Sensores Automat y Contr

7/28/2019 Sensores Automat y Contr

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SENSORICA

SensricaIng. Darwin Alvarez

Deteccin de Proximidad


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SENSORICA


LA IMPORTANCIA DE

LA TECNOLOGA DE

LOS SENSORES


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LA IMPORTANCIA DE LA TECNOLOGA DE

LOS SENSORES

La creciente automatizacin de loscomplejos sistemas de produccin,requiere de componentes capaces deadquirir y transmitir informacinrelacionada con el proceso.Los sensores cumplen estos

requerimientos y de ah la importancia deestos en la medicin y control de buclecerrado y abierto.

Objeto a

Sensar

Sensor

Oscilad

or

Detector

Salida

Las variables de estado de todo procesopueden ser variables fsicas, como latemperatura, presin, fuerza, longitud,ngulo de giro, nivel, caudal, etc. Y existensensores para cada una de estasmagnitudes fsicas.
http://www.balluff.com/ShortForm/Inductives.pdfhttp://www.balluff.com/ShortForm/Inductives.pdfhttp://www.balluff.com/ShortForm/Inductives.pdf


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SENSORES

Los dispositivos que realizan estafuncin reciben diversosnombres: captador, detector,transductor, transmisor,

sonda, sensor,codificador,convertidor.

UN SENSOR TIENE LASSIGUIENTESCARACTERISTICASES UN CONVERTIDOR TCNICO, CONVIERTEUNA VARIABLE Fsica EN OTRA MAS FACIL DEEVALUAR (generalmente una seal elctrica)NO TODOS LOS SENSORES EMITEN SEALESELECTRICAS (finales de carrera, termmetros,etc.)SON LOS PERCEPTORES QUE SUPERVISAN UNPROCESO.
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LA MAYORIA DE LOSSENSORES TRABAJANBASANDOSE EN UNO DE LOSSIGUIENTES PRINCIPIOS

FISICOS:

IMPEDANCIAINDUCTANCIAINDUCCION

RESISTIVIDADRESISTENCIAPIEZOELECTRICIDADFOTOVOLTAICOTERMOELECTRICIDAD

SENSORES


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SEALES DE SALIDA

TIPO A

Sensores con seal de salida por interrupcin (seal desalida binaria). Por norma estos sensores puedenconectarse directamente a los PLC.

Ejemplos

Sensores de ProximidadPresostatosSensores de NivelSensores bimetlicos


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SEALES DE SALIDA

TIPO B

Sensores con salida por trenes de pulso. Generalmente sedispone de interfaces compatibles para PLC quedispongan contadores de hardware y software conposibilidad de una mayor longitud de palabra.

Ejemplos:

Sensores Incrementales de longitud y rotativos
http://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://www.heinrich.com.ar/Image91.jpg&imgrefurl=http://www.heinrich.com.ar/&h=240&w=320&sz=10&hl=es&start=7&tbnid=5OARMDSm9xM3ZM:&tbnh=89&tbnw=118&prev=/images?q=sensores+incrementales&gbv=2&ndsp=20&hl=es&sa=N


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SEALES DE SALIDATIPO C

Son sensores con salida analgica y sin amplificadorintegrado ni conversin electrnica, su seal de salidaanalgica es muy dbil (milivoltios), no apta para unaevaluacin inmediata o de una seal que solamente puede

ser evaluada utilizando circuiteria adicional.

Ejemplo

Componentes de sensores Piezoresistivoso piezoelctricos

Clulas Termoelctricas o Pt-100

Mangentoresistores y componentes desensores de efecto Hall
http://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://www.crownwayhk.com/images/ValveInstruments/6TemperatureProbes/L-Pt100-Temperature-probe.jpg&imgrefurl=http://www.crownwayhk.com/en/acc_temperature_probe.htm&h=343&w=424&sz=15&hl=es&start=2&tbnid=PzFKAN5vBa6v8M:&tbnh=102&tbnw=126&prev=/images?q=pt100&gbv=2&hl=es&sa=Xhttp://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://www.crownwayhk.com/images/ValveInstruments/6TemperatureProbes/L-Pt100-Temperature-probe.jpg&imgrefurl=http://www.crownwayhk.com/en/acc_temperature_probe.htm&h=343&w=424&sz=15&hl=es&start=2&tbnid=PzFKAN5vBa6v8M:&tbnh=102&tbnw=126&prev=/images?q=pt100&gbv=2&hl=es&sa=Xhttp://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://www.crownwayhk.com/images/ValveInstruments/6TemperatureProbes/L-Pt100-Temperature-probe.jpg&imgrefurl=http://www.crownwayhk.com/en/acc_temperature_probe.htm&h=343&w=424&sz=15&hl=es&start=2&tbnid=PzFKAN5vBa6v8M:&tbnh=102&tbnw=126&prev=/images?q=pt100&gbv=2&hl=es&sa=Xhttp://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://www.crownwayhk.com/images/ValveInstruments/6TemperatureProbes/L-Pt100-Temperature-probe.jpg&imgrefurl=http://www.crownwayhk.com/en/acc_temperature_probe.htm&h=343&w=424&sz=15&hl=es&start=2&tbnid=PzFKAN5vBa6v8M:&tbnh=102&tbnw=126&prev=/images?q=pt100&gbv=2&hl=es&sa=X


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SEALES DE SALIDA

TIPO D

Sensores con salidas analgicas, amplificador yconversin electrnica integrados, que proporcionanseales de salida que pueden evaluarse inmediatamente.

Ejemplos tpicos:0 10V

-5V +5V

1 5V

0 20mA

-10 +10mA

4 20mA


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SEALES DE SALIDA

TIPO E

Sensores y sistemas de sensores con seal desalida estandarizada, por ejemplo RS 232-C, RS 422-A, RS 485 o con interfase a buses

de datos tales como bus de campo (profibus,bus-sensor-actuador)
http://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://www.dishjockey.com/images/rs232_thumb.jpg&imgrefurl=http://www.dishjockey.com/usb-rs232-cable-p-147.html?language=es&h=300&w=400&sz=23&hl=es&start=3&tbnid=MU1i_wawPhdqFM:&tbnh=93&tbnw=124&prev=/images?q=RS+232&gbv=2&hl=es


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SENSORES BINARIOS

Son sensores que convierten una magnitud fsica en unaseal binaria, principalmente en una seal elctrica conlos estados ON o OFF (conectado o desconectado)

Ejemplos:

Final de carrera

Sensor de Proximidad

Presostato

Sensor de Nivel

Termostato


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SENSORES ANALOGICOS

Son sensores que convierten una magnitud fsica en unaseal analgica, principalmente una seal elctrica detensin o de intensidad de corriente.

Ejemplos:Sensores de longitud, distancia o desplazamiento

Sensores de movimiento lineal y rotativo

Sensores para superficies, formas y geometra

Sensores de fuerza, peso, presin, de par, etc.

Sensores de flujo (para gases y fluidos)

Sensores de caudal, etc.


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VENTAJAS DE LOS SENSORES DEPROXIMIDAD SIN CONTACTO

Deteccin precisa y automtica de posiciones geomtricas

Deteccin sin contacto de objetos y procesos; utilizandosensores electrnicos de proximidad, no es necesario elcontacto entre el sensor y la pieza.

Caractersticas de conmutacin rpidas; dado que laseal de salida se genera electrnicamente, los sensoresestn libres de rebotes y no crean errores en las sealesemitidas.

Resistencia al desgaste; los sensores electrnicos nocontienen partes mviles que puedan desgastarse

Numero ilimitado de ciclos de conmutacin

Versiones disponibles incluso para utilizacin enambientes peligrosos (ambientes con riesgo de explosin)


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APLICACIONES DE LOS SENSORESDE PROXIMIDAD

Deteccin sin contacto

Deteccin de la Posicin

Conteo de elementos

Deteccin demovimientos giratorios


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CAMPOS DE APLICACION

Industrial del Automvil

Ingeniera Mecnica

Industria del Embalaje

Industria de la madera

Industria de la impresin y papeleras

Industria de la impresin y papeleras

Industria de la alimentacinIndustria cermica y de construccin.


