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Medidores

  1. 1. Instituto Tecnológico de Durango INGENIERÍA QUÍMICA CONTROL E INSTRUMENTACIÓN UNIDAD 8 MEDIDORES. Alumnas ₰Cabral Nájera María del Socorro ₰Ibanez García Blanca Mónica. Maestra ₰Carranza González Friné Guadalupe Martes 10 de Diciembre del 2013
  2. 2.   Para medir la temperatura se utiliza el termómetro. Su funcionamiento se basa en el hecho que se presenta cuando se ponen en contacto dos cuerpos que están a distinta temperatura, es decir, están en equilibrio térmico.
  3. 3.  Las partes principales de un termómetro de líquido en vidrio típico:  Bulbo  Escala auxiliar  Tallo  Cámara de contracción  Escala principal  Cámara de expansión Termómetro de vidrio
  4. 4.  Constan de un depósito de vidrio que contiene determinada sustancia. Mediante la expansión del líquido con el incremento de la temperatura, que actúa como un transductor. Convierte la energía termal en una forma mecánica y con el incremento de la temperatura, el líquido y el vidrio del termómetro se expanden con diferente coeficiente de expansión, causando que el líquido avance por el tubo capilar. El menisco es usado como el indicador.
  5. 5.  Son elementos de medición utilizado en fines diversos. Los termómetros bimetálicos se fundan en el distinto coeficiente de dilatación de dos metales diferentes, tales como latón, monel o acero. Las láminas bimetálicas pueden ser rectas o curvas, formando espirales o hélices. Termómetro bimetálico/Termostato
  6. 6.  Contiene: una aguja indicadora sujeta al extremo libre de la espiral o de la hélice y el propio elemento bimetálico; el eje y el elemento están sostenidos con cojinetes y el conjunto está construido con precisión para evitar rozamientos. Se encuentra dentro de un tubo cerrado, en cuyo extremo superior se coloca el indicador y la escala de tamaño adecuado el eje y el elemento están sostenidos con cojinetes y el conjunto está construido con precisión para evitar rozamientos. La precisión del instrumento es de +-1%
  7. 7.   Se basan el descubrimiento hecho por Seeback en 1821, el descubrió que en un circuito eléctrico formado de dos materiales diferentes en forma de alambres, cuando las dos juntas tenían diferente temperatura existía un potencial entre las terminales del circuito abierto; sin embargo, en caso de cerrar el circuito, se presenta el flujo de corriente. Termopar/Termocupla
  8. 8.   La magnitud del potencial depende de los materiales empleados y de la diferencia de temperatura entre la junta caliente (o de medición) y la junta fría (o de referencia). Ya que la corriente es una función de la diferencia de temperatura., por lo general se requiere efectuar la compensación por la terminal fría.
  9. 9.   Los termopares o termocuplas continúan siendo los sensores de temperatura más usados debido al intervalo de temperatura en el cual pueden utilizarse, su bajo costo y su versatilidad, la desventaja más relevante es que miden diferencias de temperatura y no temperatura absoluta, por lo que debe usarse una junta de referencia.
  10. 10.   Los termisores son semiconductores electrónicos con un coeficiente de temperatura de resistencia negativo de valor elevado, por lo que presentan unas variaciones rápidas y extremadamente grandes para los cambios relativamente pequeños de la temperatura. Los termisores se fabrican con óxidos de níquel, manganeso, hierro, cobalto, cobre, magnesio, titanio y otros metales, ya están encapsulados. Termisor
  11. 11.
  12. 12.  Este método para la medición de la temperatura implica la medición de la energía térmica radiada desde el cuerpo caliente en cuestión como función de su temperatura, es decir, la energía se concentra en un receptor o transductor sensible el cual a su vez hace operar a un sistema indicador o controlador. Pirómetros de radiación
  13. 13.  Los pirómetros de radiación se fundan en la ley de Stefan-Boltzmann, que dice que la intensidad de energía radiante emitida por la superficie de un cuerpo, aumenta proporcionalmente a la cuarta potencia de la temperatura absoluta del cuerpo.
  14. 14.  Pirómetros ópticos. Son anuales los cuales se basan en la desaparición del filamento de una lámpara al compararlo visualmente con la imagen del objeto enfocado, pueden ser de dos tipo de corriente variable en la lámpara y de corriente constante en la lámpara con variación del brillo de la imagen de la fuente. Son parecidos a los de radiación infrarrojos, y consisten esencialmente en un disco rotativo incide en un fototubo multiplicador.
  15. 15.
  16. 16.  Pirómetro de infrarrojos. Éste capta la radiación espectral del infrarrojo, invisible al ojo humano, y puede medir temperaturas menores de 700°C. La lente filtra la radiación infrarroja emitida por el área del objeto examinado y la concentra en un sensor de temperatura fotorresistivo que la convierte en una señal de corriente y a través de un algoritmo interno del instrumento y de la emisividad del cuerpo enfocado, pasa a un valor de temperatura.
  17. 17.
  18. 18.  Pirómetro fotoeléctrico. Al contar con un detector fotoeléctrico, es mucho más rápido que los sensores térmicos, pero debe mantenerse refrigerado a muy baja temperatura mediante nitrógeno líquido para reducir el nivel de ruido eléctrico. La señal de salida depende de la temperatura instantánea del volumen del detector, por lo que evita los retardos inherentes al aumento de la temperatura de la masa del detector que existen en los otros modelos de pirómetros.
  19. 19.  Pirómetro fotoeléctrico. Al contar con un detector fotoeléctrico, es mucho más rápido que los sensores térmicos, pero debe mantenerse refrigerado a muy baja temperatura mediante nitrógeno líquido para reducir el nivel de ruido eléctrico. La señal de salida depende de la temperatura instantánea del volumen del detector, por lo que evita los retardos inherentes al aumento de la temperatura de la masa del detector que existen en los otros modelos de pirómetros.
  20. 20.  Pirómetros de radiación total. Está formado por un lente de pyrex, sílice o fluoruro de calcio que concentra la radiación del objeto caliente en una termopila formada por varios termopares de Pt-Pt/Rh, de pequeñas dimensiones y montados en serie. La radiación está enfocada incidiendo directamente en las uniones calientes de los termopares. Su reducida masa les hace muy sensibles a pequeñas variaciones de la energía radiante, y, además muy resistentes a vibraciones o choques.
  21. 21.
  22. 22. Este sistema está formado por un líquido, gas o vapor que puede expandirse y el cual se encuentra contenido dentro de un sistema totalmente sellado. A medida que el material de relleno del bulbo aumenta de temperatura, el efecto provocado por el incremento de volumen y/o la presión se transmite a través de un tubo capilar fino hacia el receptor (que generalmente es una espiral o hélice), el cual es sensible a los cambios de volumen o de presión. Sistemas térmicos llenos (líquido, vapor).
  23. 23.   En el receptor se requiere de la compensación por temperatura ambiente, también es necesaria otra compensación cuando los tubos capilares son largos.
