El documento trata sobre conceptos básicos de instrumentación y control, incluyendo la definición de instrumentación y control, y los dispositivos utilizados para medir, analizar, modificar y controlar variables de procesos industriales como presión, temperatura y nivel. Explica brevemente tipos de sensores e instrumentos comúnmente usados para medir estas variables clave en procesos industriales.

1. UNIVERSIDAD TÉCNOLOGICA DE
CAMPECHE
TITULAR: ING. MARTIN DE J. MUNGUÍA GÓMEZ
ASIGNATURA: PROCESOS PRODUCTIVOS
UNIDAD II. VARIABLES DE PROCESOS

2.  Es aquella parte de la ingeniería
que es responsable de definir el
nivel de automatización de
cualquier planta de proceso e
instalación industrial, la
instrumentación de campo y el
sistema de control para un buen
funcionamiento del proceso,
dentro de la seguridad para los
equipos y personas, de acuerdo
a la planificación y dentro de los
costos establecidos y
manteniendo la calidad.

3.  Otro concepto más técnico, diría que la
instrumentación y control son aquellos dispositivos
que permiten:
1. – Capturar variables de los procesos.
2. – Analizar las variables de los procesos.
3. – Modificar las variables de los procesos.
4. – Controlar los procesos.

4. CONCEPTOS
Presión
La presión es una fuerza por unidad de superficie donde:
Unidad de medida = Pa = 1 N/m2
1 kPa = 1000 N/m2 = 0.145 lb/in2
P = F / A
Área= 1 m2
4 kg
Área = 2 m2
4 kg

5. Presión de fluidos
La presión de fluido en cualquier punto es directamente proporcional a la
densidad del fluido y la profundidad bajo la superficie del fluido.
Matemáticamente:
P = p g h
agua
g= 9.8 m/s2
p=Densidad,
h = 4 m
h = 2 m
P= (1000 kg/m3 )(9.8 m/s2 )(4 m)
P= 39 kPa
P= (1000 kg/m3)(9.8 m/s2 )(2m)
P= 19.6 kPa
Densidad del agua = 1000 kg/m3

6. Tipos de presión
Presión atmosférica: es la presión media que la atmosfera ejerce sobre el
nivel del mar, es decir, 101.3 kPa, o 14.7 lb/in2. Y se usa como unidad de
presión; 1 atmosfera (atm).
Presión atmosférica Presión manométrica
Presión absoluta= Presión atmosférica + Presión Manométrica

7. Medición de la presión
Ley de Pascal: Una presión externa aplicada a un fluido confinado se
transmite uniformemente a través del volumen del fluido.
Presión de entrada = presión de salida
Prensa hidráulica
F¡= fuerza inicial
A¡= área de embolo inicial
Fo = fuerza resultante
Ao = área de embolo final
2 Pa = 2Pa = 2 Pa
F1 /A1 = Fo / Ao
2N / 1m2 = 4N / 2m2
8N / 2m2

8. 8
MECANICOS NEUMATICOS
ELECTROMECANICO
S
INDICADORES
LOCALES DE
PRESION
A)TUBO DE
BOURDON
B)DIAFRAGMA
C) FUELLE
INTERRUPTORES
DE PRESION
TRANSMISORES
DEPRESION
TRANSMISORES
DE PRESION
CAPACITIVOS
TRANSMISION DE
PRESION
RESISTIVOS
TRANSMISION DE
PRESION
PIEZORESISTIVOS
TRANSMISION DE
EQUILIBRIO

9.  INTERRUPTORES DE PRESIÓN.- Los
interruptores de presión o
presostatos, utilizan las mismas
tecnologías que los manómetros,
con la diferencia que se les incluye
un contacto eléctrico calibrado a
un valor de presión, de tal manera
que dicho contacto cambia de
estado cuando el valor de la
presión llega a dicho valor.
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10.  TRANSMISORES DE PRESIÓN.- Este tipo
de instrumentos de presión convierten
la deformación producida por la presión
en señales eléctricas.
 Una diferencia respecto a los anteriores
es la necesidad de incluir una fuente de
alimentación eléctrica, mientras que
tienen como ventaja las excelentes
características dinámicas, es decir, el
menor cambio producido por
deformación debida a la presión, es
suficiente para obtener una señal
perfectamente detectable por el sensor.
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11. TEMPERATUR
A