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Sensor deposicin

magnticos

Analgicos

Binarios:sensores de

proximidadmagnticos

Con contacto

Con salida Neumtica

Sin contacto

CLASIFICACION DE LOS SENSORES PARADETECCION DE POSICION

Sensor deposicin

inductivos

Analgicos

Binarios:sensores deproximidadinductivos


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Sensor deposicin

capacitivos

Analgicos


proximidadcapacitivos


Sensor deposicin

pticos

Analgicos

Binarios:sensores deproximidad

pticos

Barrera deluz

Sensores dereflexin

directa

Barreras c/s CFO

Reflex c/s CFO

Barreras c/s CFO

Reflex c/s CFO

CFO=Cable de Fibra ptica


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Sensor deposicin

Ultrasnicos

Analgicos


proximidadultrasnicos


Sensor deposicin

neumticos

Sensores deproximidad

neumticos

Barreras Ultrasnicas

Sensores Ultrasnicos

Sensores de obturacin fuga

Sensores Reflex

Barreras de Aire


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SENSORES DE PROXIMIDAD MAGNTICOS REED

Estos sensores reaccionan a los cambiosmagnticos de imanes permanentes y deelectroimanes.

En el caso de un sensor reed, las laminasde contacto estn hechas de materialferromagntico (Fe-Ni aleado) y estnselladas dentro de un pequeo tubo devidrio lleno de gas inerte (Nitrgeno)


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CARACTERSTICAS TECNICAS DE UN SENSORDE PROXIMIDAD REED

Tensin de conmutacin 12V27V DC o AC

Precisin de conmutacin 0.1 mm

Potencia mxima de interrupcin 40W

Max. Corriente de ruptura 2AFrecuencia max. de conmutacin 500Hz

Tiempo de conmutacin 2ms

Conductancia 0.1

Vida til del contacto 5.106 ciclos

Clase de Proteccin IP 66

Temperatura de funcionamiento -20C 60C


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APLICACIN DE LOS SENSORES DEPROXIMIDAD MAGNTICOS REED

La aplicacin mas ampliamente conocida y utilizada:

DETECTORES DE POSICION

Con el uso de estos sensores pueden solventarse muchos

otros problemas de deteccin si al objeto a detectar se leaplica un imn, por ejemplo:

Medicin de la velocidad de rotacin de piezas decualquier material.

Deteccin selectiva de piezas individuales de seriessimilares.

Sistemas de codificacin por desplazamientoincremental

Dispositivos de conteo, interruptores de puertas, etc.


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APLICACIN DE LOS SENSORES DEPROXIMIDAD MAGNTICOS REED


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SENSORES DE PROXIMIDAD MAGNTICOS

Sensor de Proximidad Magntico-inductivoSon muy similares a los sensores de proximidad inductivos,solamente reaccionan ante campos magnticos y no antecualquier objeto metlico.

Sensores de proximidad magnetorresistivosLas cintas resistentes (por ejemplo Bismuto) cambian su resistencia elctrica encampos magnticos. La magnetorresistencia, puede utilizarse para varios tipos desensores

Sensores de proximidad de efecto HallSi un semiconductor se expone a un campo magntico, se creauna tensin perpendicular a la direccin de la corriente, es decirel efecto Hall.Sensores de proximidad Wiegand

Consisten en un hilo hecho de una aleacin ferromagntica de vanadio, cobalto yhierro. La direccin de la magnetizacin de este hilo cambia espontneamentecuando un campo magntico que se acerque excede cierto valor.


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Estos sensores consisten en un ncleo defierro y carbn arreglados de forma quegeneran una alta frecuenciaelectromagntica en la cabeza del sensor.

Objeto a

Sensar

Sensor

Oscilador

Detector

Salida

Existen dos tipos de sensores deproximidad inductivos: Los sensores con aislamiento (shielded). Los sensores sin aislamiento (unshielded).

Sensor Inductivo de Proximidad
http://www.balluff.com/ShortForm/Inductives.pdfhttp://www.balluff.com/ShortForm/Inductives.pdf


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1 2 3

Objeto a sensar

Sensor

Salida del

circuito

oscilador

Salida del

circuito detector

de ondas

Circuito de salida

Apagado Apagado

Encendido


Un objeto metlico que entra alcampo electromagnticocausa que se generencorrientes de Eddy, las cuales

a su vez provocan prdidas deenerga. A medida que laenerga disminuye, la amplitudde la oscilacin se debilita porlo que los circuitos dedeteccin del sensor operan yaccionan la salida cuando la

amplitud llega al nivel deumbral.

Cuando el objeto se aleja, laamplitud de oscilacin seincrementa, y el sensorrecobra su oscilacin normal


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Sensores sin aislamiento

Estos sensores ofrecengrandes distancias desensado porque no tienenuna placa protectora aislanteque reduzca el rea de flujomagntico.

Para prevenir sealescausadas por un metalcercano, el sensor debe deestar montado a unadistancia del metal mayor que

la del objeto a sensar. Estopermitir que el sensor nosea afectado por el metal delmontaje.

Sensores con aislamientoLos sensores con aislamiento estncubiertos por una capa aislante alrededor delncleo de fierro. Esto limita el campoelectromagntico a slo el frente de lacabeza del sensor, eliminando la influencia

que pudiera tener cualquier metal cercano.Esto permite que el sensor pueda sermontado en una base metlica.

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Factores de correccin del objetivo

Para determinar la distancia de deteccin para otros materialesdiferentes al acero templado se utilizan factores de correccin. Lacomposicin del objeto a detectar influye en gran medida en la

distancia de deteccin de los sensores de proximidad inductivos.Si se utiliza un objeto construido a base de alguno de losmateriales que a continuacin se listan, multiplique la distancianominal de deteccin por el factor de correccin listado paradeterminar la distancia nominal de deteccin real de dicho objeto.

Tenga en cuenta que los sensores especficos de materiales

frricos no detectarn hojalata (zinc + cobre), aluminio o cobre,mientras que los sensores especficos de materiales no frricosno detectarn acero ni aleaciones frricas inoxidables.

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Factores de correccin del objetivo

Los factores de correccin de la

citada lista pueden utilizarse comogua general.

Los materiales comunes y su factorde correccin especfico aparecenlistados en cada pgina deespecificacin del producto

Rango de Deteccin = (Rango de sensibilidad nominal) x (Factor decorreccin)

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El tamao y aspecto de los objetos adetectar tambin puede afectar a ladistancia de deteccin.

Los objetos planos son ms deseables

Las formas redondeadas pueden reducir ladistancia de deteccin

Los materiales no frricos reducen por logeneral la distancia de deteccin en el

caso de sensores para cuerpos metlicosen general

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Los objetos mayores que la superficie dedeteccin pueden incrementar la distanciade deteccin

Los cuerpos laminares puedenincrementar la distancia de deteccin

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Frecuencia de conmutacin

Es la velocidad mxima a la que elsensor escapaz de entregar pulsosdiscretos individuales segn el objeto

entra y sale del campo de deteccin.Este valor depende siempre del tamaodel objeto, de la distancia de ste a lacara de deteccin, de su velocidad ydel tipo de interruptor. Este valor indicael mximo nmero de operaciones deconmutacin por segundo.

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Espaciado entre sensores noblindados (no montables alras) y prximos a superficiesmetlicas

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SENSORESDatos Tcnicos de un Sensor Inductivo de Proximidad

Material de objeto Metales

Tensin de Funcionamiento 10v30v

Distancia de Conmutacin 0.810mm mx. 250mm

Intensidad mxima 75mA 400mA

Temperatura de Funcionamiento -25C +70C

Vibracin 1050Hz 1mm amplitud

Sensibilidad a la suciedad Insensible

Vida til muy larga

Frecuencia de conmutacin 105000Hz mx. 20kHz

Clase de proteccin hasta IP 67

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SENSORESSensor Inductivo de Proximidad

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SENSORESAplicaciones de un Sensor Inductivo de Proximidad

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Deteccin de un rbol de levas

Medicin de la velocidad y sentidode rotacin

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SENSORESSensor Capacitivo de Proximidad

Sensores capacitivos de proximidad

Consisten en un electrodo sensador, localizado en lacabeza del sensor, y de un circuito oscilatorio. Elestado de oscilacin cambia cuando el valor de

capacitancia, entre el electrodo y el objeto sensadocambia.