  24. 24.  Los detectores de temperatura basados en la variación de una resistencia eléctrica se suelen designar con sus siglas inglesas RTD (Resistance Temperature Detector). Termómetros de resistencia RTD
  25. 25.  Un termómetro de resistencia es un instrumento utilizado para medir las temperaturas aprovechando la dependencia de la resistencia eléctrica de metales, aleaciones y semiconductores (termistores) con la temperatura, es decir, la variación de la resistencia de un conductor con la temperatura; tal es así que se puede utilizar esta propiedad para establecer el carácter del material como conductor, aislante o semiconductor.
  26. 26.  Los materiales que forman el conductor de la resistencia deben poseer las siguientes características:  Alto-coeficiente de temperatura de la resistencia, ya que de este modo el instrumento de medida será muy sensible.  Alta resistividad, ya que cuanto mayor sea la resistencia a una temperatura dada tanto mayor será la variación por grado (mayor sensibilidad)  Relación lineal resistencia-temperatura.  Rigidez y ductilidad, lo que permite realizar los procesos de fabricación e estirado y arrollamiento del conductor en las bobinas de la sonda, a fin de obtener tamaños pequeños (rapidez de respuesta)  Estabilidad de las características durante la vida útil del material
  27. 27. Platino • Es el material más adecuado desde el punto de vista de precisión y de estabilidad pero presenta el inconveniente de su coste Níquel • Es más barato que el platino y posee una resistencia más elevada con una mayor variación por grado, sin embargo, tiene como desventaja la falta de linealidad en su relación resistencia-temperatura y las variaciones que experimenta su coeficiente de resistencia según los lotes fabricados Cobre • Tiene una variación de resistencia uniforme, es estable y barato, pero tiene el inconveniente de su baja resistividad Wolframio • Emplea el a temperaturas muy altas, a temperaturas criogénicas se emplean aleaciones de rodio con hierro, y también resistencias de carbón y de germanio
  28. 28.  La presión es la relación entre una fuerza aplicada y el área sobre la cual actúa. Una fuerza actuara en forma perpendicularmente sobre la superficie. La presión se expresa por: 𝑃 = 𝐹 𝐴 donde: P=Presión en N/m2 (Pascal, Pa) F= Fuerza perpendicular a la superficie en Newtons N A= área o superficie sobre la que actúa la fuerza en metros cuadrados (m2)
  29. 29.  La presión que ejercen los líquidos es perpendicular a las paredes del recipiente que los contiene. Dicha presión actúa en todas direcciones y solo es nula en la superficie libre de líquido. Esto se debe a la fuerza que el peso de las moléculas ejerce sobre un área determinada; la presión aumenta conforme es mayor la profundidad. Presión hidrostática
  30. 30.  Se puede calcularse multiplicando el peso específico del líquido por la altura que hay desde la superficie libre de líquido hasta el punto considerado. 𝑃ℎ = 𝑃𝑒ℎ Ph=presión hidrostática n N/m2 r=densidad del líquido en kg/m3 Pe= peso específico del líquido en N/m2 g=aceleración de la gravedad. m/s2 H=altura de la superficie libre al punto en m
  31. 31.  La presión ejercida por un líquido en cualquier punto de un recipiente, no depende de la forma de este ni de la cantidad de líquido contenido, sino únicamente del peso específico y de la altura que hay del punto considerado a la superficie libre del líquido La paradoja hidrostática
  32. 32.   Recipiente 1  𝑃ℎ = 𝑃𝑒ℎ = 𝜌𝑔ℎ  𝑃ℎ = 1000 ∗ 9.8 ∗ 0.5 = 4900 𝑁/𝑚2  Recipiente 2  𝑃ℎ = 𝑃𝑒ℎ = 𝜌𝑔ℎ  𝑃ℎ = 1000 ∗ 9.8 ∗ 0.5 = 4900 𝑁 𝑚2  Recipiente 3  𝑃ℎ = 𝑃𝑒ℎ = 𝜌𝑔ℎ  𝑃ℎ = 1000 ∗ 9.8 ∗ 0.3 = 2940 𝑁 𝑚2
  33. 33.  La tierra está rodeada por una capa de aire llamada atmosfera. El aire que es una mezcla de 20% de Oxigeno, 79% de nitrógeno y 1% de gases raros, debido a su peso ejerce una presión sobre todos los cuerpos que están en contacto con él. En el mar la presión atmosférica es de 1atm Presión atmosférica.
  34. 34.  Se clasifican en: Mecánicos. Neumáticos Electromecánicos Electrónicos. Clasificación de los medidores de presión
  35. 35.  Son instrumentos que utilizan el movimiento de un fluido. Elementos primarios de medida directa que miden la presión comparándola con la ejercida por un tubo de densidad y altura conocidas Elementos primarios elásticos que se deforman por la presión interna del fluido que contienen Elementos mecánicos
  36. 36.   Barómetro cubeta  Manómetros y caudalimétros de campana.  Manómetro de toro pendular  Manómetro de tubo en U  Manómetro de tubo inclinado  Columna hidrostática Elementos Primarios de medida directa
  37. 37.   Es la aplicación directa del experimento de Torricelli. Consta de la cubeta, el tubo de mercurio y una escala graduada en milímetros, cuyo cero ha de coincidir con el nivel del mercurio en la cubeta. Barómetro cubeta
  38. 38.  Tiene este barómetro el inconveniente de que la escala ha de ser móvil, pues si desciende el mercurio en el tubo, sube el nivel de la cubeta y por lo tanto, cambia la posición del cero. Para obviar esta dificultad (de estar variando la escala cada vez que se hace una lectura en el barómetro).
  39. 39.  Han sido diseñados para medir caudales de fluidos gaseosos a muy baja presión diferencial y mejoran los resultados del manómetro de mercurio. Estos aparatos permiten llegar a un mínimo de amplitud de escala de 2.5 mbar de presión o presión diferencial, valor por debajo del cual no es posible hacer una medida fiable. Manómetros y caudalimétros de campana.
  40. 40.  Está constituido por una campana suspendida de un resorte que trabaja a compresión y que a su vez está apoyada sobre una junta de mercurio. Sobre el exterior de la campana actúa la presión aguas arriba del elemento deprimógeno. El interior de la campana está sometido a la presión existente aguas abajo del elemento deprimógeno. El conjunto de esfuerzos que actúa sobre la campa debidos a la presión diferencial, junto con la fuerza antagonista que supone la compresión del resorte, el peso de la campana y la flotación de la campana en el mercurio, se equilibran.
  41. 41.  Cuando el caudal sufre una variación, la nueva presión diferencial modifica el equilibrio. En definitiva, a cada valor del caudal medido le corresponde una posición de equilibrio. La campana juega el papel del flotador del manómetro en U y a partir de este punto, es todo igual en ambos manómetros. Para cambiar de escala, se ajusta la compresión del resorte a la nueva situación y se hacen los ajustes de recorrido de la campana por medio de los órganos de reglaje.
