCIALES

TEMPERATURA

NIVEL

FLUJO

VARIABLE

Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica Universidad de San Carlos de Guatemala

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Ver, detectar, leer elvalor de la variable sinejercer ninguna accinsobre la misma

Detectar el valor de lavariable ejerciendouna accin correctivasobre la misma.

MEDIR CONTROLAR

DIFERENCIA ENTRE MEDIR Y CONTROLAR

Manmetros,Termmetros,Medidores de

flujo, etc.

ControlManual

Automtico


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Medir la variable Controlar la variable

Medidor de temperatura

Ejemplo de control manual


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PARTES DE UN INSTRUMENTO

1

ElementoPrimario

2

ElementoIntermedio o deTransferencia

3

ElementoSecundario

Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica Universidad de San Carlos de Guatemala6


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La presin se representa como una fuerza por unidad

de rea:P = F/A

Para los propsitos del curso, definimos presin como

la fuerza por unidad de rea que ejerce un fluido sobreuna pared.

P R E S I O N


Escuela de Ingeniera Mecnica Universidad de San Carlos de Guatemala7


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PRINCIPIO DE PASCAL

1

1

1

A

FP

2

22

AFP

2

2

1

1

A

F

A

F

1

1

22 F

A

AF

.100lg1

lg82

2

2 lbspu

puF

.8002 lbsF

F1 = 100 lbs.

F2= 800 lbs

= 1 pulg

= 8 pulg

P1

P2

P1= P2




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Clases de presin

Variacin deLa presinatmosfrica

PresinAbsolutaCero

Presin atmosfrica1.033 Kg/cm

PresinRelativaCero

Absoluta

Relativa oManomtricapositiva

Vacio oManomtrica negativa

Presindiferencial

Presindiferencial




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Presin absoluta:Valor absoluto que por unidad de rea ejerce un fluido

sobre una pared.

Presin Manomtrica:Diferencia entre la presin absoluta y la presin

atmosfrica local.Vaco:Cantidad en que la presin atmosfrica excede a lapresin absoluta. Presin menor que la atmosfrica.

Se le llama tambin presin manomtrica negativa.

Presin diferencial:Diferencia entre dos valores de presin.




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VALORES DE LA PRESION ATMOSFERICA ESTANDAR

14.7 psia. (lb/pulg absolutas) 1.033 kg/cm. 760 mm H .





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Variacin de la presin

12Facultad de Ingeniera



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Variacin de la presin




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Ing. Carlos Anbal Chicojay Coloma 14Facultad de Ingeniera



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Ing. Carlos Anbal Chicojay Coloma 15Facultad de Ingeniera



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Atmosfera estndarLa atmsfera tipo o atmsfera estndar, conocida como atmsfera

ISA (International Standard Atmosphere), es una atmsfera hipotticabasada en medidas climatolgicas medias, cuyas constantes msimportantes son: Unos valores en superficie al nivel del mar de:

Temperatura: 15C (59F).

Presin: 760 mm o 29,92" de columna de mercurio, equivalentes a1013,25 mb por cm.Densidad: 1,325 kg. por m.Aceleracin debido a la gravedad: 9,8 mts/segundo.Velocidad del sonido: 340,29 mts/segundo.

Un gradiente trmico de 1,98C por cada 1000 pies o 6,5C por cada1000 mts.

Un descenso de presin de 1" por cada 1000 pies, o 1 mb por cada 9metros, o 110 mb por cada 1000 mts.




