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INTRODUCCIÓN
A continuación se presenta el estudio sobre los instrumentos para la
medición directa la cual es de mucha importancia en la industria.
Las señales que se obtienen de las máquinas industriales con una
indicación directa del buen estado de estas. Cuando se piensa en el
monitoreo y el diagnostico de la maquinaria, deben tenerse en cuenta los
factores de seguridad, calidad, puntualidad y costo correspondientes a cada
parte de la maquinaria. De manera más específica, los objetivos incluyen:
• Aumento de la seguridad de la planta al minimizar las
probabilidades de que se presenten situaciones peligrosas o
catastróficas.
• Mejoramiento de la calidad del producto al minimizar variaciones de
proceso que puedan imputarse al mal funcionamiento de la
maquinaria.
• Maximizar la puntualidad o disponibilidad de la planta al dar servicio
las máquinas que lo necesiten y realizar rondas de servicio más
eficientes.
• Reducción de costos de operación de la planta la minimizar los
paros imprevistos y al dar un uso mas eficaz a los "recursos de
mantenimiento".
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
2
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
Los instrumentos de medida directa son aquellos que miden
directamente la altura del líquido en base a una línea de referencia. Los
principales instrumentos de medida directa son el medidor de sonda, nivel de
cristal e instrumentos de flotador.
La medida o medición diremos que es directa, cuando disponemos de
un instrumento de medida que la obtiene, así si deseamos medir la distancia
de un punto (a) a un punto (b), y disponemos del instrumento que nos
permite realizar la medición, esta es directa.
La mayoría de los instrumentos básicos de medición lineal o de
propósitos generales. Están representados por la regla de acero, vernier, o el
micrómetro.
Las reglas de acero se usan efectivamente como mecanismo de
medición lineal; para medir una dimensión la regla se alinea con las
graduaciones de la escala orientadas en la dirección de medida y la longitud
se lee directamente. Las reglas de acero se pueden encontrar en reglas de
profundidad, para medir profundidades de ranuras, hoyos, etc. También se
incorporan a los calibradores deslizables, adaptados para operaciones de
mediciones lineales, a menudo más precisos y fáciles de aplicar que una
regla de medición. Un tipo especial de regla de acero es el vernier o
calibrador.
CALIBRADOR VENIER
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
3
El calibrador vernier fue elaborado para satisfacer la necesidad de un
instrumento de lectura y medición directa que pudiera brindar una medida
fácilmente, en una sola operación. El calibrador típico puede tomar 3 tipos de
mediciones: exteriores, interiores y profundidades, pero algunos además
pueden realizar mediciones de peldaño y ángulos.
El vernier consiste en una escala base graduada en milímetros y un
dispositivo que puede deslizarse sobre la escala base, llamado nonio, que
sirve para aumentar la precisión de la escala base.
El vernier es una escala auxiliar o secundaria que se desliza a lo largo
de una escala principal para permitir en ésta lecturas exactas de la mínima
división. Una escala vernier esta graduada en un numero n de divisiones
iguales en la misma longitud en que n- l de la escala principal, ambas
escalas están marcadas en la misma dirección.
También se incorporan a los calibradores deslizables, adaptados para
operaciones de mediciones lineales, a menudo más precisos y fáciles de
aplicar que una regla de medición. Un tipo especial de regla de acero es el
vernier o calibrador. CALIBRADOR O VERNIER (pie de metro).
El calibrador es un instrumento de precisión usado para medir
pequeñas longitudes (décimas de milímetros), de diámetros externos,
internos y profundidades, en una sola operación.
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
4
PROCESO DE MEDICIÓN.
El objeto a medir se coloca de tal forma que las puntas de medición del
instrumento toquen los extremos del objeto.
La longitud del objeto es igual a y más una pequeña longitud diferencial,
que por ser menor que la división de la escala base no se puede determinar
con exactitud, sin el uso del nonio. Si L es la longitud del cuerpo se tiene que:
Como x es menor que y, se encontrara una división en el nonio que coincida
(o esté muy cerca de) con una división de la escala base.
Fue inventado en 1631 por Pierre Vernier para interpretar con mayor
aproximación las fracciones decimales (de longitudes o ángulos) gracias a
subdivisiones lineales o fracciones de arco. Al vernier suele llamársele
también "nonio" en honor del científico Portugués Pedro Nunes (1492?1577),
quien inventó un sistema de lecturas a base de círculos concéntricos que
dividen la circunferencia en n partes iguales, es decir, 89, 88, 87, etc., con las
que lograba mayor aproximación en las lecturas de ángulos; a ambos
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
5
dispositivos, suele llamárseles indistintamente "nonio" o "vernier", a pesar de
ser tan distintos entre sí.
Los calibradores vernier en milímetros tienen 20 divisiones que
ocupan 19 divisiones de la escala principal graduada cada 1mm, o 25
divisiones que ocupan 24 divisiones sobre la escala principal graduada cada
0.5 mm, por lo que dan legibilidad de 0.05 mm y 0.02 mm, respectivamente.
TIPOS DE VERNIER.
Los vernier se clasifican en dos tipos: el estándar y el largo Vernier.
Estándar: Este tipo de vernier es el más comúnmente utilizado, tienen
visiones iguales que ocupan la misma longitud que n-1 divisiones sobre la
escala principal.
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
6
Vernier largo: El vernier largo está diseñado para que las graduaciones
adyacentes sean más fáciles de distinguir. Este vernier tiene 20 divisiones
que ocupan 39 mm sobre la escala principal.
Calibradores grandes y pequeños: Hay calibradores disponibles en
diversos tamaños, con rangos de medición de 100 mm a 3 m (4 a 120 pulg).
Los que tienen rango de 300
mm (12 pulg) o menos son clasificados como pequeños, los de rango mayor
como
grandes.
Vernier Tipo M: Llamado calibrador con barra de profundidades: Tiene
un cursor abierto y puntas para medición de interiores. Está graduado con 20
divisiones en 39 mm para el tipo con legibilidad de 0.05 mm, o en 50
divisiones en 49 mm para el tipo con legibilidad de 0.02 mm. Están
diseñados para facilitar la medición de peldaño, ya que tienen el borde del
cursor al ras con la cabeza del brazo principal cuando las puntas de medición
están completamente cerradas.
Vernier Tipo CM: Tiene un cursor abierto, está diseñado en forma tal
que las puntas de medición de exteriores puedan utilizarse en la medición de
interiores, cuenta con un dispositivo de ajuste para el movimiento fino del
cursor. Tienen una mayor resistencia al desgaste y daño.
Vernier circular (goniómetro): Es una modificación del vernier lineal,
que mide ángulos, se utiliza montado en un teodolito.