  42. 42.  Está constituido por un tubo de vidrio de forma toroidal, parcialmente lleno de mercurio y cerrado en uno de los extremos, la presión diferencial desplaza el mercurio dentro del anillo provocando que éste se incline hasta que el peso balancea al mercurio desplazado. El grado de inclinación es una medida de la presión diferencial. Manómetro de toro pendular
  43. 43.  Consiste en un tubo de vidrio en forma de U y con una escala marcada en pulgadas o centímetros. Sobre la escala aparece el cero en el centro, el fluido que va dentro del tubo normalmente es mercurio. El mercurio se vacía en el tubo hasta que alcanza la marca de cero, con ambas columnas abiertas hacia la atmósfera, el nivel del fluido permanece en cero. Manómetro de tubo en U
  44. 44.   Cuando una línea de presión se conecta a una columna del manómetro, el fluido en la columna se ve forzado a bajar y en la otra columna se eleva, midiendo la diferencia en la altura del fluido en las dos columnas, se expresa la presión en centímetros o pulgadas del fluido.
  45. 45.  Similar al tubo en U, pero provisto de un ramal inclinado a un ángulo con respecto a la vertical, el ángulo sirve para expandir la escala del instrumento y mejorar la lectura, generalmente se aplica para mediciones de baja presión y, entones el agua se usa como líquido. Opera en un intervalo de 0.5-50 in de agua, con una exactitud superior a 0.1 in de líquido. Manómetro de tubo inclinado
  46. 46.  Se utiliza principalmente para presiones bajas en donde es suficiente la indicación visual. Los manómetros de tubo inclinado usan una cubeta como segunda rama del aparato, por lo que la distancia y determina en forma directa a la columna de presión, exactamente como el manómetro de cubeta.
  47. 47.  Sea un tubo de vidrio, con uno de sus extremos tapado con una plaquita metaliza, que se introduce verticalmente dentro de un recipiente con agua. Si a continuación, con un cuentagotas se llena el tubo de vidrio con agua, se observa que si la plaquita es muy ligera se desprende cuando el nivel del agua dentro del tubo es el mismo que el del agua del recipiente. Columna hidrostática
  48. 48.  Sobre la placa metálica actúan las siguientes fuerzas; su propio peso, la fuerza con la que actúa el agua del vaso, F de dirección la perpendicular a la superficie de la placa y el peso del agua, P, contenida en el tubo.
  49. 49.   Tubo Bourdon  Espiral/Helicoidal  Diafragma  Fuelle Elementos primarios elásticos/De deformación mecánica.
  50. 50.  El tubo Bourdon es un tubo de selección elíptica que forma un anillo casi completo, cerrado por un extremo. Al aumentar la presión en el interior del tubo, este tiende a enderezarse y el movimiento es transmitido a la aguja indicadora, por un sector dentado y un piñón. El material empleado normalmente en el tubo Bourdon es de acero inoxidable o aleaciones especiales como hatelloy y monel. Tubo Bourdon
  51. 51.  El elemento en espiral se forma arrollando el tubo Bourdon en forma de espiral alrededor de un eje común, y el helicoidal arronado más de una espira en forma de hélice, estos elementos proporcionan un desplazamiento grande del extremo libre y por ello, son ideales para los registradores. Espiral/Helicoidal
  52. 52.  Están constituidas por una cuna metálica de sección rectangular, en la que se ubican el ánodo, de grafito o metálico, y el cátodo, formado por la malla de hierro recubierta por una capa de amianto conocida como diafragma. El diafragma permite, por su porosidad realizar la separación física del cloro anódico del hidrogeno catódico que en caso de mezcla reaccionarían de forma violenta. Diafragma
  53. 53.  El sistema se proyecta de tal modo que, al aplicar presión, el movimiento se aproximada a una relación lineal en un intervalo de medida lo más amplio posible con un mínimo de histéresis y de desviación permanente en cero del instrumento. El material de diagrama es normalmente aleación de níquel o inconel x. Se utiliza para las pequeñas presiones.
  54. 54.  Los elementos electromecánicos de presión utilizan un elemento mecánico elástico combinado con un transductor eléctrico que genera la señal eléctrica correspondiente. El elemento mecánico consiste en un tubo Bourdon, espiral, hélice, diafragma, fuelle o una presión en una fuerza o en un desplazamiento mecánico. Los elementos electromecánicos de presión se clasifican según el principio de funcionamiento en los siguientes tipos:  Trasmisores electrónicos de equilibrio de fuerzas.  Resistivos.  Magnéticos.  Capacitivos.  Extensométricos  Piezoelectrónicos. Elementos electromecánicos:
  55. 55.  Trabajan en forma diferencial entre la presión atmosférica y la del proceso. Pueden estar compensados con relación a la presión atmosférica y calibrados en unidades absolutas. Los transductores electrónicos de vacío se emplean para la medida de alto vacío, son muy sensibles y se clasifican en los siguientes tipos:  Ionización  Filamento caliente  Diafragma Cátodo frío  Radiación  Medidor McLeod  Térmicos  Termopar  Pirani  Bimetal Elementos Electrónicos
  56. 56.  Se basan en la formación de los iones que se producen en las colisiones que existan entre moléculas y electrones. La velocidad de formación de estos iones, es decir la corriente iónica, varía directamente con la presión.  Transductor de filamento caliente  Transductor de catado frío Transductor de Ionización
  57. 57.  Consiste en un tubo electrónico con un filamento de tungsteno rodeado por una rejilla en forma de bobina, la cual a su vez está envuelta por una placa colectora. Los electrones emitidos por el filamento caliente se aceleran hacia la rejilla positiva, pasan a su través y, en su camino hacia la placa colectora de carga negativa, algunos colisionan con moléculas del gas. La corriente positiva formada es una función del número de iones y, por lo tanto, constituye una medida de la presión del gas. Estos instrumentos son muy delicados y deben manejarse con cuidado. El filamento puede quemarse si se somete accidentalmente a presiones superiores a 1x10-3 mm Hg absolutos. El transductor de filamento caliente
  58. 58.   Estos transductores son muy sensibles y capaces de medir vacíos extremadamente altos. Su señal eléctrica de salida es lineal con la presión. Tienen el inconveniente de ser sensibles a la composición del gas, de tal modo que en ocasiones el filamento caliente provoca cambios significativos en su composición entre el volumen medido y el volumen contenido dentro del tubo electrónico. El intervalo de medida de estos transductores es de 10-3 a 10-11 mm Hg.
  59. 59.  Se basa en el principio de la medida de una corriente iónica producida por una descarga de alta tensión. Los electrones desprendidos del cátodo toman un movimiento en espiral al irse moviendo a través de un campo magnético en su camino hacia el ánodo. El movimiento en espiral da lugar a que el camino libre medio entre electrones sea mayor que la distancia entre electrodos. Por consiguiente, aumenta la posibilidad de colisiones con las moléculas del gas presente lo que da lugar a una mayor corriente iónica y de este modo la descarga catódica se mantiene a una presión más baja, o sea a un vacío más alto. El transductor de cátodo frío
  60. 60.   Este instrumento no puede vaciarse de gases tan rápidamente como el de filamento caliente, pero es más robusto y no presenta el problema de la combustión del filamento. Es susceptible de contaminación por el mercurio y puede provocar la descomposición química de vapores orgánicos a altas tensiones. Su campo de aplicación abarca de 10- 2 a 10-7 mm Hg con una escala logarítmica.