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UNIDADES DE PRESION

La presin se puede medir en forma adecuada ycorrecta en cualquier de las siguientes unidades:

Gramos por centmetro cuadrado (g/cm)Milmetros de mercurio (mm/Hg)Libras por pulgada cuadrada (psi -lb/pulg)Pulgadas de agua (pulg. H2O)Pulgadas de mercurio (pulg Hg)Atmsferas (atm)

Torrs (1 mm Hg)Toneladas por pulgada cuadrada por piecuadrado (ton/pulg ton/pie)




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DIVISIN DE LOS MEDIDORES DEPRESIN

MECANICOS

ELECTRICOS

ELECTRONICOS

Deformacin de un elemento

Comparacin de presiones

Medicin de voltaje

Medicin de milivoltaje




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INSTRUMENTOS MEDIDORES DE PRESION

Se dividen en dos grandes grupos:

Aquellos en donde la medicin de la presin se efectabalanceando una fuerza desconocida con una

conocida.

1)


Escuela de Ingeniera Mecnica Universidad de San Carlos de Guatemala

La presin conocida

puede ser la presinatmosfrica

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2. Los que emplean una deformacin cuantitativa de una membrana elstica para determinar la presin.




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Dentro del primer grupo se tiene:

Medidores de columna lquida: Tipo en U, o decubeta.

Manmetro inclinado indicador de tiro.

Detector de presiones diferenciales tipo cubeta.

Manmetro de anillo en balanza.

Medidores de campana.

Medidor de campana balanceado.Medidor de brazo y campanasMedidor de cam ana balanceado con resorte.




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TUBO U




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MANOMETRO INCLINADO



Principio utilizado

para la medicin de

tiro en las chimeneas.


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Agua Aceite Mercurio

DENSIDAD DEL LIQUIDO DE LOS TUBOS U




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Para medicin depresionesdiferenciales dehasta 5000lbs/pulg

MANOMETRO DE CUBETA




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MANOMETRO DE ANILLO

EN BALANZAOpera por el principio de un tuboU. El movimiento angular

generado por la rotacin seaprovecha para detectar lapresin. Se utiliza para lamedicin de bajas presiones.Construido de plsticos

transparentes, tanto flexiblescomo slidos.




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Los medidores de Campana operan en base alprincipio de equilibrio de presin o fuerza. En cadacaso las campanas se sumergen en un lquido ymiden presiones diferenciales en el rango de 1 a 15plg. de agua.

MEDIDORES DE CAMPANA




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MEDIDOR DE CAMPANA

DE BALANCIN


Escuela de Ingeniera Mecnica Universidad de San Carlos de Guatemala

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MEDIDOR DE CAMPANA DOBLE


Escuela de Ingeniera MecnicaUniversidad de San Carlos de Guatemala

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MEDIDOR DE CAMPANA

BALANCEADO CON RESORTE



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MEDIDOR DE DUBROBIN

Pertenece al tipo de esferaflotante.Principalmente utilizadopara la medicin devacos.



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Ing. Carlos Anbal Chicojay Coloma 32

VACUOMETRO McLEOD

Para lamedicin devaco.




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Dentro del segundo grupo se tiene:

Medidor de diafragma flexible

Medidores tipo fuelle:Presiones absolutasPresiones manomtricas

Presiones diferenciales

Medidor tubo Bourdon



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MANOMETRO DE DIAFRAGMA

Manmetro dediafragma flexible,utilizado para medir

presiones en corrientede gases decombustin. Soportasobrecargas

repentinas. Existenpara presiones yvacos.



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MANOMETRO DE FUELLE



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MEDIDOR DE FUELLE

Para medicin de

presionesmanomtricaspositivas ynegativas



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MEDIDOR DE FUELLE

Para

medicin depresionesabsolutas



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Para medicin depresionesdiferenciales

MEDIDOR DE FUELLE



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TUBO BOURDON



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MANOMETRO DE TUBO BOURDON



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Seccin tubobourdon

Sector dentado

TIPOS DE MANOMETROSDE TUBO BOURDON

Tipo C Espiral Helicoidal



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Tipos de manmetros

Manmetro Seco Manmetro relleno



Fluido

viscoso

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A)

Donde se usan fluidos corrosivos, o lquidos que se

solidifican a temperatura ambiente.

B) Donde se producen pulsaciones que reducen la

precisin de la medicin.