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http://www.balluff.com/ShortForm/Capacitives.pdfhttp://www.balluff.com/ShortForm/Capacitives.pdfhttp://www.balluff.com/ShortForm/Capacitives.pdfhttp://www.balluff.com/ShortForm/Capacitives.pdfhttp://www.balluff.com/ShortForm/Capacitives.pdfhttp://www.balluff.com/ShortForm/Capacitives.pdfhttp://www.balluff.com/ShortForm/Capacitives.pdf


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El cambio en la capacitancia est relacionado con la constantedielctrica del objeto o sensor, y la distancia entre el objeto y elelectrodo de sensado, como se muestra en la Figura.Los sensores capacitivos pueden detectar lquidos, polvos omateriales slidos si la constante dielctrica de los mismos es igual

o mayor a un valor establecido por el fabricante, para el caso de lossensores capacitivos OMRON el valor de la constante dielctricaestablecido es 1.2.

A+

B -

Capacitor

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Los sensores capacitivos no son afectados por el color o condicionesde superficie del objeto a sensar. Pero si pueden ser afectados si laconstante dielctrica del ambiente es mayor a la del objeto.En la Figura se observa la vista frontal y los bloques funcionales deun sensor capacitivo

SalidaDetectorOscilador

C

C

B

A

B

A y B = Electrodos del sensor

C = Electrodos de compensacin.

Vista Frontal

ABC

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La sensibilidad o distancia de deteccin de la mayora de lossensores Capacitivos pueden ajustarse por medio de un

potencimetro. De esta manera es posible eliminar ladeteccin de ciertos medios. Por ejemplo, es posibledeterminar el nivel de un liquido a travs de la pared de

vidrio de su recipiente.Grueso del Material Distancia de conmutacin

1.5mm ------

3.0mm 0,2mm

4,5mm 1,0mm

6,0mm 2,0mm

7,5mm 2,3mm

9,0mm 2,5mm

10,5mm 2,5mm

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SENSORESDatos Tcnicos de un Sensor Capacitivo de Proximidad

Material de objeto Todos los materiales conconstante dielectrica >1

Tensin de Funcionamiento 10V30V DC o 20..250V CA

Distancia de Conmutacin 520mm max 60mmIntensidad mxima 500mA DC

Temperatura de Funcionamiento -25C +70C

Sensibilidad a la suciedad Sensible

Vida til muy largaFrecuencia de conmutacin hasta 300Hz


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SENSORESAplicaciones de un Sensor Capacitivo de Proximidad

Deteccin de SuelasNegras

Deteccin del nivel de llenadoen un deposito de acero

Comprobacin del contenido de

una caja a travs del cartn

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SENSORES

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Los sensores pticos pueden detectarcualquier objeto que interrumpa un rayo de luz,o que reflejen la luz. Hay diversas formas, omtodos de deteccin, en las cuales la fuentede luz y el fotorreceptor pueden detectar

objetos.

Las caractersticas del objeto a ser detectadodeterminan el mtodo de deteccin quefuncionar mejor.

Es importante saber con anticipacin, si losobjetos son opacos, translcidos o claros, sison reflexivos o no reflexivos, o bien si losobjetos estn en la misma posicin o estnposicionados al azar cada vez que pasan por elsensor.

SENSORESSensor ptico de Proximidad

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SENSORESSensor ptico de Proximidad

Los sensores pticos emiten luz, usualmente mediante un LED (LightEmitting Diode) y reconocen el rayo de luz a travs de un fotodiodo uotro componente sensible a la luz.

Los LEDs de espectro visible rojo,

azul y amarillo tambin se utilizan enaplicaciones especiales donde hande detectarse colores especficos ocontrastes de color determinados.

Los indicadores LED soncomponentes resistentes yconfiables. Son capaces de trabajar

en un amplio margen de temperaturason muy resistentes a los impactos yvibraciones.

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SENSORESVariantes de los Sensores pticos de Proximidad

Sensorespticos

de Proximidad

Sensoresde Barrera

Sensores deretrorreflexin

Sensores deReflexinDirecta

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Sensor ptico de barrera.La configuracin de este sensor se muestra en la Figura, stetiene la fuente de luz en una locacin y el receptor en otra,donde ambos tienen que ser puestos de frente con unaalineacin no exacta pero si considerablemente buena. Elobjeto a ser detectado pasa entre el emisor de luz y el

receptor, interrumpiendo el rayo.

Emisor Receptor

SENSORESSensor ptico de Barrera

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SENSORESCaractersticas de un Sensor ptico de Barrera

Ventajas:Incremento de la fiabilidad debido a la presencia permanente deluz durante el estado de reposo

Amplio alcance

Pueden detectarse pequeos objetos incluso a largas distancias

Adecuado para ambientes agresivos

Los objetos pueden ser reflectantes, especulares o traslucidos

Buena precisin de posicionado

Desventajas:

Dos elementos separados forman el sensor (emisor y receptor),con lo que se requieren conexiones independientes.

No pueden utilizarse para objetos completamente transparentes.

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Material de objeto Cualquiera. Dificultad conobjetos muy transparentes

Tensin de Funcionamiento 10v30v DC o 20..250V CA

Alcance mx. 1m hasta 100mIntensidad mxima mx. 100500mA DC

Temperatura de Funcionamiento 0C60C o -25C80C


Vida til muy larga (aprox.. 100 000h)Frecuencia de conmutacin de20 a 10000Hz


SENSORESCaractersticas Tcnicas de un Sensor ptico de Barrera

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Ejemplo de Aplicacin

SENSORESAplicaciones de los Sensores pticos de Barrera

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Sensor ptico de reflexin directa (reflexin en un reflector)Estos sensores tienen la fuente de luz y el receptor en la misma locacinpero requieren de un reflector de luz alineado con el sensor. El objeto aser detectado interrumpe el rayo entre el sensor y el reflector de luz, y deesta manera es detectado.Para efectos de instalacin, los sensores retro reflexivos requierenmenos cableado y son ms fciles de alinear. Para accionar la salidacuando un objeto est presente se debe poner el sensor en el modoDARK ON, de caso contrario en LIGHT ON.

Emisor yReceptor

Reflector

SENSORESSensor ptico retro reflexivo

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Sensor ptico de reflexin difusa (reflexin en el objeto)Este tipo de sensor reflectivo tiene la fuente de luz y el receptoren la misma locacin, pero no necesita de un reflector de luz.El objeto es detectado cuando se refleja la luz del emisor en lasuperficie del objeto y sta se regresa hacia el receptor debido

a la reflexin en el objeto.

Emisor yReceptor Objeto aDetectar

SENSORESSensor ptico retro reflexivo

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S SO C


SENSORESCaractersticas de los Sensores pticos Retro Reflexivos

Ventajas:Mejor fiabilidad dado que hay luz permanente durante el estadode reposo.

Instalacin y ajustes sencillos

El objeto a detectar puede ser reflectante, especular otransparente, siempre que absorba un porcentaje suficientementeelevado de luz

En muchos casos, cubren un rango mayor en comparacin conlos sensores de reflexin directa

Desventajas:

Los objetos transparentes, muy claros o brillantes pueden pasarinadvertidos al sensor.

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SENSORESAplicacin de Sensores pticos Retro Reflexivos

Control de presencia y conteo pormedio de un sensor de

retrorreflexin

Control de un buclecompensador por medio desensores de retrorreflexin

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SENSORESSensores pticos de Reflexin Directa

Tanto el emisor como receptor se encuentranalojados en el mismo cuerpo. La distancia dedeteccin depende de mucho de la reflectividad delobjeto, unos pocos decmetros

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SENSORESCaractersticas Tcnicas Sensores de Reflexin Directa

Material de objeto Cualquiera

Tensin de Funcionamiento 10v30v DC o 20..250V CA

Alcance mx. 50mm hasta 2m

Intensidad mxima 100500mA DCTemperatura de Funcionamiento 0C60C o -25C80C


Vida til larga (aprox.. 10 000h)

Frecuencia de conmutacin de10 a 2000Hz

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SENSORESCaractersticas de los Sensores de Reflexin Directa

Ventajas:Ya que es la propia reflexin del objeto la que activa al sensor,no se requiere un reflector adicional.