  61. 61.  Una fuente de radio sellada produce partículas alfa que ionizan las moléculas de gas en la cámara de vacío. Los iones resultantes se recogen en un electrodo y generan una corriente que varía directamente con el número de moléculas en la cámara de vacío y que por lo tanto, es proporcional a la presión total del sistema. Transductor de radiación:
  62. 62.  No incorporando ningún filamento caliente el instrumento puede exponerse sin daños a presión atmosférica, tiene una emisión estable y no es frágil. A muy bajas presiones requiere un preamplificador ya que las corrientes producidas son muy pequeñas, del orden de 10-11 a 10-13 A. Su intervalo de medida es de 760-10-4 mm Hg.
  63. 63.  Se utiliza como aparato de precisión en la calibración de los restantes instrumentos. Se basa en comprimir una muestra del gas de gran volumen conocido a un volumen más pequeño y a mayor presión mediante una columna de mercurio en un tubo capilar. Medidor McLeod
  64. 64.  Se basan en el principio de la proporcionalidad entre la energía disipada desde la superficie caliente de un filamento calentado por una corriente constante y la presión del gas ambiente cuando el gas esa a bajas presiones absolutas.  Transductor térmico de termopar  Transductor Pirani  Transductor bimetálico. Transductores Térmicos
  65. 65.  Contiene un filamento en V que lleva incorporado un pequeño termopar. Al pasar una corriente constante a través del filamento, su temperatura es inversamente proporcional a la presión absoluta del gas. Transductor térmico de termopar
  66. 66.  Utiliza un circuito de puente de Wheastone que compara las resistencias de dos filamentos de tungsteno, uno sellado en alto vacío en un tubo y el otro en contacto con el gas medido y por lo tanto pierde calor de conducción. Transductor Pirani
  67. 67.  Utiliza una espiral bimetálica calentada por una fuente de tensión estabilizada. Cualquier cambio en la presión produce una deflexión de la espiral, que a su vez esta acoplada a un índice que señala la escala el vacío. Transductor Bimetálico
  68. 68.  Se entiende como flujo la cantidad de fluido que atraviesa una sección dada por unidad de tiempo. Esta cantidad de fluido se puede expresar de dos formas, en masa o en volumen. Cada una de estas expresiones tiene su propio interés. Evidentemente, el caudal másico y el caudal volumétrico están relacionados a través de la densidad del fluido, que en el caso de los gases es variable con la presión y la temperatura
  69. 69.  Cuando un líquido fluye a través de una tubería, es muy común hablar de su gasto, que por definición es la relación existente entre el volumen que fluye por un conducto y el tiempo que tarda en fluir. 𝐺 = 𝑉 𝑡 donde: G=gasta (m3/s) V=Volumen del líquido que fluye en metros cúbicos (m3) t= Tiempo que tarda en fluir el líquido en segundos (s) Gasto/Flujo volumétrico
  70. 70.  Se define como la cantidad de masa del líquido que a través de una tubería en un segundo. 𝐹 = 𝑚 𝑡 donde: F=flujo en kg/s m=masa del líquido que fluye en kilogramos t=tiempo que tarda en fluir en segundos Como la densidad de un cuerpo es la relación entre su masa y volumen tenemos: 𝜌 = 𝑚 𝑣 ∴ 𝑚 = 𝜌𝑉  Por lo que el flujo será 𝐹 = 𝜌𝑉 𝑡 Flujo:
  71. 71.  Y como 𝐺 = 𝑉 𝑡 Sustituyendo 𝐹 = 𝐺𝜌 donde F=Flujo en kg/s G=Gasto en m3/s r=densidad en kg/m3
  72. 72. Sistema Elemento Transmisor Presión diferencial1 Placa-Orificio Equilibrio de fuerzas Silicio difundido Tobera Tubo Venturi Tubo Pitot Tubo annubar Área variable Rotámetro Equilibrio de movimientos Potenciométrico Puente de impedancias Velocidad Vertedero con flotador en canales abiertos Potenciométrico PiezoeléctricoTurbinas Sondas ultrasónicas Fuerza Placa de impacto Equilibrio de fuerzas Galgas extensiométricas Tensión inducida Medidor magnético Convertidor Potenciométrico Desplazamiento Disco giratorio Generador tacométrico o transductor de impulsos Pistón oscilante Pistón rotativo Cicloi dal Birrot or Oval Medidor paredes deformables Oscilante Medidor de frecuencia de termistancia o condensador o ultrasonidos Válvula oscilante Transductor de resistencia Transductor de impulsos Clasificación de los medidores de flujo volumétrico.
  73. 73.  Sistema Elemento Transmisor Térmico Diferencia temperaturas en dos sondas de resistencia Puente de Wheatstone Medidor axial Momento Medidor axial de doble turbina Convertidor de par Fuerza de Coriolis Tubo en vibración Convertidor de par Clasificación de los medidores de flujo másico.
  74. 74.  Los medidores volumétricos determinan el caudal en volumen del fluido, bien sea directamente (desplazamiento), bien indirectamente por deducción (presión diferencial, área variable, velocidad, fuerza, tensión inducida, torbellino). Entre estos elementos se encuentran la placa-orificio o diafragma, la tobera y el tubo Annubar Medidores volumétricos:
  75. 75.  Presentan una reducción de la sección de paso del fluido, dando lugar a que el fluido aumente su velocidad, lo que origina un aumento de su energía cinética y, por consiguiente, su presión tiende a disminuir en una proporción equivalente, de acuerdo con el principio de conservación de la energía. El caudal es estimado midiendo la diferencia de presión y usando un coeficiente de corrección empírica. Tipo turbina:
  76. 76.  Ventajas: Sencillez de construcción Funcionamiento de fácil comprensión No son caros Pueden utilizarse para la mayoría de los fluidos Desventajas: La amplitud del campo de medición es menor que para la mayoría de los otros tipos de medidores Pueden producir pérdidas de carga significativas La señal de salida no es lineal con el caudal. Deben respetarse unos tramos rectos de tubería aguas arriba y aguas abajo del medidor que, según el trazado de la tubería y los accesorios existentes, pueden ser grandes. Pueden producirse efectos de envejecimiento, es decir, acumulación de depósitos o la erosión de las aristas vivas. La precisión suele ser menor que la de medidores más modernos.