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
7
MICROMETRO.
El micrómetro también llamado Tornillo de Palmer, es un instrumento de
medición cuyo funcionamiento está basado en el tornillo micrométrico que
sirve para medir con alta precisión del orden de centésimas de milímetros
(0,01 mm) y de milésimas de milímetros (0,001mm) (micra)las dimensiones
de un objeto.
• Para ello cuenta con 2 puntas que se aproximan entre sí mediante
un tornillo de rosca fina, el cual tiene grabado en su contorno una
escala. La escala puede incluir un nonio. La máxima longitud de
medida del micrómetro de exteriores es de 25 mm, por lo que es
necesario disponer de un micrómetro para cada campo de medidas
que se quieran tomar.
El vernier y micrómetro son los instrumentos más utilizados en la
industria metalmecánica.
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
8
APLICACIÓN DEL MICROMETRO.
El micrómetro es utilizado en diferentes ramas de la tecnología para
realizar mediciones de precisión, pero es en la rama de la mecánica donde
es utilizado con más frecuencia para la medición de piezas de gran precisión.
Existen micrómetros de diferentes tipos según sea la medición que realice.
Las partes principales que constituyen un micrómetro
son las siguientes:
1. Cuerpo principal en forma de C (bastidor). Sobre él están montadas todas
las demás partes.
2. Palpador fijo o yunque. Es el tope fijo con el que se hacen las mediciones.
3. Palpador móvil o husillol. Es el tope móvil con el que se hacen las
mediciones. Sobre éste está la escala graduada en milímetros,
correspondientes a la abertura entre los dos palpadores.
4. Tambor graduado. Corresponde a la lectura en submúltiplos de 1/n de
milímetros, donde n es el número de divisiones del tambor.
5. Escala cilíndrica graduada o escala vernier. Corresponde a la lectura de
vernier, para milésimas de milímetros. La escala cilíndrica (vernier) divide
cada parte de la escala del tambor en partes iguales.
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
9
6. Botón de fricción (matraca o trinquete). Dispositivo regulador de presión
constante entre los palpadores, a fin de asegurar la mejor medición y evitar
daños al instrumento.
7. Palanca o tuerca de fijación. Tornillo de acople de las piezas del
instrumento.
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
10
TIPOS DE MICROMETROS.
Medición de exterior
con contactos
hemisféricos fabricados
en metal duro
rectificados y lapeados,
para la medición de
superficies curvas,
espesor de paredes de
tubo, anillos, cojinetes
etc.
Medición de exterior
con tope en forma de V
con contacto en ángulo
prismático para la
medición de
herramientas de corte
de 3 y 5.
Medición de exterior
con patas de medidas,
contactos de medida
abombados fabricados
en metal duro, de
utilización muy similar a
la de un calibre pie de
rey.
Medición de
profundidad utiliza
varillas con
diferentes
longitudes para
medir. La capacidad
de medición es de 0
a 300 mm.
 El micrómetro para medidas exteriores es un aparato formado
por un eje móvil ( c ) con una parte roscada (e), al extremo de la
cual va montado un tambor graduado (f); haciendo girar el tambor
graduado se obtiene el movimiento del tornillo micrométrico (e) y
por consiguiente el eje móvil (c), que va a apretar la pieza contra
el punto plano (b). Sobre la parte fija (d), que está solidaria al
arco (a), va marcada la escala lineal graduada en milímetros o
pulgadas. A diferencia del vernier hay un micrómetro para cada
sistema de unidades.
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
11
 El micrómetro para interiores sirve para medir el diámetro del
agujero y otras cotas internas superiores a 50 mm. Está formado
por una cabeza micrométrica sobre la que pueden ser montados
uno o más ejes combinables de prolongamiento.
 El micrómetro de profundidad sirve para com probar la medida de
la profundidad del agujero, acanaladuras, etc. Se diferencia del
micrómetro para medidas externas en que se sustituye el arco
por un puente aplicado a la cabeza del micrómetro.
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
12
LECTURAS DE LOS MICROMETROS.
Existen en el mercado micrómetros (palmer) de tres tipos, los de lectura
grabada directa analógica, los de lectura con reloj analógico y los de lectura
digital.
Lectura analógica Lectura reloj analógico Lectura digital
El micrómetro (palmer) está por lo general fabricado en material de
acero cromado en mate y esmaltado, el cual le da una calidad especial,
también son fabricados en plástico y otros materiales. En las últimas
generaciones de calibres interviene el plástico, sobre todo en los de reloj
analógico y digitales.
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
13
MICROMETROS PARA APLICACIÓN ESPECIAL.
Micrómetros para tubo: este tipo de micrómetro esta diseñado para
medir el espesor de la Pare 3 de partes tubulares, tales como cilindros o
collares.
Existen tres tipos los cuales son:
1.- Tope fijo esférico
2.- Tope fijo y del husillo esférico
3.- Tope flujo tipo cilíndrico
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
14
MICROMETRO PARA RANURAS: En este micrómetro ambos topes
tiene un pequeño diámetro con el objeto de medir pernos ranurados,
cuñeros, ranuras, etc., el tamaño estándar de la porción de medición es de 3
mm de diámetro y 10 mm de longitud.
MICROMETRO DE PUNTAS: Estos micrómetros tienen ambos topes
en forma de punta. Se utiliza para medir el espesor del alma de brocas, el
diámetro de raíz de roscas externas, ranuras pequeñas y otras porciones
difíciles de alcanzar. El ángulo de los puntos puede ser de 15 ,30, 45, o 60
grados . Las puntas de medición normalmente tiene un radio de curvatura de
0, 3 mm, ya que ambas puntas pueden no tocarse ; un bloque patrón se
utiliza para ajustar el punto cero. Con el objeto de `proteger las puntas , la
fuerza de medición en el trinquete es menor que la del micrómetro estándar
de un tornillo, lo que convierte el movimiento giratorio del tambor en
movimiento lineal del husillo. Un pequeño desplazamiento lineal del husillo
corresponde a un significativo desplazamiento angular del tamor; las
graduaciones alrededor de la circunferencia del tambor del orden de micras
permiten leer un cambio pequeño en la posición del husillo.
Cuando el husillo se desplaza una distancia igual al paso de los hilos del
tornillo, las graduaciones sobre el tambor marcan una vuelta completa.
La lectura del micrómetro debe hacerse utilizando fuerza constante en
la calibración a cero y en las lecturas de mediciones, para lograr esto, la
mayor parte de los micrómetros tienen adaptado un dispositivo de fuerza
constante (matraca), concéntrico al tambor, que transmite una fuerza
regulada constante al tambor-husillo.