APLICACIONES ESPECIALES



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Manmetros Qumicos

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Seccin de manmetro qumico

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UNIDADES ESTABILIZADORAS


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UNIDADES ESTABILIZADORASDE PRESION

Amortiguador parapresiones y sobrecargas

Estrangulador para proteger elmedidor de presiones



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Manmetro con indicacin digital

51Universidad de San Carlos de Guatemala



R l i t t l N D di i i


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Relacin tamao cartula No. De divisiones




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Correccin por temperatura




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CALIBRACION DE LOS MEDIDORES DE PRESION

El probador de pesos muertos es el mas utilizado


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PROBADOR DE PESOS MUERTOS


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La precisin de los Calibradores de Pesos Muertos estalimitada por dos factores:

2) La incertidumbre en el rea del pistn. El rea que se toma, es la intermedia entre el pistn y el cilindro.

1) La friccin entre el cilindro y el pistn


PRINCIPIO DE OPERACI N:

El peso (que es conocido) que se agrega al Probadory que acta en un rea determinada del Probador, estraducido a unidades de presin que se puede leer enel manmetro que se calibra.

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La friccin se reduce por la rotacin del pistn


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La friccin se reduce por la rotacin del pistn.

El rea en que acta la fuerza del peso no es el readel pistn ni el rea del cilindro, sino cierta rea

efectiva entre estas dos que dependen de la toleranciaentre el cilindro y el pistn y la viscosidad del aceite.El porcentaje de error debido al claro vara de acuerdocon:

Donde: d = densidad del aceite

p= presin diferencial en el cilindro b= tolerancia entre pistn y cilindro = viscosidad del aceite D= dimetro del pistn L= longitud del pistn

Porcentaje de error ~ (d p)b DL


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Manmetros tipo ASME

B 2% Referencia

BB 3% Referencia

A 1% Proceso

AA 0.5% Proceso

AAA 0.25% Estndar

AAAA 0.1% Manmetro patrn


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Medidoresde presin elctricos y electrnicos


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TRASDUCTOR RESISTIVO

Consisten en un elemento quevara la resistencia hmica deun potencimetro en funcin de

la presin. Su seal de salida esbastante potente y no necesitande un amplificador paraconectarse al elemento

secundario. El intervalo demedia corresponde al elementode presin. Generalmente de 0 a300 Kg/cm


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TRANSDUCTOR DE INDUCTANCIA VARIABLE

El desplazamiento de un ncleo mvil dentro de una bobinaaumenta la inductancia de sta. Tiene una respuesta lineal.Son pequeos y de construccin robusta. El intervalo demedida corresponde al elemento de presin.

Fuelle Tubo UFacultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica Universidad de San Carlos de Guatemala61

MEDIDOR DE PIRANI


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Es un medidor al vaco de alambre caliente. Se utiliza un puentede Wheatstone para equilibrar la resistencia de un filamento de

tougsteno, que puede perder calor por conduccin, al gas cuyapresin se est midiendo. El rango de medicin es 0.1 mm de Hghasta 1 psi. Es til para efectuar mediciones de presin enacetileno, aire, argn, dixido de carbono, helio, hidrgeno, yvapor de agua.


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MEDIDOR DE TERMOPAR PARA VACIO

Se utiliza un termopar que va conectado a un filamento, una batera, unaresistencia R para ajustar la corriente del filamento, un filamento y unmedidor de lectura para leer la FEM de salida del termopar. El filamento secalienta mediante una corriente constante y su temperatura depende de lacantidad de calor que se desprende del gas circundante. Esta perdida decalor la determina la presin del sistema y la temperatura del filamento esfuncin de la presin. Medicin hasta 0.1 mm Hg.


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Transductores de presin

Optico

Electrnico

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Vista de transductor montado en tubera

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Rangos de presin por tipo de medidor

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INSTRUMENTACION MECANICA

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