El objeto puede ser reflectante, especular o transparente y hastatranslucido mientras refleje un porcentaje suficientementeelevado del rayo de luz que recibe.

Mientras que en el sensor de barrera, los objetos solo puedendetectarse lateralmente, los sensores de reflexin directa

permiten detectar en posicin frontal, es decir, en la direccindel rayo de luz.

Dependiendo del ajuste del sensor de reflexin directa, losobjetos pueden detectarse selectivamente frente a un fondo.

Desventajas:

La respuesta no es completamente lineal, por ello los sensoresde reflexin directa no son tan adecuados como los sensores de

barrera si se necesita una elevada precisin de respuesta lateral.

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SENSORESSensores pticos de Reflexin Directa

Comportamiento de unsensor de reflexin

directa con un objetoespecular

El objeto es Detectado

El objeto no es detectado

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SENSORESSensores pticos de Proximidad con Cables de Fibra ptica

Los sensores de proximidad conadaptadores para fibra ptica seutilizan cuando los dispositivos

convencionales ocupan demasiadoespacio. Otra aplicacin, donde esventajosa la utilizacin de cables defibra ptica, puede ser en reas conriesgo a explosin. Con lautilizacin de cables de fibra ptica,

puede detectarse con precisin laposicin de pequeos objetos.

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SENSORESSensores pticos de Proximidad con Cables de Fibra ptica

Sensores de Reflexindirecta con CFO.

Sensor de Barrera conCFO.

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SENSORESVentajas de los Sensores pticos de Proximidad con CFO

Ventajas de los sensores pticos de proximidad adaptadoscon CFO:

Deteccin de objetos en reas de acceso restringido, porejemplo, a travs de agujeros.

Posibilidad de instalacin a distancia del cuerpo del sensor

Deteccin precisa de pequeos objetosVentajas de los CFO de Polmero:

Mecnicamente mas resistentes que los de fibra de vidrio.

La longitud puede reducirse fcilmente cortando los extremosde los cables con un cuchilla.

Ahorro de costosVentajas de los cables pticos de fibra de vidrio:

Adecuados para elevadas temperaturas

Menor atenuacin ptica en distancias largas as como enrangos cercanos al infrarrojo. Y mayor durabilidad

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SENSORESAplicacin de los Sensores pticos de Proximidad con CFO

Deteccin de pequeos objetos por

medio de un sensor de reflexindirecta con CFO Deteccin de una o dos capas de

tejido por medio de un sensor debarrera con CFO

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SENSORESAplicacin de los Sensores pticos de Proximidad con CFO

Control de Roscas Deteccin de piezas en unsistema transportador

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SENSORESAplicaciones Industriales de Sensores pticos de Proximidad

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SENSORESSensores Ultrasnicos de Proximidad

Estn basados en la emisin y reflexinde ondas acsticas entre un emisor, unobjeto y un receptor. Normalmente, el

portador de estas ondas snicas es el aire.

Se mide y se evala el tiempo que tardaen desplazarse el sonido.

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El transmisor emite ondas snicas en el rangoinaudible a cualquier frecuencia, generalmenteentre 30 y 300kHz. La velocidad esta limitada porla mxima frecuencia de repeticin de pulsos, la

cual, dependiendo del diseo, puede oscilar entre1 Hz y 25Hz.

La principal ventaja reside en el hecho quepueden detectar una amplia gama de

diferentes materiales, la deteccin es de formaindependiente de la forma, color y material,mientras que el material puede ser solid,fluido o en forma de polvo.

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SENSORESCaractersticas de los Sensores Ultrasnicos de Proximidad

Ventajas:Rango relativamente amplio (hasta varios metros)

Deteccin del objeto independiente del color y del material

Deteccin segura de objetos transparentes.

Posibilidad de desvanecimiento gradual del fondo.Posibilidad de aplicaciones al aire libre

Desventajas:

Si se utilizan sensores ultrasnicos para objetos con superficiesinclinadas, el sonido se desva, por ello es importante que lasuperficie del objeto a reflejar este dispuesta perpendicularmente aleje de propagacin del sonido o bien que se utilicen barrerasultrasnicas.

Los sensores de proximidad ultrasnicos reaccionan con relativalentitud.

Son generalmente mas caros que los sensores de proximidad pticos.

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SENSORESCaractersticas Tcnicas de los Sensores Ultrasnicos de Proximidad

Material de objeto Cualquiera excepto materialesabsorbentes del sonido

Tensin de Funcionamiento tpica 24 V DC

Alcance 100mm hasta 1m max 10m

Intensidad mxima 100400mA DC

Temperatura de Funcionamiento 0C70C en parte hasta -10C

Sensibilidad a la suciedad Moderada

Vida til largaFrecuencia Ultrasnica 30kHz300kHz

Frecuencia de conmutacin 1 a 125Hz

Clase de Proteccin IP 65 hasta IP 67

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Posicin del Objeto a sensar: de forma similar a lo que sucede con la luz losultrasonidos se desvan en las superficies planas e inclinadas. Los objetos consuperficies lisas y regulares no pueden detectarse si las desviaciones son, porejemplo, mas de 3.. 5 de la perpendicular al sensor de proximidad.

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SENSORESAplicaciones de los Sensores Ultrasnicos de Proximidad

Control de un bucleentre rodillos de

alimentacin

Clasificacinsegn diferentes

alturas

Deteccin degrueso en lotes

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SENSORESSensores de Proximidad Neumticos

Con estos sensores se puede detectar la presencia o ausenciade un objeto por medio de chorros de aire que detectan sincontacto. Cuando se presenta un objeto, se produce un cambioen la presin de la seal.

Ventajas:Funcionamiento seguro en ambientes consuciedad y en ambientes de elevada temperatura.

Pueden utilizarse en ambientes con riesgo deexplosin.

Insensibles a influencias magnticas y ondassnicas.

Fiables incluso en ambientes con brillo intenso ypara deteccin de objetos transparentes a la luz,donde los sensores de proximidad pticos podranno ser adecuados.

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SENSORESTipos de Sensores de Proximidad Neumticos

Sensores de obturacin defuga

Sensores Reflex

Sensores de barrera

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SENSORESAplicacin de Sensores de Proximidad Neumticos

Conteo de piezas deplstico Control de guiado de

cinta

Deteccin deposicin de agujas

Verificacin detapas

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CARACTERSTICAS TECNICAS DE UN SENSORDE POSICION NEUMTICO-MECANICO

Presin de trabajo -0.95+8.00 Bar

Temperatura -10C +60C

Fuerza de Actuacin a 6 bar 6 10N

Punto de ruptura Depende de lapresin, varia unmximo de 0,8mmcon presiones entre

08 bar.

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DATOS TECNICOS DE UN FINALDE CARRERA

(INTERRUPTORES DEPOSICION DE CONTACTO)

Capacidad de ruptura 24V DC, 6A

250V AC, 6APrecisin del punto de conmutacin de 0,01 a 0,1mm

(0,001mm)

Frecuencia de conmutacin Aprox. 60400operaciones/min

Vida til 10 Mill. De ciclos

Clase de Proteccin IP 00 a IP 67

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APLICACIONES DE INTERRUPTORESDE POSICION ELECTROMECANICOS

Vigilancia de una puerta

Interruptor deluces de freno

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Instrumentacin Industrial

Instrumentos de Medicin de :

Temperatura Flujo Nivel Presin

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Instrumentos de Medicin de TemperaturaTermocuplas

Cuando dos filamentos de metalesdiferentes y homogneos son unidos enambos extremos; y uno de los extremos escalentado, existe una corriente continuaque fluye en el circuito termoelectrico.

Es decir hay una conversin de energatrmica a energa elctrica.

Si el circuito original es abiertoen el centro, el voltaje del ladoabierto del circuito (voltaje deSeebeck) es una funcion de latemperatura de la union y la

composicion de los dos metales.