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
15
MICROMETRO PARA CEJA DE LATAS: Este micrómetro esta
especialmente diseñado para medir los anchos y alturas de cejas de latas.
MICROMETRO INDICATIVO: Este micrómetro cuenta con un indicador
de carátula. El tope del arco puede moverse una pequeña distancia en
dirección axial en su desplazamiento lo muestra el indicador. Este
mecanismo permite aplicar una fuerza de medición uniforme a las piezas.
MICROMETRO DE EXTERIORES CON HUSILLO NO GIRATORIO: En
los micrómetros normales el husillo gira con el tambor cuando este se
desplaza en dirección axial. A su vez, en este micrómetro el husillo no gira
cuando es desplazado. Debido a que el husillo no giratorio no produce
torsión radial sobre las caras de medición, el desgaste de las mismas se
reduce notablemente. Este micrómetro es adecuado para medir superficies
con recubrimiento, piezas frágiles y características de partes que requieren
una posición angular específica de la cara de medición del husillo.
MICROMETRO CON DOBLE TAMBOR: Una de las características del
tipo no giratorio con doble tambor, es que la superficie graduada del tambor
esta al ras con la superficie del cilindro en que están grabadas la línea índice
y la escala vernier, lo cual permite lecturas libres de error de paralaje.
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
16
MICROMETRO TIPO DISCOS PARA ESPESOR DE PAPEL: Este tipo
es similar al micrómetro tipo discos de diente de engrane, pero utiliza un
husillo no giratorio con el objeto de eliminar torsión sobre la superficie de la
pieza, lo que hace adecuado para medir papel o `piezas delgadas.
MICROMETRO DE CUCHILLAS: En este tipo los topes son cuchillas
por lo que ranuras angostas cuñeros, y otras porciones difíciles de alcanzar
pueden medirse.
MICROMETROS PARA ESPESOR DE LÁMINAS: Este tipo de
micrómetros tiene un arco alargado capaz de medir espesores de láminas en
porciones alejadas del borde de estas. La profundidad del arco va de 100 a
600 mm.
MICROMETRO PARA DIENTES DE ENGRANE: El engrane es uno de
los elementos mas importantes de una maquina , por lo que su medición con
frecuencia requerida para asegurar las características deseadas de una
maquina. Para que los engranes ensamblados funcionen correctamente, sus
dientes devén engranar adecuadamente entre ellos sin cambiar su distancia
entre los dos centros de rotación.
MICROMETROS PARA DIMENSIONES MAYORES A 25 MM: Para
medir dimensiones exteriores mayores a 25 mm ( 1 plg ) se tienen 2
opciones. La primera consiste en utilizar una serie de micrómetros para
mediciones de 25 a 50 mm ( de 1 a 2 plg. ) , 50 a 75 mm ( 2 a 3 plg. ), etc. La
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
17
segunda consiste en utilizar un micrómetro con rango de medición de 25 mm
y arco grande con tope de medición intercambiable.
MICROMETROS DE INTERIORES: Al igual que los micrómetros de
exteriores los de interiores están diversificados en muchos tipos para
aplicaciones especificas y pueden clasificarse en los siguientes tipos:
• Tubular
• calibrador
• 3 puntos de contacto.
CALIBRADOR DE ALTURA O MEDIDOR DE ALTURA.
El medidor de altura es un dispositivo para medir la altura de piezas o
las diferencias de altura entre planos a diferentes niveles.
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
18
El calibrador de altura también se utiliza como herramienta de trazo,
para lo cual se incluye un buril. El medidor de altura, creado por medio de la
combinación de una escala principal con un vernier para realizar mediciones
rápidas y exactas, cuenta con un solo palpador y la superficie sobre la cual
descansa, actúa como plano de referencia para realizar las mediciones.
El calibrador de altura tiene una exactitud de 0.001 de pulgada, o su
equivalente en cm. se leen de la misma manera que los calibradores de
vernier y están equipados con escalas vernier de 25 o 50 divisiones y con
una punta de buril que puede hacer marcas sobre metal.
PRECAUCIONES CUANDO USE EL MEDIDOR DE ALTURA.
1. Seleccione el medidor de altura que mejor se ajuste a su aplicación.
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
19
2. Asegúrese de que el tipo, rango de medición, graduación u otras
especificaciones. Son apropiadas para la aplicación deseada.
3. No aplique fuerza excesiva al medidor de altura.
4. Tenga cuidado de no dañar la punta para trazar.
5. Elimine cualquier suciedad o polvo antes de usar su medidor.
6. Verifique el movimiento del cursor. No debe sentirse suelto o tener juego.
7. Corrija cualquier problema que encuentre, ajustando el tornillo de presión y
el de fijación.
MEDIDOR DE ALTURA CON CARATULA.
El medidor incorpora el mecanismo de amplificación del indicador de
carátula.
Las lecturas se toman sumando las lecturas de la graduación de la
escala principal y la de la carátula, la cual indica la fracción de la escala
principal con una aguja, lo que minimiza errores de paralaje y permite
mediciones rápidas y exactas.
MEDIDOR DE ALTURA CON CARATULA Y CONTADOR.
El mecanismo es el mismo que el medidor de altura con carátula. El
mecanismo de amplificación del indicador consiste del piñón, engrane
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
20
amplificador y del piñón central. El contador indica lecturas de 1mm. y las
fracciones las indica la carátula; debido a que hay lecturas en 2 direcciones,
podrían ser confusas cuando el cursor se mueva hacia arriba o hacia abajo
cerca del punto 0.
MEDIDOR DE ALTURA ELECTRODIGITALES.
Se clasifican en 2 tipos: uno de estos utiliza un codificador rotatorio
para detectar el desplazamiento y tiene doble columna. El otro utiliza el
detector de desplazamiento tipo capacitancia y cuenta con una sola columna
de sección rectangular. El mecanismo de detección de desplazamiento es un
codificador rotatorio que convierte el desplazamiento lineal del cursor en un
movimiento rotatorio de disco ranurado. El sistema de este medidor este
basado en una escala de circuitos integrados de gran precisión.
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
21
MEDIDOR DE SONDA.
El medidor de sonda consiste en una varilla o regla graduada de una
longitud apropiada al depósito y que se introduce en líquido el que debe estar
abierto a la atmósfera; (Figura 1.a). La marca dejada por el líquido en la
varilla, corresponde al nivel y se lee directamente. Este medidor se utiliza
generalmente para determinar el nivel de gasolina en automóviles.
La medición del nivel de ciertos líquidos empleando este instrumento
puede presentar inconvenientes y es muy frecuente que la varilla se
acondicione para su uso. Para medir líquidos que se encuentran a presión
atmosférica (Figura 1.b) generalmente a la varilla se le añade en su extremo
inferior un gancho.