  77. 77.  La tobera está situada en la tubería con dos tomas, una anterior y la otra en el centro de la sección más pequeña (Figura 4.8b). la tobera permite caudales 60% superiores a los de la placa orificio en las mismas condiciones de servicio. Su pérdida de carga es de 30 a 80% de la presión diferencial. Puede emplearse para fluidos que arrastren sólidos en pequeña cantidad, si estos solidos son abrasivos, pueden afectar la precisión del elemento. El coste de la tobera es de 8 a 16 veces el de un diafragma y su precisión es del orden de +/- 0.95 a +/- 1.5%. Tobera
  78. 78.  El medidor de caudal magnético utiliza el mismo principio básico que el electro generador, es decir cuando un conductor se mueve a través de un campo magnético se genera una fuerza electromotriz en el conductor, siendo su magnitud directamente proporcional a la velocidad media del conductor en movimiento. Si el conductor es una sección de un líquido conductor circulando por un tubo aislado eléctricamente, a través de un campo magnético y se montan los electrodos diametralmente opuestos en la pared de la tubería, tal como se muestra en la figura, la fuerza electromotriz generada a través de los electrodos es directamente proporcional a la velocidad media del fluido. Medidor de Tensión inducida/Medidor Magnético
  79. 79.  Establece que la tensión inducida a través de cualquier conductor, al moverse este perpendicularmente a través de un cuerpo magnético, es proporcional a la velocidad del conductor. Faraday intentó aplicar esta teoría en la medición de la velocidad del rio Támesis en 1832. Suponía que el agua del rio circulaba relativamente perpendicularmente al campo magnético de la tierra y que el agua es un conductor relativamente bueno. Sumergió una probeta en el agua y esperaba obtener una señal que variara directamente con la velocidad. No tuvo éxito debido a que no disponía de indicadores sensibles y a que el campo magnético de la tierra es bajo. No obstante, su teoría fue aceptada. La ley de Faraday
  80. 80.  𝐸 𝐵 = 𝐾𝐵𝑙𝑣 EB=Tensión generada en el conductor K=Constante B=Densidad del campo magnético l=longitud del conductor V=Velocidad de movimiento En el medidor magnético de caudal (fig. 4.34) el conductor es el líquido y EB es la señal generada, esta señal es captada por dos electrodos rasantes con la superficie interior del tuvo y diametralmente opuestos. Realmente la única zona del líquido en movimiento que contribuye a la f.e.m. en la línea recta que une a los dos electrodos, B es la densidad del campo magnético creado por medio de la bobina de campo, l es el diámetro de la tubería y v es la velocidad del fluido a través del medidor como: 𝑄 = 𝑣 𝜋𝐷2 4 𝑟𝑒𝑠𝑢𝑙𝑡𝑎 𝑄 = 𝐾 𝐸𝑠 𝐵 𝐷 La fórmula del caudal que da la ley de Faraday
  81. 81.   Las fórmulas anteriores indican que la señal ES dependen no solo de la velocidad del fluido sino también de la densidad del campo magnético B, la cual a su vez esta influida por la tensión de la línea y por la temperatura del fluido.  De aquí que la señal de voltaje del medidor se compara en el receptor con otra tensión denominada <<tensión de referencia Er>> como las dos señales derivan a la vez del campo magnético B, la tensión de la línea y las variaciones de temperatura y de conductividad no influyen en la precisión de la medida.
  82. 82.  Puesto que los electrodos tienen que hacer un contacto con el fluido, su material tiene que ser compatible con las propiedades químicas del fluido que circula. Entre los materiales más utilizados se pueden citar los siguientes: acero inoxidable no magnético, platino/iridio, monel, hasteloy, titanio, y circonio para líquidos particularmente agresivos. Elementos de un medidor magnético
  83. 83.  Ventajas  No presentan obstrucciones al flujo, por lo que son adecuados para la medida de todo tipo de suspensiones, barros, melazas.  No dan lugar a pérdidas de carga, por lo que son adecuados para su instalación en grandes tuberías de suministro de agua, donde es especial que la pérdida de carga sea pequeña.  Se fabrican en una gama de tamaños superior a la de cualquier otro tipo de medidor.  La energía disipada por las bobinas da lugar al calentamiento local del tubo medidor.  No son prácticamente afectados por variaciones en la densidad, viscosidad, presión temperatura y, dentro de ciertos límites, conductividad eléctrica.  La señal de salida es, habitualmente, lineal.  Pueden utilizarse para la medida del caudal en cualquiera de las dos direcciones.  Entre las desventajas se pueden destacar las siguientes:  El líquido cuyo caudal se mide tiene que tener una razonable conductividad eléctrica.
  84. 84.  Medidor volumétrico de desplazamiento positivo:  Los medidores de desplazamiento positivo miden el caudal en volumen contando o integrando volúmenes separados del líquido. Las partes mecánicas del instrumento se mueven aprovechando la energía del fluido y dan lugar a una pérdida de carga. La precisión depende de los huelgos entre las partes móviles y las fijas y aumenta con la calidad de la mecanización y con el tamaño del instrumento.
  85. 85.  En medidor Venturi permite la medición de caudales 60% superiores a los de la placa orificio en las mismas condiciones de servicio y con una pérdida de carga de solo 10 a 20% de la presión diferencial. Posee una gran precisión y permite el paso de fluidos con un porcentaje relativamente grande de sólidos, si bien, los sólidos abrasivos influyen en su forma afectando la exactitud de la medida. Consta de una contracción de suave convergencia a una garganta angosta seguida por una sección someramente divergente Tubo Venturi
  86. 86.  El tubo annubar es una innovación del tubo Pitot y consta de dos tubos, el de presión total y el de presión estática. Mide la presión total está situado a lo largo de un diámetro transversal de la tubería y consta de varios orificios de posición crítica determinada por computador, que cubren cada uno la presión total en un anillo de área transversal de la tubería. Estos anillos tienen áreas iguales. El tubo annubar se emplea para la medida de pequeños o grandes caudales de líquidos y de gases. Tubo Annubar
  87. 87.  El tubo Pitot mide la diferencia entre la presión total y la presión estática, o sea la presión dinámica, la cual es proporcional al cuadrado de la velocidad. El tubo Pitot es sensible a las variaciones en la distribución de velocidades en la sección de la tubería, de aquí que en su empleo es esencial que el flujo sea laminar disponiéndolo en un tramo recto de tubería. La máxima exactitud en la medida se consigue efectuando varias medidas en puntos determinados y promediando las raíces cuadradas de las velocidades medias. Tubo Pitot
  88. 88.  Miden el caudal por diferencia de velocidades del sonido al propagarse éste en el sentido del flujo del fluido y en el sentido contrario. Los sensores están situados en una tubería de la que se conocen el área y el perfil de velocidades. Los principios de funcionamiento de estos instrumentos son variados. En uno de los modelos más sencillos (fig. 4.31 a) la velocidad del fluido se basa principalmente en ángulo de haz del sonido con relación al eje longitudinal de la tubería. En otras técnicas de medición se mide la diferencia de fases o la diferencia de frecuencias entre las ondas del sonido que recorren el fluido en ambos sentidos. Ultrasonido
  89. 89.   Desviación de haz de sonido emitido por un transmisor perpendicularmente a la tubería (fig. 4.31 b), que es utilizado en fluidos limpios.  Método Doppler (fig. 4.31 c). Se proyectan ondas sónicas a lo largo del flujo del fluido y se mide el corrimiento de frecuencia que experimenta la señal de retorno al reflejarse el sonido en partículas contenidas en el fluido. El método viene limitado por la necesidad de la presencia de partículas, pero permite medir algunos caudales de fluidos difíciles tales como mezclas gas-líquido, fangos, etcétera. Existen otros métodos que se basan en los siguientes principios
  90. 90.  En todos estos sistemas, se utilizan transductores piezoeléctricos tanto para la emisión como para la recepción de las ondas ultrasónicas. Los transductores sónicos tienen una precisión de ± 2 % Y un intervalo de medida de caudales de 20 a 1 con una escala lineal. Son adecuados en la medida de la mayor parte de líquidos, en particular de los líquidos con sólidos en suspensión con la salvedad de que las partículas o las burbujas de aire que pueda contener el líquido no deben compararse en tamaño con la longitud de la onda acústica. Son sensibles a los cambios de densidad del líquido que varían la velocidad del sonido.