Al conjunto de la unin de estos dos metales se le denominaTERMOPAR.

SENSORICA


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Consideraciones Bsicas en lasuniones de un termopar:

Resistencia elevada para no requerirmucha masa, lo que implica altacapacidad calorfica y respuesta

lenta.

Coeficiente de temperatura dbil enla resistividad.

Resistencia a la oxidacin a altastemperaturas.

Linealidad de la respuesta.

Todas las termocuplas comerciales cumplen con estas consideraciones.

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Componentes de Termocupla

SENSORICA


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Principales Tipos de Termocuplas

SENSORICA


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Los termopares J son verstiles y de bajo coste. Se pueden emplear enatmsferas oxidantes. Se aplican a menudo en hornos de combustinabiertos a la atmsfera.

Los termopares K, en su margen de medida, son mejores que los de tipoE, J y T. Utiles cuando se trata de medir en atmsferas oxidantes.

Los termopares T resisten la corrosin, de modo que se pueden emplearen atmsferas de alta humedad y ambientes oxidantes hasta 750F

Los termopares E son los de mayor sensibilidad y resisten la corrosinpor debajo de 0C y las atmsferas oxidantes.

Los termopares N resisten la oxidacin y ofrecen mejor estabilidad a altas

temperaturas.Los termopares con metales nobles (B, R Y S) tienen muy alta resistenciaa la oxidacin y a la corrosin.

Algunas Aplicaciones

SENSORICA


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Las concentraciones de oxgeno en una atmsferareductora (con altas concentraciones de compuestos dehidrgeno como en metano y amoniaco) son menores del1%.

En nuestra atmsfera actual la concentracin de oxigenoes del 21%

Qu es atmsfera reductora y oxidante?

El Hidrgeno, carbn y otros vapores metlicos pueden contaminar a

la termocupla

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La Tabla muestra la salida en mV correspondiente a distintastemperaturas de la unin de un termopar tipo J referenciado a 0C.

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Tipos de uniones

a) Unin soldada en extremosb) Unin soldada en paraleloc) Hilo Trenzado

d) Termopar expuesto: Respuestarpidae) Termopar encapsulado:

Aislamiento elctrico y ambiental

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Instrumentos de Medicin de TemperaturaRTD (Resistencia Dependiente de Temperatura)

La resistencia electrica de un material cambia debido acambios de Temperatura.

Los materiales que ofrecen mejores caracteristicas comoRTD son los denominados metales puros (Platino, Niquel).Estos tienen un coeficiente positivo en la relacionresistencia vs. Temperatura. El Platino es el mas popularen aplicaciones industriales.

Un RTD tipico consiste de un filamento de Platino enrolladosobre una mica y con una cubierta protectora. Usualmentela mica y la cubierta son de vidrio o ceramicos.

Termopozo

Inserto Pt100

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Un factor que influye en laexactitud del RTD es la impedanciade la extension de los cables. Paraevitar este problema se usa unaconfiguracion tipo PuenteWheatstone. La salida del voltajees una indicacion indirecta de la

resistencia del RTD.

El defecto de la impedancia delos cables es minimizada con laconfiguracion puente de 3 hilos.

Rg

R3

Vs/2Vo

Rg=R3[(Vs-2Vo)/(Vs+2Vo)] - Rl[(4Vo)/(Vs+2Vo)]

Rl: Resistencia de cable


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El Pt100 es el RTD de platino de mayor aceptacionindustrial. Presenta una resistencia de 100 Ohmios auna temperatura de 0C. Tambien existen Pt talescomo:

Pt50: 50 Ohmios a 0C.

Pt500: 500 Ohmios a 0C. Pt1000: 1000 Ohmios a 0C.

La ecuacion para calcular el valor de Resistencia delPt100 es:

R(OHM) = 100(1 + 0.00385(T))

El Rango de operacin del Pt100 es de -200 a 600C.


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Los Termistores se basan en cambios en la resistencia enun semiconductor ceramico. La resistencia disminuye demanera no lineal ante aumentos de temperatura. Sondiseados segn su resistencia a 25C (2252 Ohmios).

Generalmente, el rango de operacin es de -40 a 150C.Sin embargo, la exactitud en este rango es muy elevada.

Instrumentos de Medicin de TemperaturaTermistores (RTD)

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Instrumentos de Medicin de TemperaturaResumen

SENSORICA


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SENSORICA


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Instrumentos de Medicin de FlujoGenerales

En la mayoria de instrumentos de medicion de flujo, el valor deflujo es determinado inferencialmente midiendo la velocidaddel liquido. La velocidad depende de la Presin diferencial quepermite al liquido fluir dentro de una tuberia.

La relacion basica para calcular el valor de flujo es:

Q = V x AQ : Flujo de liquido a traves de la tuberia.

V : Promedio de velocidad del fluido.

A : Area seccional de la tuberia.

Otros factores que influyen en la medicion son la viscosidad,

densidad y la friccion del liquido.

SENSORICA


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La caida de presion a traves del medidores proporcional al cuadrado del flujo. Elflujo se obtiene midiendo la presiondiferencial y extrayendo la raiz cuadrada.

Los medidores de presion diferencial

tienen un elemento primario y unosecundario. El elemento primario causaun cambio en la energia cinetica que creala presion diferencial en la tuberia. Esteelemento primaro debe fijarse a la tuberiateniendo en cuenta el tamao de latuberia, condiciones de flujo y

propiedades del liquido. El elementosecundario mide la presion diferencial yprovee la seal de salida.

Los medidores de presion diferencial sonlos mas populares en medicion de flujo.

Instrumentos de Medicin de FlujoPresion Diferencial

SENSORICA


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PLACA ORIFICIO. El elemento primario es una pieza metalica con una

perforacion que origina la presion diferencial. La placaes instalada transversalmente en una tuberia.

La presion a cada lado de la placa es medida con tabs.

Es un medidor de bajo costo para fluidos limpios y/ocon pocos solidos en suspension.

TUBO VENTURI.

Es esencialmente una seccion de tuberia con unaentrada conica, una restriccion y salida conica. Cuandoel liquido pasa a traves de la restriccion, su velocidad

se incrementa, generando la presion diferencial. Tienen la ventaja de medir grandes volumenes de flujo

con bajas caidas de presion.

Pueden usarse inclusive con liquidos con elevadoscontenidos de solidos.

Instrumentos de Medicin de FlujoPresion Diferencial

SENSORICA

I t t d M di i d Fl j


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La operacin de este instrumento consiste tomar volumenesfijos de liquido y contar la cantidad de veces que se realiza laoperacin.

Es especialmente util para la medicion de liquidos viscosos

Instrumentos de Medicin de FlujoMedidosr de Desplazamiento Positivo

SENSORICA



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Estos instrumentos operan linealmente con respecto alvolumen del flujo de liquido a traves de la tuberia. No existeuna relacion cuadratica como en los medidores de presiondiferencial y su exactitud es mayor.

La mayoria de instrumentos de este tipo se deben insertardirectamente en la tuberia.

MEDIDOR TURBINA

Consta de un rotor con aletas acoplada a la tuberia.Cuando el liquido fluye imprime movimiento a las aletas auna velocidad proporcional a la del fluido. Un contador depulsos adaptado a una de las aletas o un tacometropermite determinar el volumen del producto.

El instrumento es especialmente util para liquidos noviscosos

Instrumentos de Medicin de FlujoMedidores de Velocidad

SENSORICA



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Instrumentos de Medicin de FlujoMedidores de Velocidad

SENSORICA



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MEDIDOR TIPO VORTEX

Se basa en el fenomeno natural que sucedecuando el liquido fluye a traves de un obstaculo:se forman vrtices en la zona posterior alobstaculo. La frecuencia de los vrtices esdirectamente proporcional a la velocidad del

liquido que fluye a traves del medidor.F = St x V

dF = Frecuencia de ondas

de vrtices.

V = Velocidad del fluidoSt= Factor de Strouhald = Altura frontal de la

obstruccin

Instrumentos de Medicin de FlujoMedidor tipo Vortex

SENSORICA



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El medidor Vortex se inserta directamente sobre la tuberia. Elmedidor no tiene partes mviles y no requiere mantenimiento.