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
22
NIVEL DE CRISTAL.
El nivel de cristal consiste en un tubo de material transparente y rígido
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. (Figura 2.)
Dentro de los medidores de nivel de cristal se encuentran el medidor de
nivel de cristal normal y el medidor de nivel de cristal con armadura. El
primero, se emplea para presiones de hasta 7 bar (Figura 2.a) y el segundo
para presiones superiores.
La determinación del nivel del líquido por este tipo de medidor se puede
realizar por intermedio de un cristal a reflexión o bien por transparencia. En el
primer caso, tal como lo muestra la Figura 2.c, el vidrio en contacto con el
líquido está provisto de ranuras longitudinales que actúan como prismas de
reflexión, indicando la zona de líquido con un color oscuro casi negro, y la
zona superior en contacto con el vapor, de color claro.
En la lectura de nivel por transparencia, el líquido está contenido entre
dos placas de vidrio planas y paralelas que permiten ver directamente el nivel
de líquido, su color, características o interfase del líquido, al acoplar una
lámpara de iluminación al sistema.
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
23
La principal ventaja de los medidores de nivel de cristal es que ofrecen
una mayor seguridad en la lectura del nivel del líquido. Sin embargo son muy
susceptibles a ensuciarse por el líquido que miden, dificultando la lectura del
nivel. Además no resisten impactos, altas presiones, ni altas temperaturas.
INSTRUMENTOS DE FLOTADOR.
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
24
Estos medidores funcionan a través de una actuador mecánico el que
cuenta con un flotador pendiente de un cable, un juego de poleas, y un
contrapeso exterior. Se emplean frecuentemente en el tratamiento de aguas
y desechos.
El flotador, que puede estar formado por diversos materiales y tener
formas muy variadas según sea el tipo de fluido, puede estar conectado
directa, magnética o hidráulicamente al estanque que contiene el líquido.
FLOTADOR DE CONEXIÓN DIRECTA (MODELO DE
REGLETA).
Este modelo de flotador es, generalmente, una pieza metálica hueca de
forma circular, con alambres de guía que van de la parte superior a la inferior
del tanque, para limitar su movimiento.
Constituye el modelo más antiguo y el más utilizado en tanques de
almacenamiento de gran capacidad como los de fuel-oil y gas-oil.
El flotador de conexión directa está unido por una cadena o cinta
flexible que desliza en un juego de poleas a un indicador de nivel exterior que
señala sobre una escala graduada. Este indicador está provisto de un
contrapeso de tal manera que la cinta o cadena se mantenga tensa (Figura
3.a).
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
25
Una de sus desventajas es que las partes móviles quedan expuestas al
fluido y pueden romperse. Además, el tanque no puede estar sometido a
presión y es esencial que el flotador se mantenga limpio.
FLOTADOR ACOPLADO MAGNÉTICAMENTE.
En este caso el movimiento de flotador es transmitido por medio de un
acoplamiento magnético. El instrumento consta de un flotador que se desliza
exteriormente a lo largo de un tubo de guía sellado, situado verticalmente en
el interior del tanque (Figura 3.b). Dentro del tubo, una pieza magnética o
imán, suspendida por medio de una cinta o cable, sigue al flotador en su
movimiento y mediante el cable y un juego de poleas arrastra el índice de un
instrumento situado en la parte superior del tanque. El instrumento puede ser
un trasmisor neumático o eléctrico.
En tanques pequeños, el flotador puede adaptarse para actuar
magnéticamente sobre un transmisor neumático o eléctrico (Figura 3.c)
dispuesto en el exterior del tanque que capta la variable de proceso, nivel, y
la transmite a distancia hacia el instrumento indicador, permitiendo así un
control de nivel. Una aplicación típica la constituye el control de nivel de una
caldera de pequeña capacidad de producción de vapor.
FLOTADOR ACOPLADO HIDRÁULICAMENTE.
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
26
El flotador acoplado hidráulicamente (Figura 3.d) actúa en su
movimiento sobre un fuelle de tal modo, que varía la presión de un circuito
hidráulico y señala, en el receptor, el nivel correspondiente. Permite
distancias de transmisión de hasta 75 metros y puede emplearse en tanques
cerrados. Sin embargo, requiere una instalación y calibración complicadas, y
posee partes móviles en el interior del tanque.
En general, los instrumentos de flotador tienen una precisión de ± 0.5
%. Además son adecuados en la medida de niveles en tanques abiertos y
cerrados a presión o al vacío, y son independientes del peso específico del
líquido.
Uno de los inconvenientes más frecuentes es que el flotador puede
agarrotarse en el tubo guía por un eventual depósito de los sólidos o cristales
que el líquido pueda contener y además, si el tubo guía es muy largo puede
dañarse ante olas bruscas en la superficie del líquido o ante la caída violenta
del líquido en el tanque.
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
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INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
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INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
29
CONCLUSIÓN.
Se estudió que tanto en la medición de niveles de líquidos como de
sólidos, es imprescindible que los instrumentos estén continuamente en
perfecto estado de funcionamiento a fin de evitar, tal como se dijo
anteriormente, paros parciales o totales en la planta y de este modo
garantizar la calidad de los productos terminados.
Con respecto a esto, la norma ISO 9000 abarca, entre otros puntos la
dirección de la calidad en el proceso de producción de productos y el ensayo
final e inspección del producto, definiendo, en forma de instrucciones y
procedimientos, la forma específica en que debe operar una empresa. Todo
este conjunto de información generada constituye el Sistema de Calidad que
asegura a los clientes de la empresa que los productos que ellos compran
están totalmente controlados y en perfecto funcionamiento. De hecho, esta
norma establece que el suministrador de un producto debe preocuparse de
calibrar y ajustar todo el equipo destinado a la inspección, medida y ensayo
que pueda afectar la calidad del producto, asegurar que las condiciones
ambientales son adecuadas para las operaciones de calibración, inspección,
medida y ensayos que se efectúen en los instrumentos de medición.
Aparentemente, la implantación de la norma ISO 9000 parece sencilla,
pero no es una tarea fácil. Es necesario que el equipo de calibración de los
instrumentos esté certificado por un organismo reconocido y que dicho
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
30
equipo se calibre periódicamente así como también los instrumentos de
medición afectados.
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
31
BIBLIOGRAFÍA.
• Antonio Creus Solé, Instrumentación Industrial 6ª Edición Marcombo
Boixareu Editores, Barcelona 1997.
• John H. Perry, Ph. D.Manual del Ingeniero Químico 2ª Edición Versión
español, Tomo 2, Libros McGraw - Hill, México 1982.