12. La temperatura
La temperatura es una
magnitud referida a las
nociones comunes de
caliente o frío. Por lo
general, un objeto más
"caliente" tendrá una
temperatura mayor, y si
fuere frío tendrá una
temperatura menor.

13. Físicamente es una magnitud
escalar relacionada con la
energía interna de un sistema
termodinámico.

14. MEDICIÓN DE LA TEMPERATURA
Termómetros
Son instrumentos que se utilizan
para medir la temperatura de los
cuerpos, su funcionamiento se
basa en la propiedad que tienen
algunas sustancias de variar su
volumen con la temperatura,
pueden usarse en ellos sustancias
sólidas, liquidas o gaseosas como
termométricas, con la única
exigencia que la variación de
volumen sea en el mismo sentido
de la temperatura.

15. SENSORES DE TEMPERATURA
Los sensores de estado sólido
basan su principio de
funcionamiento en las
características que presentan
las uniones p-n de los
semiconductores. Estos
sensores tienen circuitos
integrados de linealización que
producen una salida lineal
proporcional a la temperatura.

17. Dentro de los procesos industriales la
medición y el control de nivel se hace
necesario cuando se pretende tener una
producción continua, cuando se desea
mantener una presión hidrostática, cuando un
proceso requiere de control y medición de
volúmenes de líquidos ó; bien en el caso más
simple, para evitar que un líquido se derrame,
los niveles se pueden medir y mantener
mediante dispositivos mecánicos de caída de
presión, eléctricos y electrónicos.

18. INSTRUMENTOS PARA MEDICIÓN Y CONTROL DE NIVEL
Nivel.
Es la distancia existente entre una línea de
referencia y la superficie del fluido,
generalmente dicha línea de referencia se toma
como fondo del recipiente.

19. Cuando se necesita una indicación ó un
registro de la medición se usan métodos que
tengan flotador y cinta, en depósitos cerrados
al vacío ó bajo presión, que se deben tener
sellados, se usan flotadores con brazo de
torsión, flotadores de jaula y flotadores
magnéticos, acoplados a dispositivos
hidráulicos, el flotador se debe construir de tal
forma que flote dentro del líquido a medir,
esto significa que la densidad del flotador
debe ser menor a la del líquido que lo
sostiene.

20. La mayoría de las empresas que comercializan productos
envasados tienen que controlar el nivel de los envases
desde un máximo y un mínimos ideal para así poder
programas los sistemas de rellenado a un nivel tal que
logre rellenar la totalidad de los recipientes con la misma
cantidad del producto.
Existen diferentes tipos de sensores de nivel, ya que
lógicamente no todos los productos son iguales,
considerando que algunos pueden ser sólidos, mientras
que otros líquidos; en el caso de los sólidos, los sensores
se nivel que se utilizan suelen ser capacitivos de
proximidad, pero debemos tener en cuenta que los
mismos se encuentran adaptados a la tarea que deben
hacer.

21. SENSORES DE NIVEL

22. Flujos incomprensibles: son aquellos donde las
variaciones en densidad son insignificante.
Flujos comprensibles: cuando las variaciones en
densidad dentro de un flujo no se pueden
despreciar.
Los flujos compresibles se presentan con
frecuencia en las aplicaciones de ingeniería.
Entre los ejemplos más comunes se pueden
contar los sistemas de aire comprimido utilizados
en la operación de herramienta de taller y de
equipos dentales, las tuberías de alta presión
para transportar gases.

23. Válvula de compuerta. Válvula de bola. Válvula de flujo axial.