Su uso mas frecuente es para liquidos de baja viscosidad. Nose recomienda su uso para productos muy viscosos. Tambiense pueden usar para medicion de gases, liquidos y vapores.


SENSORICA



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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

Inlet - Outlet Sections

Para una medicin exacta serequiere que el fluido no seaafectado por disturbios. Estose puede asegurarconsiderando lo siguiente:

Inlet sections: min. 10 x DN

Outlet sections: min. 5 x DN

Donde existan reducciones,vlvulas, codos, etc. Serequiere considerar mayoreslongitudes.

Se recomienda no instalarvlvulas despues del medidorde flujo.


SENSORICA

Instr mentos de Medicin de Fl jo


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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

Montaje

El sensor puede ser montado encualquier posicin, aunque paratemperaturas elevadas o muy bajasse sugiere las siguientesposiciones:

Altas temperaturas (Ej. Vapor):

Tuberia horizontal: Segn C o D

Tuberia vertical: Segn A

Bajas temperaturas (Ej.

Cryogenicos):

Tuberia horizontal: Segn B o D

Tuberia vertical: Segn A


SENSORICA

Instrumentos de Medicin de Flujo


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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

MEDIDOR ELECTROMAGNETICO

El principio de operacin se basa en la Ley de InduccionElectromagnetica de Faraday: Cuando un conductor electricose desplaza en un campo magnetico; se induce un voltaje Ue.

Un producto liquido (independiente de su viscosidad,densidad, presion y temperatura) sirve como conductorelectrico. El campo magnetico es creado al energizar lasbobinas del medidor. El voltaje inducido es proporcional a lavelocidad del liquido.

Ue = BxLxV

B = Campo MagnticoV = Velocidad del fluidoL = Espacio entre electrodosUe= Voltaje Inducido

Instrumentos de Medicin de FlujoMedidor Electromagntico

SENSORICA



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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

Ue = BxLxV

B = Campo MagnticoV = Velocidad del fluidoL = Espacio entre electrodosUe= Voltaje Inducido


SENSORICA



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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

MEDIDOR ELECTROMAGNETICO Su aplicacin es para cualquier liquido conductivo. Se le

usa preferentemente en la industria alimenticia (medicionde leche, aceites comestibles, cerveza, agua, yogurt, etc.) yotros como cidos, alcalinos, pastas, pulpas, agua residual,etc. Asimismo, dependiendo del material de recubiertainterna, el principio de medicion tambien es valido paraproductos corrosivos.

Se debe considerar que el medidor siempre debe contenerproducto para evitar daos en el equipo.

La mayora de lquidos con

alcalinidad mayor a 5S/cm,pueden ser medidos

Una conductividad minima de20S/cm se requiere paraagua desmineralizada


SENSORICA



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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

Montaje en Posicin Vertical

Posicion recomendada cuando elfluido asciende, sin importar sicontiene slidos en suspensin opartculas grasas.

Es la posicin ptima en sistemasde tuberias vacias con deteccinante tal condicin.

Montaje en Posicin Horizontal

El eje de los electrodos debe ser

horizontal, previniendo elaislamiento de electrodos porposible ingreso de "burbujas" deaire.


SENSORICA



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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

El sensor debe ser montado acierta distancia de restriccionescomo valvula, derivaciones T,ngulos o codos, etc.

Inlet section:

5 xDNOutlet section: 2 xDN

Ambas observaciones deben serconsideradas para mantenerexactitud.

5 x DN 2 x DN


SENSORICA



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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

Tuberias ParcialmenteLlenas

Para inclinaciones, se debeadoptar un montaje similar aun sistema de drenado.

Adems considerar la

seguridad de deteccin de"Tubera vaca y vlvula dedrenaje

Instalacin de BombasNo montar el sensor en ellado de succin de lasbombas. Esto evitar bajapresin y previene posiblesdaos al sensor.


SENSORICA



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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

MEDIDOR CORIOLIS Permite la medicion directa de la cantidad de producto

(gr./kgr) que fluye a traves de una tuberia. Es particularmenteutil para liquidos cuya viscosidad varia con la velocidad adeterminadas temperaturas y presiones.

El principio de medicin se basaen la generacin de Fuerzas deCoriolis.

Estas fuerzas estan siempre

presentes cuando losmovimientos translacional (linearecta) y rotacional ocurrensimultaneamente

Instrumentos de Medicin de FlujoMedidor Basico de Coriolis

SENSORICA



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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

MEDIDOR CORIOLIS (Tubo U) El sensor consta de un tubo en U que vibra (fuerza

oscilatoria) a una determinada frecuencia (aprox. 80veces/seg.) con desplazamiento constante (menor a 0.1inch.). Cuando el liquido fluye a traves del tubo aplica unafuerza vertical al mismo y cambia el grado de torsion deltubo. Este cambio es directamente proporcional la masadel producto.


SENSORICA



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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

Otro tipo de sensor usa una oscilacin en vez de unaconstante angular (velocidad w) y dos tubos paralelos de

medicin. Con el producto fluyendo a travs de los tubos,

stos son hechos oscilar en antifase.

La fuerza de Coriolis originada causa un cambio de fase

en la oscilacin del tubo:

(1) Cuando no hay fluido, ambos tubos oscilan en fase

(2) Cuando hay fluido msico, la oscilacin del tubo es

desacelerada en el ingreso y acelerada en la salida (3)

Al aumentar el flujo msico, aumenta la diferencia de

fase A-B.

La oscilacin de los tubos de medicin se mide usando

sensores electrodinmicos al ingreso y salida.


SENSORICA



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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

El principio de medicion es independiente a cambios en elfluido como densidad, viscosidad, temperatura, etc.

Su aplicacin principal se encuentra en el sector alimenticiopara medicion de masa y volumen de productos lacteos (lecheevaporada y leche condensada), grasas, aceites, chocolates,mayonesas, etc. Asimismo, en las industrias farmaceuticas yquimicas para medicion de acidos, alcalinos, pinturas, barniz,

etc. Su costo es mayor a los demas medidores mencionados.



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SENSORICA



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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

A DN 1... 4: Para pequeascantidades de flujo, tubo simple enSS o Alloy C-22

I DN 8...50: Tubo recto de titaniopara medianas cantidades de flujo

M DN 8...80: Dos tubos rectos demedicin (Titanio), para presioneshasta 100 bar.

M DN 8...25: Para presioneselevadas de hasta 350 bar.

F DN 8...80: Dos tubos ligeramente

curvados en SS o Alloy C-22.

La instalacin de los sensorespuede ser horizontal o vertical


SENSORICA



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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

Principio de MedicinEl medidor opera por el principio de diferencia de tiempos en laemision y recepcion de ondas:

Una seal acstica (ultrasonido) es transmitida de un sensor aotro (puede ser en la direccin del flujo o en sentido contrario).El tiempo requerido para que la seal llegue al receptor es

medido. La diferencia de tiempo (transcurrido) es directamenteproporcional a la velocidad del fluido

Instrumentos de Medicin de FlujoMedidor Ultrasnico

SENSORICA



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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

MontajeEl medidor es montadodirectamente sobre la tuberiaexistente (No requiere insertar enla tuberia). El sistema es ideal paraliquidos puros o con pequeas

cantidades de slidos ensuspension. Ej:

Agua, agua de mar, amoniaco,acetona, alcohol, bencina, ethanol,glicol, kerosene, leche, metanol,etc.

El medidor puede ser montadoverticalmente u horizontalmente.Evitar su instalacin cerca devlvulas, bombas, codos, etc.

Instrumentos de Medicin de FlujoMedidor Ultrasnico

SENSORICA



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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez


SENSORICA

Instrumentos de Medicin de Nivel


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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

Deteccion Limite.

Permite determinar los niveles maximo y/ominimo en un recipiente. Tienen una salidatipo switch para indicar que el productoalcanz el nivel limite.

Deteccin Continua.

Se genera una seal electrica proporcionalal nivel y puede ser usada para propositosde control o indicacin.