• Russel H. Babcock, Instrumentación y Control en el Tratamiento de
Aguas Potables, Industriales y de desecho (versión español-reimpresión),
Editorial Limusa, México 1985.
• Páginas Web visitadas:
www.monografias.com
www.rincondelvago.com
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA
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Investigacion de instrumentos de medición directa

  • 1. INTRODUCCIÓN A continuación se presenta el estudio sobre los instrumentos para la medición directa la cual es de mucha importancia en la industria. Las señales que se obtienen de las máquinas industriales con una indicación directa del buen estado de estas. Cuando se piensa en el monitoreo y el diagnostico de la maquinaria, deben tenerse en cuenta los factores de seguridad, calidad, puntualidad y costo correspondientes a cada parte de la maquinaria. De manera más específica, los objetivos incluyen: • Aumento de la seguridad de la planta al minimizar las probabilidades de que se presenten situaciones peligrosas o catastróficas. • Mejoramiento de la calidad del producto al minimizar variaciones de proceso que puedan imputarse al mal funcionamiento de la maquinaria. • Maximizar la puntualidad o disponibilidad de la planta al dar servicio las máquinas que lo necesiten y realizar rondas de servicio más eficientes. • Reducción de costos de operación de la planta la minimizar los paros imprevistos y al dar un uso mas eficaz a los "recursos de mantenimiento". INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 2
  • 2. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA Los instrumentos de medida directa son aquellos que miden directamente la altura del líquido en base a una línea de referencia. Los principales instrumentos de medida directa son el medidor de sonda, nivel de cristal e instrumentos de flotador. La medida o medición diremos que es directa, cuando disponemos de un instrumento de medida que la obtiene, así si deseamos medir la distancia de un punto (a) a un punto (b), y disponemos del instrumento que nos permite realizar la medición, esta es directa. La mayoría de los instrumentos básicos de medición lineal o de propósitos generales. Están representados por la regla de acero, vernier, o el micrómetro. Las reglas de acero se usan efectivamente como mecanismo de medición lineal; para medir una dimensión la regla se alinea con las graduaciones de la escala orientadas en la dirección de medida y la longitud se lee directamente. Las reglas de acero se pueden encontrar en reglas de profundidad, para medir profundidades de ranuras, hoyos, etc. También se incorporan a los calibradores deslizables, adaptados para operaciones de mediciones lineales, a menudo más precisos y fáciles de aplicar que una regla de medición. Un tipo especial de regla de acero es el vernier o calibrador. CALIBRADOR VENIER INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 3
  • 3. El calibrador vernier fue elaborado para satisfacer la necesidad de un instrumento de lectura y medición directa que pudiera brindar una medida fácilmente, en una sola operación. El calibrador típico puede tomar 3 tipos de mediciones: exteriores, interiores y profundidades, pero algunos además pueden realizar mediciones de peldaño y ángulos. El vernier consiste en una escala base graduada en milímetros y un dispositivo que puede deslizarse sobre la escala base, llamado nonio, que sirve para aumentar la precisión de la escala base. El vernier es una escala auxiliar o secundaria que se desliza a lo largo de una escala principal para permitir en ésta lecturas exactas de la mínima división. Una escala vernier esta graduada en un numero n de divisiones iguales en la misma longitud en que n- l de la escala principal, ambas escalas están marcadas en la misma dirección. También se incorporan a los calibradores deslizables, adaptados para operaciones de mediciones lineales, a menudo más precisos y fáciles de aplicar que una regla de medición. Un tipo especial de regla de acero es el vernier o calibrador. CALIBRADOR O VERNIER (pie de metro). El calibrador es un instrumento de precisión usado para medir pequeñas longitudes (décimas de milímetros), de diámetros externos, internos y profundidades, en una sola operación. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 4
  • 4. PROCESO DE MEDICIÓN. El objeto a medir se coloca de tal forma que las puntas de medición del instrumento toquen los extremos del objeto. La longitud del objeto es igual a y más una pequeña longitud diferencial, que por ser menor que la división de la escala base no se puede determinar con exactitud, sin el uso del nonio. Si L es la longitud del cuerpo se tiene que: Como x es menor que y, se encontrara una división en el nonio que coincida (o esté muy cerca de) con una división de la escala base. Fue inventado en 1631 por Pierre Vernier para interpretar con mayor aproximación las fracciones decimales (de longitudes o ángulos) gracias a subdivisiones lineales o fracciones de arco. Al vernier suele llamársele también "nonio" en honor del científico Portugués Pedro Nunes (1492?1577), quien inventó un sistema de lecturas a base de círculos concéntricos que dividen la circunferencia en n partes iguales, es decir, 89, 88, 87, etc., con las que lograba mayor aproximación en las lecturas de ángulos; a ambos INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 5
  • 5. dispositivos, suele llamárseles indistintamente "nonio" o "vernier", a pesar de ser tan distintos entre sí. Los calibradores vernier en milímetros tienen 20 divisiones que ocupan 19 divisiones de la escala principal graduada cada 1mm, o 25 divisiones que ocupan 24 divisiones sobre la escala principal graduada cada 0.5 mm, por lo que dan legibilidad de 0.05 mm y 0.02 mm, respectivamente. TIPOS DE VERNIER. Los vernier se clasifican en dos tipos: el estándar y el largo Vernier. Estándar: Este tipo de vernier es el más comúnmente utilizado, tienen visiones iguales que ocupan la misma longitud que n-1 divisiones sobre la escala principal. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 6
  • 6. Vernier largo: El vernier largo está diseñado para que las graduaciones adyacentes sean más fáciles de distinguir. Este vernier tiene 20 divisiones que ocupan 39 mm sobre la escala principal. Calibradores grandes y pequeños: Hay calibradores disponibles en diversos tamaños, con rangos de medición de 100 mm a 3 m (4 a 120 pulg). Los que tienen rango de 300 mm (12 pulg) o menos son clasificados como pequeños, los de rango mayor como grandes. Vernier Tipo M: Llamado calibrador con barra de profundidades: Tiene un cursor abierto y puntas para medición de interiores. Está graduado con 20 divisiones en 39 mm para el tipo con legibilidad de 0.05 mm, o en 50 divisiones en 49 mm para el tipo con legibilidad de 0.02 mm. Están diseñados para facilitar la medición de peldaño, ya que tienen el borde del cursor al ras con la cabeza del brazo principal cuando las puntas de medición están completamente cerradas. Vernier Tipo CM: Tiene un cursor abierto, está diseñado en forma tal que las puntas de medición de exteriores puedan utilizarse en la medición de interiores, cuenta con un dispositivo de ajuste para el movimiento fino del cursor. Tienen una mayor resistencia al desgaste y daño. Vernier circular (goniómetro): Es una modificación del vernier lineal, que mide ángulos, se utiliza montado en un teodolito. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 7