  91. 91.  Medidores de flujo másico basado en el efecto Coriolis. Según este efecto, un objeto que se mueve en un sistema de coordenadas que rota con una velocidad angular experimenta una fuerza Coriolis proporcional a la masa y velocidad del fluido, así como a la velocidad angular del sistema. El fluido entra por un fluxómetro de la tubería en proceso y es dirigido con una trayectoria continua del mismo tamaño, que conduce al fluido, primero, a través de una espira; luego, a un cuerpo central, después por una segunda espira y por último hacia la salida de la tubería. Dos manejadores electromagnéticos puntean ambas espiras en sus extremos opuestos equidistantes del centro. Coriolis
  92. 92.  El movimiento vibratorio generado mueve las dos espiras paralelas en forma alternada entre sí y hacia afuera. El fluido en los tubos simultáneamente sigue la trayectoria de las espiras y se mueve en forma perpendicular a esa trayectoria debido a la acción de los manejadores. Una aceleración de Coriolis (y una fuerza de Coriolis correspondiente) se genera y es proporcional a la masa del fluido que corre a través de los tubos. Unos sensores montados cerca de los manejadores detectan la fuerza de Coriolis y transmiten una señal que puede relacionarse con la velocidad del flujo de masa verdadera a través del medidor.
  93. 93.  Medidores de caudal de área variable en los cuales un flotador cambia su posición dentro de un tubo proporcionalmente al flujo del fluido. Compuesto básicamente por dos partes. Una de ellas es un tubo de vidrio habitualmente construido en boro silicato instalado verticalmente en la cañería, de forma tronco cónica con su parte más ancha hacia arriba. La otra es un "flotante" que puede moverse libremente dentro del tubo a lo largo deleje vertical. El fluido circula de abajo hacia arriba. Externamente al tubo, el rotámetro lleva adosada una escala y el caudal se obtiene por la lectura en dicha escala de la posición correspondiente al borde del flotante. Rotámetro
  94. 94.  El flotante permanece en una posición de equilibrio cuando las fuerzas ascendentes de flotación y de arrastre lo elevan, aumentando el área de pasaje, hasta igualar a las descendentes, producto de su propio peso. Los diferentes caudales corresponden a las secciones anulares que quedan libres para el pasaje del fluido entre la pared interna del tubo de vidrio y la periferia del flotante. La relación caudal-altura de flotante es lineal ya que la sección anular antes mencionada también lo es con la altura del flotante.
  95. 95.  Si bien su utilización está limitada a fluidos que no sean oscuros, se los puede implementar de manera tal que la posición del flotante se infiera magnética o eléctricamente. Es un elemento especialmente adecuado para cañerías de 3" o menores y permite trabajar con relaciones de caudal máximo a mínimo de hasta 10 a 1. Proveen lecturas con una exactitud de + 2% del caudal máximo y entre sus principales ventajas está la simplicidad y el bajo costo. En la medición de bajos caudales, los fluidos deberían estar libres de sólidos en suspensión para evitar daños en el flotante.
  96. 96.  Consta básicamente de un rotor con álabes soportado por un eje y con movimiento de rotación perpendicular a la dirección del flujo. Por medio de un detector magnético, cada vez que uno de los álabes pasa delante del mismo se produce un impulso al cortar el campo magnético. El número de impulsos es proporcional a la velocidad y, como consecuencia, al caudal que atraviesa el medidor. Tipo Turbina
  97. 97.  Como características principales tiene la de ser muy exacto y disponer de muy buena repetibilidad. Por el contrario necesita ser calibrado frecuentemente para obtener la equivalencia impulsos/caudal, y no puede ser utilizado para líquidos viscosos o sucios
  98. 98.  Dispone de dos ruedas ovales que engranan entre sí y tienen un movimiento de giro debido a la presión diferencial creada por el flujo de líquido. La acción del líquido actúa de forma alternativa sobre cada una de las ruedas, dando lugar a un giro suave de un par prácticamente constante. Tanto la cámara de medida como las ruedas están mecanizadas con gran precisión, con el fin de conseguir que el deslizamiento entre ellas se produzca con el mínimo rozamiento, sin que se formen bolsas o espacios muertos y desplazando la misma cantidad de líquido en cada rotación.  La principal ventaja de estos medidores es que la medida realizada es prácticamente independiente de variaciones en la densidad y en la viscosidad del líquido. Medidor Rueda oval
  99. 99.  En la figura se muestra un medidor de tipo helicoidal, cuyo funcionamiento es similar al de la rueda oval. Medidor helicoidal
  100. 100.  En la medición del caudal en canales abiertos, se utilizan vertederos de formas variadas que provocan una diferencia de alturas del líquido en el canal entre la zona anterior del vertedero y su punto más bajo. El vertedero debe formar un ángulo recto con la dirección del caudal y el canal aguas arriba debe ser recto como mínimo en una distancia de 10 veces la anchura. La diferencia de alturas debe medirse en un punto aguas arriba lo suficientemente alejado como para no ser influido por la curva de bajada de la superficie del agua y es conveniente incluso utilizar un pozo de protección (tubería de 0 ligeramente mayor que el flotador) para el flotador del instrumento de medida, caso de utilizar este sistema. Medidores de flujo en canales abierto
  101. 101.  𝑄 = 𝐾𝑙𝐻 𝑛 Q= caudal en m3 / s; K= constante que depende del tipo de vertedero; l= anchura de la garganta del vertedero en m; H= diferencia máxima de alturas en m n= exponente que depende del tipo de vertedero o canal. El caudal es proporcional a la diferencia de alturas según la fórmula general empírica
  102. 102.   Rectangular (fig. 4.27 a) con contracción lateral, simple y fácil de construir y el más económico. Es apto para la medida de caudales de 0-60 m3/h a 0- 2000 m3/h  Triangular o en V (fig. 4.27 b), que consiste en una placa con un corte en V de vértice dirigido hacia abajo y con cada lado igualmente inclinado respecto a la vertical. A igualdad de tamaño, su campo de medida es más amplio que el de los otros vertederos. Es capaz de medir caudales dentro del intervalo 0-30 m3/h a 0-2300 m3/h Los vertederos más empleados son de los siguientes tipos
  103. 103.   Cipolleti o trapezoidal (fig. 4.27 e) con la ranura en forma de trapecio invertido. La pendiente de los lados del trapecio corrige las contracciones laterales del manto de agua y el caudal es por 10 tanto proporcional a la altura de la cresta. Su campo de medida equivale al del vertedero rectangular.  El vertedero Parshall o Venturi (fig. 4.27 d) se emplea normalmente en aquellas aplicaciones en las que un vertedero normal no es siempre adecuado tal como ocurre cuando el líquido transporta sólidos o sedimentos en cantidad excesiva, o bien cuando no existe. altura de presión suficiente, o bien cuando no es posible construir un tramo recto de longitud suficiente (un mínimo de 10 veces la anchura del canal). Puede utilizarse para caudales superiores a 0-30 m3/h.