Instrumentos de Medicin de NivelOperaciones Bsicas

SENSORICA



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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

Dos varillas metalicas sobre una membranade metal son fabricadas para oscilarpiezoelctricamente en su frecuencia deresonancia. Los cambios en lascaracteristicas de vibracin (cambio defrecuencia) se presentan cuando las varillasentran en contacto con el material.

Util para deteccion limite en liquidos ysolidos.

Generalmente, no requieren mantenimiento nicalibracin. Pueden ser instalados encualquier direccin.

Instrumentos de Medicin de NivelPrincipio de Vibracin

SENSORICA

Instrumentos de Medicin de NivelCaracteristicas

Los lquidos a


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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

Aplicacin en LiquidosEl limit switch vibracional es til entanques de almacenamiento(inclusive con agitador) y tuberiasdonde se exige elevadosestandares de higiene.

Puede ser usado en sistemasdonde otros principios de medicindificilmente funcionan:

Ej. Para pastas, productosadherentes, con turbulencias, conburbujas y con variaciones de

temperatura

Instrumentos de Medicin de NivelPrincipio de Vibracin

Los lquidos amedir deben tenerlas siguientes

caracteristicas:

Temperaturas :

40 C a +150 C

Viscosidad: Hasta

10.000 mm /s(cSt).

Densidad: Mayor a0.5 g/cm

Para lquidoscorrosivos existenmedidores concubierta deHastelloy

SENSORICA



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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

Principales Ventajas:Libre de Mantenimiento: Operaconfiablemente inclusive enproductos con adherencias.

Econmico: Solucin econmicapara todos los tipos de lquidos y

bajo diversas condiciones deproceso: independiente deturbulencias, propiedades electricas,contenido de slidos o gases,espumas o vibracin del tanque

Exactitud: Fijacin del lmite conexactitud de milimetros sin necesidadde calibracin.

Seguridad de Operacin: Monitoreoelectrnico de las sondas paradeterminar corrosin

Principio de Vibracin

SENSORICA



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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez


SENSORICA



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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

1. Generalmente la conexin esempotrada con la pared deltanque

2. Con lquidos de bajaviscosidad montar el sensor

de modo que el lquidopueda fluir fuera del nozzle(boquilla) y descubrir lassondas

3. Con lquidos de alta

viscosidad usar un nozzle demayor dimetro

4. Sensor en una tubera:Mnimo 2 para lquidos de

baja viscosidad

Montaje:


SENSORICA



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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

Aplicacin en SlidosLimit switch para silos conteniendopolvos o slidos granulados(incluyendo aquellos con muy bajasdensidades)

Aplicaciones Tpicas:

Granos, harinas, leche en polvo,cocoa, azucar, comida paraanimales, detergentes, tizas,cemento, plsticos granulados, etc


SENSORICA



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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

Aplicacin en SlidosA FTM 30 Versin compacta para montaje en cualquierorientacin

B FTM 31 con tubo de extensin mx. 4 m para montajesuperior

C FTM 32 flexible (con soga especial) mx. 20 m para montajesuperior


SENSORICA



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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

Izquierda: Montaje correcto

a) Montaje superior, sondasorientadas verticalmente o con ligerainclinacin.

b) Montaje Lateral: Sonda orientada

angularmente hacia abajo parafacilitar escurrimiento del material

c) Con blindaje: Para proteger contragolpes de monticulos de material(long. aprox. 250 mm, Profundidadaprox. 200 mm)

d) En tolva de descarga. Max. Long.nozzle 60 mm (2.4 in)


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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

Derecha: MontajeIncorrecto

e) En zona de llenado dematerial

f) Orientacin incorrectade sonda: la superficieesta expuesta a elevadascargas por el material.Error de operacin poracumulacin de material

g) Nozzle muy largo:

Considerar el ngulo delos monticulos odescarga de la tolva aldeterminar el largo delpunto de instalacin


SENSORICA



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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

Disposicin con tubos de extensin


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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

La sonda y la pared del tanque (o un electrodo) forman uncapacitor con una muy definida baja capacitancia cuando lasonda esta en el aire. El valor de la capacidad es determinadopor el area de las placas del capacitor (sensor y pared deltanque), la distancia entre ellos y el tipo y caracteristicas delmaterial a ser medido (dielectrico). La capacidad seincrementa a medida que el tanque se llena.

Principio Capacitivo

SENSORICA



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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

1. Sonda con tubo sin referencia tierra:o Para lquidos conductivos

o Para lquidos de alta viscosidad

o Para slidos granulados

2. Sonda con tubo a tierrao Para lquidos no conductivos

o Para uso en agitadores

o 3. Sonda con Apantallamiento

o Para nozzle largo

o Para condensacin en el cabezal (bordedel tanque)

o Para adherencias en las paredes deltanque


SENSORICA

Instrumentos de Medicin de NivelP i i i C iti


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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

4. Sonda con pantalla completamenteaislada:

o Similar a (3) pero para materialesespecialmente corrosivos

5. Sonda con compensacin deadherencias para deteccin lmite

o Para materiales adherentes de altaconductividad

6. Sonda con ajuste para gases

o Para tanques de gas licuadoo Para prevenir condensacin en la sonda

en tanques con extremas variaciones detemperatura


SENSORICA

Instrumentos de Medicin de NivelP i i i Ult i


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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

Se mide el tiempo transcurrido (de ida yretorno) de un pulso de ultrasonido que serefleja en la superficie y regresa al sensor.

La distancia es determinada por la velocidaddel sonido c y el tiempo t usando la formula:

Principio Ultrasonico

SENSORICA



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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

El material a ser medido pueden ser lquidosagresivos (acidos o alcalinos), polvos o slidosgranulados

Puede usarse en canales y represas, tanquesy silos

Es Insensitivo a adherencias e impurezas

Tiene Proteccin ante adherencias de hieloen sensor

Tiene Sensor de temperatura integrado

El principio de medicin es ideal para slidos y lquidos. Ademses independiente de las caracteristicas del producto (densidad,conductividad, etc.)

Se debe evitar el contacto del sensor con el producto.

Temperatura Mxima: 80 C.

Alcance Mximo: 70 mts.


SENSORICA



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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

Requerimientos de la aplicacin

Se tiene condiciones ptimas si:

El lado inferior del sensor esta por debajo deltecho del silo

La zona de deteccion no incluye soportes o

canales de ingreso de materialEl slido tiene una granulometra uniforme

La superficie lquida no est en agitacin yno forma vapores

La operacin es bajo presin atmsferica

normalEl tanque no es llenado durante la medicin

Condiciones adversas reducen el rango demedicin del sensor


SENSORICA



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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

Clculo del rango de medicin segn atenuacin de

onda


SENSORICA

Instrumentos de Medicin de NivelPrincipio Ultrasonico


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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

Factores de atenuacin de onda


SENSORICA

Instrumentos de Medicin de NivelPrincipio Ultrasonico: Estimacion de limites de Deteccion de ERROR


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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

Principio Ultrasonico: Estimacion de limites de Deteccion de ERROR

SENSORICA

Instrumentos de Medicin de NivelPrincipio Ultrasonico


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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez


SENSORICA

Instrumentos de Medicin de NivelPrincipio por Microondas: Tipo Switch


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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

Se emiten ondas de alta frecuenciadesde un sensor hacia un receptorsituado en el lado opuesto. El material amedir atenua o interrumpe la energiaemitida y hace conmutar un switch

externo. La distancia entre emisor y receptor

puede ser de varios metros y suoperacin no es afectada por suciedad,polvo o vapor.

Las microondas pueden penetrar

tanques con paredes no metlicas.

Principio por Microondas: Tipo Switch

SENSORICA

Instrumentos de Medicin de NivelPrincipio por Microondas: Medicin Continua


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Sensrica

Ing. Darwin Alvarez

La distancia D a lasuperficie del producto esproporcional al tiempo deviaje del pulso demicrondas t:

D =c t/2Donde c es la velocidad depropagacin

Debido a que la distancia Ees conocida, para calcular

L:L=ED

Principio por Microondas: Medicin Continua

SENSORICA



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Sensrica

Ing Darwin Alvarez

AplicacinEl medidor es un transmisor de nivel no

invasivo para lquidos, pastas y lodos.