  • 7. MICROMETRO. El micrómetro también llamado Tornillo de Palmer, es un instrumento de medición cuyo funcionamiento está basado en el tornillo micrométrico que sirve para medir con alta precisión del orden de centésimas de milímetros (0,01 mm) y de milésimas de milímetros (0,001mm) (micra)las dimensiones de un objeto. • Para ello cuenta con 2 puntas que se aproximan entre sí mediante un tornillo de rosca fina, el cual tiene grabado en su contorno una escala. La escala puede incluir un nonio. La máxima longitud de medida del micrómetro de exteriores es de 25 mm, por lo que es necesario disponer de un micrómetro para cada campo de medidas que se quieran tomar. El vernier y micrómetro son los instrumentos más utilizados en la industria metalmecánica. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 8
  • 8. APLICACIÓN DEL MICROMETRO. El micrómetro es utilizado en diferentes ramas de la tecnología para realizar mediciones de precisión, pero es en la rama de la mecánica donde es utilizado con más frecuencia para la medición de piezas de gran precisión. Existen micrómetros de diferentes tipos según sea la medición que realice. Las partes principales que constituyen un micrómetro son las siguientes: 1. Cuerpo principal en forma de C (bastidor). Sobre él están montadas todas las demás partes. 2. Palpador fijo o yunque. Es el tope fijo con el que se hacen las mediciones. 3. Palpador móvil o husillol. Es el tope móvil con el que se hacen las mediciones. Sobre éste está la escala graduada en milímetros, correspondientes a la abertura entre los dos palpadores. 4. Tambor graduado. Corresponde a la lectura en submúltiplos de 1/n de milímetros, donde n es el número de divisiones del tambor. 5. Escala cilíndrica graduada o escala vernier. Corresponde a la lectura de vernier, para milésimas de milímetros. La escala cilíndrica (vernier) divide cada parte de la escala del tambor en partes iguales. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 9
  • 9. 6. Botón de fricción (matraca o trinquete). Dispositivo regulador de presión constante entre los palpadores, a fin de asegurar la mejor medición y evitar daños al instrumento. 7. Palanca o tuerca de fijación. Tornillo de acople de las piezas del instrumento. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 10
  • 10. TIPOS DE MICROMETROS. Medición de exterior con contactos hemisféricos fabricados en metal duro rectificados y lapeados, para la medición de superficies curvas, espesor de paredes de tubo, anillos, cojinetes etc. Medición de exterior con tope en forma de V con contacto en ángulo prismático para la medición de herramientas de corte de 3 y 5. Medición de exterior con patas de medidas, contactos de medida abombados fabricados en metal duro, de utilización muy similar a la de un calibre pie de rey. Medición de profundidad utiliza varillas con diferentes longitudes para medir. La capacidad de medición es de 0 a 300 mm.  El micrómetro para medidas exteriores es un aparato formado por un eje móvil ( c ) con una parte roscada (e), al extremo de la cual va montado un tambor graduado (f); haciendo girar el tambor graduado se obtiene el movimiento del tornillo micrométrico (e) y por consiguiente el eje móvil (c), que va a apretar la pieza contra el punto plano (b). Sobre la parte fija (d), que está solidaria al arco (a), va marcada la escala lineal graduada en milímetros o pulgadas. A diferencia del vernier hay un micrómetro para cada sistema de unidades. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 11
  • 11.  El micrómetro para interiores sirve para medir el diámetro del agujero y otras cotas internas superiores a 50 mm. Está formado por una cabeza micrométrica sobre la que pueden ser montados uno o más ejes combinables de prolongamiento.  El micrómetro de profundidad sirve para com probar la medida de la profundidad del agujero, acanaladuras, etc. Se diferencia del micrómetro para medidas externas en que se sustituye el arco por un puente aplicado a la cabeza del micrómetro. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 12
  • 12. LECTURAS DE LOS MICROMETROS. Existen en el mercado micrómetros (palmer) de tres tipos, los de lectura grabada directa analógica, los de lectura con reloj analógico y los de lectura digital. Lectura analógica Lectura reloj analógico Lectura digital El micrómetro (palmer) está por lo general fabricado en material de acero cromado en mate y esmaltado, el cual le da una calidad especial, también son fabricados en plástico y otros materiales. En las últimas generaciones de calibres interviene el plástico, sobre todo en los de reloj analógico y digitales. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 13
  • 13. MICROMETROS PARA APLICACIÓN ESPECIAL. Micrómetros para tubo: este tipo de micrómetro esta diseñado para medir el espesor de la Pare 3 de partes tubulares, tales como cilindros o collares. Existen tres tipos los cuales son: 1.- Tope fijo esférico 2.- Tope fijo y del husillo esférico 3.- Tope flujo tipo cilíndrico INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 14
  • 14. MICROMETRO PARA RANURAS: En este micrómetro ambos topes tiene un pequeño diámetro con el objeto de medir pernos ranurados, cuñeros, ranuras, etc., el tamaño estándar de la porción de medición es de 3 mm de diámetro y 10 mm de longitud. MICROMETRO DE PUNTAS: Estos micrómetros tienen ambos topes en forma de punta. Se utiliza para medir el espesor del alma de brocas, el diámetro de raíz de roscas externas, ranuras pequeñas y otras porciones difíciles de alcanzar. El ángulo de los puntos puede ser de 15 ,30, 45, o 60 grados . Las puntas de medición normalmente tiene un radio de curvatura de 0, 3 mm, ya que ambas puntas pueden no tocarse ; un bloque patrón se utiliza para ajustar el punto cero. Con el objeto de `proteger las puntas , la fuerza de medición en el trinquete es menor que la del micrómetro estándar de un tornillo, lo que convierte el movimiento giratorio del tambor en movimiento lineal del husillo. Un pequeño desplazamiento lineal del husillo corresponde a un significativo desplazamiento angular del tamor; las graduaciones alrededor de la circunferencia del tambor del orden de micras permiten leer un cambio pequeño en la posición del husillo. Cuando el husillo se desplaza una distancia igual al paso de los hilos del tornillo, las graduaciones sobre el tambor marcan una vuelta completa. La lectura del micrómetro debe hacerse utilizando fuerza constante en la calibración a cero y en las lecturas de mediciones, para lograr esto, la mayor parte de los micrómetros tienen adaptado un dispositivo de fuerza constante (matraca), concéntrico al tambor, que transmite una fuerza regulada constante al tambor-husillo. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 15