  104. 104.
  105. 105.  El nivel puede ser definido como la distancia existente entere una línea de referencia y la superficie del fluido, generalmente la línea de referencia se toma como el fondo del recipiente, es decir, se designa al nivel como la posición de la interface líquido-gas o sólido-gas, así como también se suele medir y controlar la interface líquido- líquido y líquido-sólido.
  106. 106.  La medida de nivel es junto con la presión, volumen, velocidad y caudal de gran importancia en hidrografía, hidráulica y en los procesos industriales. Aplicaciones frecuentes son las medidas de los niveles de los estanques y recipientes de todo tipo, en canales, pozos, exclusas, vertederos, etc. Medidores de nivel en líquidos
  107. 107. Los instrumentos de flotador consisten en un flotador situado en el seno del líquido y conectado al exterior del tanque indicando directamente el nivel. La conexión puede ser directa, magnética o hidráulica. Flotador
  108. 108.  El flotador acoplado magnéticamente se desliza exteriormente a lo largo de un tubo guía sellado, situado verticalmente en el interior del tanque. Dentro del tubo, una pieza magnética sigue al flotador en su movimiento y mediante un cable y un juego de poleas arrastra el índice de un instrumento situado en la parte superior del tanque. El instrumento puede además ser transmisor neumático o eléctrico.
  109. 109.  Una variable de la conexión magnética consta de un tubo conteniendo un flotador, dotado de un imán que orienta a una serie de cintas magnéticas dispuestas en el exterior y a lo largo del tubo. A medida que el nivel sube o baja, las cintas giran, y como tienen colores distintos en su anverso y reverso, visualizan directamente el nivel del tanque. El instrumento puede tener interruptores de alarma y transmisor incorporados.
  110. 110.  El flotador acoplado hidráulicamente actúa en su movimiento sobre un fuelle de tal modo, que varía la presión de un circuito hidráulico y señala a distancia en el receptor el nivel correspondiente. Permite distancias de transmisión de hasta 75 m y puede emplearse en tanques cerrados. Sin embargo, requiere una instalación y calibración complicadas y posee partes móviles en el interior del tanque.
  111. 111. El nivel de cristal consiste en un tubo de vidrio con sus extremos conectados a bloques metálicos y cerrados por prensaestopas que están unidos al tanque generalmente mediante tres válvulas, dos de cierre de seguridad en los extremos del tubo para impedir el escape del líquido en caso de rotura del cristal y una de purga. Tubo de vidrio
  112. 112.  Los niveles de vidrio son susceptibles de ensuciarse por las características de los líquidos que miden, impidiendo que el nivel pueda apreciarse claramente. Entre los líquidos que presentan este inconveniente figuran el caramelo y los líquidos pegajosos. El nivel de vidrio permite solo una indicación local, si bien pueden emplearse espejos para la lectura a distancias limitadas o bien utilizar cámaras de televisión para mayores distancias de transmisión.
  113. 113.  Basado en el principio de Arquímedes; consiste en un flotador parcialmente sumergido y conectado mediante un brazo a un tubo de torsión unido rígidamente al tanque. Dentro del tubo y unido a su extremo libre se encuentra una varilla que transmite el movimiento de giro a un transmisor exterior al tanque. Medidor de nivel de tipo desplazamiento
  114. 114.  Al aumentar el nivel, el líquido ejerce un empuje sobre el flotador igual al volumen del aparte sumergida multiplicada por la densidad del líquido, tendiendo a neutralizar su peso propio, así que el esfuerzo medio por el tubo de torsión será muy pequeño.
  115. 115.  Por el contrario, al bajar el nivel, menor parte del flotador queda sumergida, y la fuerza de empuje hacia arriba disminuye, resultando una mayor torsión.
  116. 116.  Emplea un tubo sumergido en el líquido a cuyo través se hace burbujear aire mediante un rotámetro con un regulador de caudal incorporado. El regulador de caudal permite mantener un caudal de aire constante a través del líquido independientemente del nivel; si no existiera, habría una gran diferencia en los caudales de aire necesarios desde el nivel mínimo al máximo, con el inconveniente de un gasto de aire indebido. Medidor de tipo burbujeo/Válvula de purga.
  117. 117.  El método de burbujeo es simple y da buen resultado, es muy ventajoso en aplicaciones con líquidos corrosivos o con materiales en suspensión, ya que el fluido no penetra en el medidor ni en la línea de conexión, en el caso de líquidos muy corrosivos o con sólidos en suspensión y en emulsiones. No se recomienda su empleo cuando el fluido de purga perjudica al líquido y para fluidos altamente viscosos donde las burbujas formadas del aire o del gas de purga presentan el riesgo de no separarse rápidamente del tubo
  118. 118.
  119. 119.  Una columna líquida crea una presión hidrostática directamente proporcional a la altura del líquido arriba del punto de referencia. Un elemento de presión apropiado, conectado adecuadamente al proceso, mide el nivel del líquido en unidades apropiadas para las cuales se debe calibrar cada elemento, es decir, el nivel se mide por medio del peso que ejerce una columna de líquido sobre el sensor de presión. Columna hidrostática
  120. 120.  Medidor manométrico: El manómetro se encuentra conectado directamente a la parte inferior del tanque. Sus accesorios también pueden ser: válvula de cierre para mantenimiento, pote de decantación con una válvula de purga. El manómetro mide la presión debida a la altura de líquido que existe entre el nivel del tanque y el eje del instrumento, las alturas son limitadas por lo que el campo de medida es bastante pequeño. El instrumento sólo sirve para fluidos limpios ya que si el líquido es corrosivo, coagula o bien tiene sólidos en suspensión, el fuelle puede destruirse o bien bloquearse perdiendo su elasticidad.