Esta diseado para medicin en tanques

de almacenamiento con productos sin

agitacin, as como en pozas o en tuberasby-pass.

Es particularmente til para productos con

baja constante dielctrica. Cambios de

temperatura o vapores no influyen en la

medicin.Su estrecha campana de radiacin permite

una segura instalacin en tanques o

recipientes metlicos y no metlicos, sin

riesgos para el personal.


SENSORICA



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Sensrica

Ing Darwin Alvarez

No instalar al centroporque origina doble

eco

Posicin correcta No instalar sobrezona de llenado


SENSORICA



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Sensrica

Ing Darwin Alvarez

Alejado de zonade llenado

Nozzle largo:Perjudica la

calidad de la seal

Usar extensin deantena o nozzle

corto


SENSORICA

Instrumentos de Medicin de NivelPrincipio Radiomtrico


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Sensrica

Ing Darwin Alvarez

Se tiene una fuente de radiacin deisotopos de Co60 (Cobalto) o Cs137(Cesio) y se encarga de emitir un hazde radiacin Gamma. Este esalmacenado en un contenedor con unobturador para impedir el paso del hazsi no es usado.

En el lado opuesto del tanque seinstala un detector que convierte losrayos gamma en impulsos elctricos. Elnmero de impulsos decrece deacuerdo a la atenuacin de la radiacina traves del material medido.

La atenuacin depende de la densidad y coeficiente de absorcin(considerados constantes); asi como de la consistencia del material

Principio Radiomtrico

SENSORICA



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Sensrica

Ing Darwin Alvarez

AplicacinEn medicin de nivel (lmite y continuo) ymedicin de densidad se usan como fuente losisotopos radiactivos gama. El materialradiactivo esta en una capsula doblementesellada


SENSORICA



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Sensrica

Ing Darwin Alvarez

Es usado con tanques o recipientes con slidoso lquidos inflamables, abrasivos, corrosivos txicos.

Tambien para tanques de acidos, calderos,silos de cemento, ciclones, hornos rotativos,etc

Tambien puede ser aplicado en la industria

alimenticia con las debidas precauciones


SENSORICA



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Sensrica

Ing Darwin Alvarez

1. Deteccin lmite

2. Medicin continua

3. Medicin de interfaces

4. Medicin de densidad


SENSORICA



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Sensrica

Ing Darwin Alvarez

1. Deteccin lmite mnimo

2. Deteccin lmite mximo

3. Medicin continua

4. Medicin con dos detectores


SENSORICA

Instrumentos de Medicin de NivelPrincipio Hidrosttico


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Sensrica

Ing Darwin Alvarez

Principio de MedicinEl peso de unacolumna de lquidogenera una presinhidrosttica. Adensidad constante,

esta presin es unafuncin solamente dela altura h de lacolumna de lquido

Principio Hidrosttico

SENSORICA



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Sensrica

Ing Darwin Alvarez

Medicin en Tanques Presurizados(Presin Diferencial)

Se requiere de dos sensores y untransmisor:

El sensor 1 mide la presin total(hidrosttica y superior en tanque)

El sensor 2 detecta la presin existenteen la parte superior del tanque

Notas:

El diafragma de medicin del sensor 2no debe estar expuesto a turbulenciaso ingreso de producto porque altera la

lecturaLa relacin de presin hidrosttica apresin en parte superior debe sermx. 1:6.

2

p

SENSORICA



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Sensrica

Ing Darwin Alvarez

Compacto:Montaje enpared detanque

Varilla:

Montaje Superior

Adaptador oEncapsulado:

Montaje Superior

p

SENSORICA



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Sensrica

Ing Darwin Alvarez

p

SENSORICA



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Sensrica

Ing Darwin Alvarez

Profibus PA

Es un red estandarizaday abierta para conectarsensores y actuadores aun cable de dos hilos quees el bus de datos.

Se puede instalar hasta10 sensores con PA enareas Eex y hasta 32sensores en areas sinEex

p

SENSORICA



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Sensrica

Ing Darwin Alvarez

SENSORICA

Instrumentos de Medicin de PresionPrincipio de Presin Absoluta


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Sensrica

Ing Darwin Alvarez

Sensor MetlicoLa presin del proceso deflecta eldiafragma con un lquido (dereferencia o llenado) transmitiendola presin a un puente deresistencias. La salida de voltaje

del puente es proporcional a lapresin medida

Ventajas:

Para presiones de proceso dehasta 400 bar (6000 psi)

Excelente estabilidad

Resistencia garantizada asobrecargas de hasta 4 veces lapresion nominal (max. 600bar/9000 psi)

SENSORICA



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Sensrica

Ing Darwin Alvarez

Sensor CermicoLa presin de proceso actadirectamente sobre el difragmacermico del sensor y lo deflectaa un mximo de 0.025 mm.

Unos electrodos ubicados en elsubstrato de cermica y en eldiafragma miden un cambio encapacitancia proporcional alcambio de presin

Ventajas:

Garantiza resistencia asobrecargas de hasta 40 vecesla presin nominal

Elevada resistencia qumica(comparable a Hastelloy oTantalio)

SENSORICA



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Sensrica

Ing Darwin Alvarez

Montaje

El sensor es montado en la

misma forma que un manmetro.

Su posicin depende de la

aplicacin:

Gases: montado superior (over

tapping point)

Lquidos: montaje inferior o al

mismo nivel de tapping point

Vapores: Montaje superior con

extensin (pigtail)

SENSORICA



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Sensrica

Ing Darwin Alvarez

SENSORICA



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Sensrica

Ing Darwin Alvarez

SENSORICA

Instrumentos de Medicin de PresionPrincipio de Presin Diferencial


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Sensrica

Ing Darwin Alvarez

Sensor CermicoLa presin del sistema acta en el

diafragma del sensor causando una

deflexin. Este cambio de distancia entre

electrodos (delgados, de oro) causan un

cambio de capacitancia en ambos ladosVentajas

Monitoreo continuo de rotura de diafragma oprdida de fluido (Comparacin continua dela temperatura medida con la calculada apartir de valores de capacitancia)

Elevada resistencia a qumicos

Para uso en vacio debajo de 1 mbarabs

(0.0145 psiabs)

SENSORICA



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Sensrica

Ing Darwin Alvarez

Sensor MetlicoLos diafragmas separados (8) sondeflectados en ambos lados debido a la

presin de un lquido (de llenado),

transmitiendo tal presin a un puente de

resistencias (tecnologa de

semiconductores). La salida de voltajees proporcional a la diferencial de

presin medida

Ventaja

Para procesos con presiones de hasta

420 bar (6090 psi)Excelente estabilidad

Resistencia garantizada a sobrecargas

Diafragma de Hastelloy C comoestandard

SENSORICA



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Sensrica

Ing Darwin Alvarez

Presin Diferencial

SENSORICA

Instrumentos de Medicin de PresionPrincipio de Presin Diferencial para medicion de Flujos


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Sensrica

Ing Darwin Alvarez

Gas:

Montar el sensor sobre el punto de

medicin para que posibles

condensaciones en la lnea de

proceso sean evacuadas

Vapores:Montar el sensor debajo del punto de

medicin.

Montar y llenar las cmaras de

condensado a la misma altura de la

conexin

SENSORICA

Instrumentos de Medicin de PresionPrincipio de Presin Diferencial para medicion de Flujos


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Sensrica

Ing Darwin Alvarez

Lquidos:

Montar el sensor debajo del

punto de medicin tal que la

tubera de presin siempreesta con lquido

SENSORICA

Instrumentos de Medicin de PresionPrincipio de Presin Diferencial para medicion de Nivel


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Sensrica

Ing Darwin Alvarez

Diafragma de sello capilar:Montar el instrumento debajo de la

conexin ms baja

Montar el diafragma con tubo capilar

en el tanque

Tanque cerrado:Montar el instrumento debajo de la

conexin ms baja tal que la tubera de

presin esta siempre con lquido

El lado negativo debe ser conectado sobre

el nivel mximo

SENSORICA

Instrumentos de Medicin de PresionPrincipio de medicion de Presin Diferencial


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Gas y Vapor: Lquidos:

Sensores Automat y Contr

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Transcript of Sensores Automat y Contr