  • 15. MICROMETRO PARA CEJA DE LATAS: Este micrómetro esta especialmente diseñado para medir los anchos y alturas de cejas de latas. MICROMETRO INDICATIVO: Este micrómetro cuenta con un indicador de carátula. El tope del arco puede moverse una pequeña distancia en dirección axial en su desplazamiento lo muestra el indicador. Este mecanismo permite aplicar una fuerza de medición uniforme a las piezas. MICROMETRO DE EXTERIORES CON HUSILLO NO GIRATORIO: En los micrómetros normales el husillo gira con el tambor cuando este se desplaza en dirección axial. A su vez, en este micrómetro el husillo no gira cuando es desplazado. Debido a que el husillo no giratorio no produce torsión radial sobre las caras de medición, el desgaste de las mismas se reduce notablemente. Este micrómetro es adecuado para medir superficies con recubrimiento, piezas frágiles y características de partes que requieren una posición angular específica de la cara de medición del husillo. MICROMETRO CON DOBLE TAMBOR: Una de las características del tipo no giratorio con doble tambor, es que la superficie graduada del tambor esta al ras con la superficie del cilindro en que están grabadas la línea índice y la escala vernier, lo cual permite lecturas libres de error de paralaje. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 16
  • 16. MICROMETRO TIPO DISCOS PARA ESPESOR DE PAPEL: Este tipo es similar al micrómetro tipo discos de diente de engrane, pero utiliza un husillo no giratorio con el objeto de eliminar torsión sobre la superficie de la pieza, lo que hace adecuado para medir papel o `piezas delgadas. MICROMETRO DE CUCHILLAS: En este tipo los topes son cuchillas por lo que ranuras angostas cuñeros, y otras porciones difíciles de alcanzar pueden medirse. MICROMETROS PARA ESPESOR DE LÁMINAS: Este tipo de micrómetros tiene un arco alargado capaz de medir espesores de láminas en porciones alejadas del borde de estas. La profundidad del arco va de 100 a 600 mm. MICROMETRO PARA DIENTES DE ENGRANE: El engrane es uno de los elementos mas importantes de una maquina , por lo que su medición con frecuencia requerida para asegurar las características deseadas de una maquina. Para que los engranes ensamblados funcionen correctamente, sus dientes devén engranar adecuadamente entre ellos sin cambiar su distancia entre los dos centros de rotación. MICROMETROS PARA DIMENSIONES MAYORES A 25 MM: Para medir dimensiones exteriores mayores a 25 mm ( 1 plg ) se tienen 2 opciones. La primera consiste en utilizar una serie de micrómetros para mediciones de 25 a 50 mm ( de 1 a 2 plg. ) , 50 a 75 mm ( 2 a 3 plg. ), etc. La INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 17
  • 17. segunda consiste en utilizar un micrómetro con rango de medición de 25 mm y arco grande con tope de medición intercambiable. MICROMETROS DE INTERIORES: Al igual que los micrómetros de exteriores los de interiores están diversificados en muchos tipos para aplicaciones especificas y pueden clasificarse en los siguientes tipos: • Tubular • calibrador • 3 puntos de contacto. CALIBRADOR DE ALTURA O MEDIDOR DE ALTURA. El medidor de altura es un dispositivo para medir la altura de piezas o las diferencias de altura entre planos a diferentes niveles. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 18
  • 18. El calibrador de altura también se utiliza como herramienta de trazo, para lo cual se incluye un buril. El medidor de altura, creado por medio de la combinación de una escala principal con un vernier para realizar mediciones rápidas y exactas, cuenta con un solo palpador y la superficie sobre la cual descansa, actúa como plano de referencia para realizar las mediciones. El calibrador de altura tiene una exactitud de 0.001 de pulgada, o su equivalente en cm. se leen de la misma manera que los calibradores de vernier y están equipados con escalas vernier de 25 o 50 divisiones y con una punta de buril que puede hacer marcas sobre metal. PRECAUCIONES CUANDO USE EL MEDIDOR DE ALTURA. 1. Seleccione el medidor de altura que mejor se ajuste a su aplicación. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 19
  • 19. 2. Asegúrese de que el tipo, rango de medición, graduación u otras especificaciones. Son apropiadas para la aplicación deseada. 3. No aplique fuerza excesiva al medidor de altura. 4. Tenga cuidado de no dañar la punta para trazar. 5. Elimine cualquier suciedad o polvo antes de usar su medidor. 6. Verifique el movimiento del cursor. No debe sentirse suelto o tener juego. 7. Corrija cualquier problema que encuentre, ajustando el tornillo de presión y el de fijación. MEDIDOR DE ALTURA CON CARATULA. El medidor incorpora el mecanismo de amplificación del indicador de carátula. Las lecturas se toman sumando las lecturas de la graduación de la escala principal y la de la carátula, la cual indica la fracción de la escala principal con una aguja, lo que minimiza errores de paralaje y permite mediciones rápidas y exactas. MEDIDOR DE ALTURA CON CARATULA Y CONTADOR. El mecanismo es el mismo que el medidor de altura con carátula. El mecanismo de amplificación del indicador consiste del piñón, engrane INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 20
  • 20. amplificador y del piñón central. El contador indica lecturas de 1mm. y las fracciones las indica la carátula; debido a que hay lecturas en 2 direcciones, podrían ser confusas cuando el cursor se mueva hacia arriba o hacia abajo cerca del punto 0. MEDIDOR DE ALTURA ELECTRODIGITALES. Se clasifican en 2 tipos: uno de estos utiliza un codificador rotatorio para detectar el desplazamiento y tiene doble columna. El otro utiliza el detector de desplazamiento tipo capacitancia y cuenta con una sola columna de sección rectangular. El mecanismo de detección de desplazamiento es un codificador rotatorio que convierte el desplazamiento lineal del cursor en un movimiento rotatorio de disco ranurado. El sistema de este medidor este basado en una escala de circuitos integrados de gran precisión. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 21
  • 21. MEDIDOR DE SONDA. El medidor de sonda consiste en una varilla o regla graduada de una longitud apropiada al depósito y que se introduce en líquido el que debe estar abierto a la atmósfera; (Figura 1.a). La marca dejada por el líquido en la varilla, corresponde al nivel y se lee directamente. Este medidor se utiliza generalmente para determinar el nivel de gasolina en automóviles. La medición del nivel de ciertos líquidos empleando este instrumento puede presentar inconvenientes y es muy frecuente que la varilla se acondicione para su uso. Para medir líquidos que se encuentran a presión atmosférica (Figura 1.b) generalmente a la varilla se le añade en su extremo inferior un gancho. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 22