  121. 121.  Medidor de membrana: Utiliza una membrana conectada con un tubo estanco al instrumento receptor. La fuerza ejercida por la columna de líquido sobre el área de la membrana comprime el aire dentro a una presión igual a la ejercida por la columna de líquido. El volumen del aire interno es relativamente grande, por lo cual el sistema está limitado a distancias no mayores de unos 15 m debido a la compresibilidad del aire.
  122. 122. Mide la capacidad del condensador formado por el electrodo sumergido en el líquido y las paredes del tanque. La sonda metálica y la pared misma del tanque o silo actúan como dos placas de un condensador. Medidor de capacitancia
  123. 123.  La capacidad del condensador depende del medio que haya entre la sonda y la pared, si solo hay aire, es decir, si el tanque está vacío, la capacidad del conductor es baja, cuando parte de la sonda esté cubierta por el producto, la capacidad se incrementará. El cambio de capacidad se convierte mediante un amplificador en una acción de relé o en una señal de salida analógica. La capacidad del conjunto depende linealmente del nivel del líquido.
  124. 124. Consiste en un diafragma en contacto con el líquido del tanque, que mide la presión hidrostática en un punto del fondo del tanque. Medidor de presión diferencial
  125. 125.  Otro tipo es el manómetro diferencial de la Figura 5.6b, en el que su funcionamiento equivale al transmisor del diafragma. En caso de que el tanque esté cerrado y bajo presión, hay que corregir la indicación del aparato para la presión ejercida sobre el líquido debiendo señalar que la lectura será muy poco precisa, si la presión es grande. Se suele conectar un tubo en la parte superior del tanque y medir la diferencia de presiones entre la toma inferior y la superior, utilizando transmisores de presión diferencial de diafragma.
  126. 126.  Se basa en la emisión de un impulso ultrasónico a una superficie reflectante y la recepción del eco del mismo receptor, el pulso ultrasónico emitido se refleja en la superficie del producto y el mismo sensor vuelve a detectarlo, el tiempo de retorno de la señal es una medida de la atura de la sección vacía del tanque si a esta distancia se le resta la altura total del tanque, se obtiene el nivel del producto, siendo el tiempo de retorno una señal de salida analógica. El retardo en la captación del eco depende del nivel del tanque. Ultrasonido
  127. 127.  Disposiciones de montaje de los detectores que se utilizan en los casos de alarmas o de indicación continua del nivel.
  128. 128.  El sensor emisor dispone de un oscilador excitador para enviar un impulso ultrasónico a la superficie del fluido y el sensor receptor recibe esta señal reflejada enviando una señal función del tiempo transcurrido, y por lo tanto del nivel, a un oscilógrafo o a un indicador.
  129. 129.
  130. 130.  Son medidores de nivel para sólidos, en la industria se ha exigido el desarrollo de instrumentos capaces de medir el nivel de los sólidos de forma continua. Medidores de nivel de sólidos
  131. 131. Consta de un cable de medición o cinta de acero con un peso en su extremo el cual es movido por un motor, cuando el peso choca con la superficie del material se anula la rigidez del cable, lo que conmuta la dirección de giro del motor ascendiendo el peso. Palpador
  132. 132.  Consisten en un eje vertical, dotado de paletas, que gira continuamente a baja velocidad accionado por un motor síncrono. Cuando el producto sólido llega hasta las paletas, las inmoviliza, con lo que el soporte del motor y la caja de engranajes empiezan a girar en sentido contrario. En su giro, el soporte del motor actúa consecutivamente sobre dos interruptores, el primero excita el equipo de protección, por ejemplo una alarma, y el segundo desconecta la alimentación eléctrica del motor con lo cual éste queda bloqueado. Paletas rotativas
  133. 133.
  134. 134. Se compone de una sonda en forma de diapasón (pieza de metal en forma de U) que vibra a unos 80 Hz impulsado piezoeléctricamente, cuando el material cubre el diapasón la amplitud se atenúa, es decir, las vibraciones se amortiguan y la unidad electrónica transforma la amplitud en una señal que activa un relé, puede instalarse en posición lateral y roscada a la altura del nivel o como sondas verticales. Vibratorio
  135. 135.  Existen dos formas del diapasón: Horquilla vibrante: El diapasón tiene forma de dos pletinas (placas de metal planas u hojas rectangulares de acero u otros metales) que vibran y cuando se tapan se produce una atenuación que se transforma en una señal. Soporta altas presiones y temperaturas, para polvos con tendencia a aglutinarse o gránulos grandes, son fáciles de instalar, libres de mantenimiento e inmunes a vibraciones del tanque, resistente a altas temperaturas y presiones elevadas.
  136. 136.  Varilla vibrante: El diapasón es consiste en un tubo dentro de otro que equivale a las pletinas de la horquilla. En caso de recubrimiento también se produce una atenuación y de esta forma el aviso. Se emplea para sólidos en polvo y granulados gruesos como cal, arena, pintura en polvo, cereales, café, soporta altas presiones y temperaturas.
  137. 137. Consiste en una membrana flexible que puede entrar en contacto con el producto dentro del tanque y que contiene en su interior un conjunto de palancas con contrapeso que se apoyan sobre un micro ruptor. Cuando el nivel del sólido alcanza la membrana la fuerza venciendo el contrapeso y actuando sobre el micro ruptor; éste que puede ser mecánico o de mercurio, puede accionar una alarma o actuar automáticamente sobre un transportador o maquinaria asociadas al depósito. Membrana sensitiva o detector de diafragma
  138. 138.  Es un pequeño peso móvil sostenido por un cable desde la parte superior del silo mediante poleas. Un motor y un programador situados en el exterior establecen un ciclo de trabajo del peso. Éste baja suavemente en el interior de la tolva hasta que choca contra el acopio de sólidos. En este instante, el cable se afloja, y un detector adecuado invierte el sentido del movimiento del peso con lo que éste asciende hasta la parte superior de la tolva, donde se para, repitiéndose el ciclo nuevamente. Medidor de nivel de Peso móvil
  139. 139.  El instrumento se caracteriza por su sencillez pero debe ser muy robusto mecánicamente para evitar una posible rotura del conjunto dentro de la tolva, lo que podría dar lugar a la posible rotura de los mecanismos de vaciado.
  140. 140. El medidor de nivel de ultrasonidos consiste en un emisor de ultrasonidos que envía un haz horizontal a un receptor colocado al otro lado del tanque. Si el nivel de sólidos está más bajo que el haz, el sistema entra en oscilación enclavando un relé. Cuando los sólidos interceptan el haz, el sistema deja de oscilar y el relé des excita actuando sobre una alarma o sobre la maquinaria de descarga del depósito. Ultrasonido
  141. 141. El nivel del líquido (o sólido) se mide mediante señales de radar transmitidas desde la antena en la parte superior del tanque. Radar
  142. 142.  El medidor de radar de microondas consta de una fuente de microondas situada en la parte superior del tanque que emite un haz de microondas que se refleja sobre el sólido y es captado por un detector. El sistema es ideal en productos muy viscosos como el asfalto. Su precisión es de +/- 2 y su campo de medida puede llegar a 40 metros.

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