  • 22. NIVEL DE CRISTAL. El nivel de cristal consiste en un tubo de material transparente y rígido 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. (Figura 2.) Dentro de los medidores de nivel de cristal se encuentran el medidor de nivel de cristal normal y el medidor de nivel de cristal con armadura. El primero, se emplea para presiones de hasta 7 bar (Figura 2.a) y el segundo para presiones superiores. La determinación del nivel del líquido por este tipo de medidor se puede realizar por intermedio de un cristal a reflexión o bien por transparencia. En el primer caso, tal como lo muestra la Figura 2.c, el vidrio en contacto con el líquido está provisto de ranuras longitudinales que actúan como prismas de reflexión, indicando la zona de líquido con un color oscuro casi negro, y la zona superior en contacto con el vapor, de color claro. En la lectura de nivel por transparencia, el líquido está contenido entre dos placas de vidrio planas y paralelas que permiten ver directamente el nivel de líquido, su color, características o interfase del líquido, al acoplar una lámpara de iluminación al sistema. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 23
  • 23. La principal ventaja de los medidores de nivel de cristal es que ofrecen una mayor seguridad en la lectura del nivel del líquido. Sin embargo son muy susceptibles a ensuciarse por el líquido que miden, dificultando la lectura del nivel. Además no resisten impactos, altas presiones, ni altas temperaturas. INSTRUMENTOS DE FLOTADOR. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 24
  • 24. Estos medidores funcionan a través de una actuador mecánico el que cuenta con un flotador pendiente de un cable, un juego de poleas, y un contrapeso exterior. Se emplean frecuentemente en el tratamiento de aguas y desechos. El flotador, que puede estar formado por diversos materiales y tener formas muy variadas según sea el tipo de fluido, puede estar conectado directa, magnética o hidráulicamente al estanque que contiene el líquido. FLOTADOR DE CONEXIÓN DIRECTA (MODELO DE REGLETA). Este modelo de flotador es, generalmente, una pieza metálica hueca de forma circular, con alambres de guía que van de la parte superior a la inferior del tanque, para limitar su movimiento. Constituye el modelo más antiguo y el más utilizado en tanques de almacenamiento de gran capacidad como los de fuel-oil y gas-oil. El flotador de conexión directa está unido por una cadena o cinta flexible que desliza en un juego de poleas a un indicador de nivel exterior que señala sobre una escala graduada. Este indicador está provisto de un contrapeso de tal manera que la cinta o cadena se mantenga tensa (Figura 3.a). INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 25
  • 25. Una de sus desventajas es que las partes móviles quedan expuestas al fluido y pueden romperse. Además, el tanque no puede estar sometido a presión y es esencial que el flotador se mantenga limpio. FLOTADOR ACOPLADO MAGNÉTICAMENTE. En este caso el movimiento de flotador es transmitido por medio de un acoplamiento magnético. El instrumento consta de un flotador que se desliza exteriormente a lo largo de un tubo de guía sellado, situado verticalmente en el interior del tanque (Figura 3.b). Dentro del tubo, una pieza magnética o imán, suspendida por medio de una cinta o cable, sigue al flotador en su movimiento y mediante el cable y un juego de poleas arrastra el índice de un instrumento situado en la parte superior del tanque. El instrumento puede ser un trasmisor neumático o eléctrico. En tanques pequeños, el flotador puede adaptarse para actuar magnéticamente sobre un transmisor neumático o eléctrico (Figura 3.c) dispuesto en el exterior del tanque que capta la variable de proceso, nivel, y la transmite a distancia hacia el instrumento indicador, permitiendo así un control de nivel. Una aplicación típica la constituye el control de nivel de una caldera de pequeña capacidad de producción de vapor. FLOTADOR ACOPLADO HIDRÁULICAMENTE. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 26
  • 26. El flotador acoplado hidráulicamente (Figura 3.d) actúa en su movimiento sobre un fuelle de tal modo, que varía la presión de un circuito hidráulico y señala, en el receptor, el nivel correspondiente. Permite distancias de transmisión de hasta 75 metros y puede emplearse en tanques cerrados. Sin embargo, requiere una instalación y calibración complicadas, y posee partes móviles en el interior del tanque. En general, los instrumentos de flotador tienen una precisión de ± 0.5 %. Además son adecuados en la medida de niveles en tanques abiertos y cerrados a presión o al vacío, y son independientes del peso específico del líquido. Uno de los inconvenientes más frecuentes es que el flotador puede agarrotarse en el tubo guía por un eventual depósito de los sólidos o cristales que el líquido pueda contener y además, si el tubo guía es muy largo puede dañarse ante olas bruscas en la superficie del líquido o ante la caída violenta del líquido en el tanque. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 27
  • 29. CONCLUSIÓN. Se estudió que tanto en la medición de niveles de líquidos como de sólidos, es imprescindible que los instrumentos estén continuamente en perfecto estado de funcionamiento a fin de evitar, tal como se dijo anteriormente, paros parciales o totales en la planta y de este modo garantizar la calidad de los productos terminados. Con respecto a esto, la norma ISO 9000 abarca, entre otros puntos la dirección de la calidad en el proceso de producción de productos y el ensayo final e inspección del producto, definiendo, en forma de instrucciones y procedimientos, la forma específica en que debe operar una empresa. Todo este conjunto de información generada constituye el Sistema de Calidad que asegura a los clientes de la empresa que los productos que ellos compran están totalmente controlados y en perfecto funcionamiento. De hecho, esta norma establece que el suministrador de un producto debe preocuparse de calibrar y ajustar todo el equipo destinado a la inspección, medida y ensayo que pueda afectar la calidad del producto, asegurar que las condiciones ambientales son adecuadas para las operaciones de calibración, inspección, medida y ensayos que se efectúen en los instrumentos de medición. Aparentemente, la implantación de la norma ISO 9000 parece sencilla, pero no es una tarea fácil. Es necesario que el equipo de calibración de los instrumentos esté certificado por un organismo reconocido y que dicho INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 30
  • 30. equipo se calibre periódicamente así como también los instrumentos de medición afectados. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 31
  • 31. BIBLIOGRAFÍA. • Antonio Creus Solé, Instrumentación Industrial 6ª Edición Marcombo Boixareu Editores, Barcelona 1997. • John H. Perry, Ph. D.Manual del Ingeniero Químico 2ª Edición Versión español, Tomo 2, Libros McGraw - Hill, México 1982. • Russel H. Babcock, Instrumentación y Control en el Tratamiento de Aguas Potables, Industriales y de desecho (versión español-reimpresión), Editorial Limusa, México 1985. • Páginas Web visitadas: www.monografias.com www.rincondelvago.com INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA 32