Medidores de Presi

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Medidores de Presión

• Elementos de medición y control

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Definición de Presión

• La presión es una fuerza por unidad de
  superficie y puede expresarse en unidades tales
  como pascal, bar, atmósferas, kilogramos por
  centímetro cuadrado y psi. (libras por pulgada
  cuadrada)

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Preconceptos errados

• Cuando compramos pan, decimos me pesa el pan
  por favor? Pero en realidad lo que hacemos es
  masar el cuerpo, ya que no compramos un Newton de
  pan, sino un kilo.
• A veces decimos tienes mucha fuerza!, pero en
  realidad la fuerza no es una propiedad, ya que la
  fuerza solamente se ejerce, y algunos individuos
  ejercen más fuerza que otros.

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Relación entre las diferentes unidades de medición
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Tipos de Presión
Presión absoluta se mide con al cero absoluto de presión
Presión atmosférica es la presión ejercida por la atmósfera terrestre medida mediante un barómetro
Presión relativa es la determinada por un elemento que mide la diferencia entre la presión absoluta y la atmosférica del lugar donde se efectúa la medición
Presión diferencial es la diferencia entre dos presiones
Vacío es la diferencia de presiones entre la presión atmosférica existente y la presión absoluta, es decir, es la presión ,medida por debajo de la atmosférica
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Representación de Presiones
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Tipos de Medidores de Presión

• Mecánicos
• Electromecánicos
• Neumáticos
• Electrónicos

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Tipos de Medidores de Presión

• Mecánicos
• Primario de Medida Directa
• Primarios Elásticos
• Electromecánicos
• Transmisores electrónicos de equilibro de fuerza
• Resistivos
• Magnéticos
• Capacitivos
• Extensiométricos
• Piezoeléctricos

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Tipos de Medidores de Presión

• Neumáticos
• Utilizan elementos mecánicos con desplazamiento
  de gases
• Electrónicos
• Mecánicos
• Medidor McLeod
• Térmicos
• Ionización

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Tipos de Medidores de Presión

• Medidores Mecánicos

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• Elementos primarios de medida directa que
  miden la presión comparándola con la ejercida por
  un liquido de densidad y altura conocidas.
• Ejemplos barómetro cubeta, manómetro de tubo
  en U, manómetro de tubo inclinado, manómetro de
  toro pendular, manómetro de campana.

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Elementos primarios elásticos que se deforman por
la presión interna del fluido que
contienen.Ejemplos tubo de Bourdon, el
elemento en espiral, el helicoidal, el diafragma
y el fuelle.
El manómetro de Bourdon es el ejemplo típico de
esta clase
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Elementos primarios elásticos

• El tubo de Bourdon es un tubo de sección elíptica
  que forma un anillo casi completo, cerrado por un
  extremo. Al aumentar la presión en le interior
  del tubo, este tiende enderezarse y el movimiento
  es transmitido a la aguja.
• El elemento espiral se forma arrollando el tubo
  Bourdon en forma de espiral alrededor de un eje
  común, y el helicoidal arrollando mas de una
  espira en forma de hélice.

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Elementos primarios elásticos

• El diafragma consiste en una o varias capsulas
  circulares conectadas rígidamente entre si por la
  soldadura, de forma que al aplicar presión, cada
  capsula se deforma y la suma de los pequeños
  desplazamientos es amplificada por un juego de
  palancas.

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Elementos primarios elásticos

• El fuelle es parecido al diafragma compuesto,
  pero de una sola pieza flexible axialmente, y
  puede dilatarse o contraerse con un
  desplazamiento considerable.

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Medidores de Presión Absoluta

• Los medidores de presión absoluta consisten
  en un conjunto de fuelle y muelle opuesto a un
  fuelle opuesto sellado al vacío absoluto. El
  movimiento resultante de la unión de los dos
  fuelles equivale a la presión absoluta del fluido.

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Elementos Mecánicos
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Tipos de Medidores de Presión

• Medidores Electromecánicos

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Transmisores electrónicos de equilibrio de fuerzas

• Para este tipo de medidores se utiliza un
  transmisor electrónico que genera una señal en
  base a la posición de un sensor.
• La posición del sensor determina la presión
  ejercida sobre la misma.

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Detector de Inductancias
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Transformador Diferencial
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Detector Fotoeléctrico
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Transductores Resistivos

• En este tipo de Transductores se aprovecha un
  cambio de resistencia (del sensor o del circuito
  en que esta) para medir la presión del sistema.
• Para esto el puente de Wheastone es muy utilizado.

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Transductores Magnéticos

• Existen dos tipos de Transductores Magnéticos
• Transductores de inductancia variable
• Transductores de reluctancia variable

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Transductores de inductancia y reluctancia
variable
Reluctancia Variable Núcleo Magnético en un Campo
Magnético
Inductancia Variable Núcleo Magnético en un Campo
electromagnético
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Transductores Capacitivos

• Se basan en la variación de capacidad que se
  produce en un condensador al desplazarse una de
  sus placas por la aplicación de presión. La placa
  móvil tiene forma de diafragma y se encuentra
  situada entre dos placas fijas.
• Pueden ser de dos tipos
• Capacidad fija
• Capacidad variable

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Galgas Extensométricas

• Se basan en la variación de longitud y de
  diámetro, por lo tanto de resistencia, que tiene
  lugar cuando un hilo de resistencia se encuentra
  sometido a una tensión mecánica por la acción de
  una presión.
• Puente de Wheastone es usado.

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Galgas Extensométricas
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Puente de Wheastone
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Transductores Piezoeléctricos

• Son materiales cristalinos que, al deformarse
  físicamente por la acción de una presión, general
  una señal eléctrica.

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Tipos de Medidores de Presión

• Medidores Neumáticos

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Tipos de Medidores de Presión

• Medidores Electrónicos de Vacío

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Transductores Mecánicos de Fuelle y Diafragma

• 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.

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Medidor McLeod

• 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 mas pequeño y a
  mayor presión mediante una columna de mercurio en
  un tubo capilar.

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Transductores Térmicos

• 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 bi-metálico.

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Transductores Térmicos Transductor térmico de
termopar

• 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.

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Transductores Térmicos Transductor Pirani

• 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.

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Transductor Bimetálicos

• Utiliza una espiral bimetalica 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.

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Transductor de Ionización

• 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,
  varia directamente con la presión.
• Transductor de filamento caliente
• Transductor de catado frío

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Transductor de filamento caliente

• Consiste en un tubo electrónico con un filamento
  de tungsteno por una rejilla en forma de bobina,
  la cual a su vez esta envuelta por una placa
  colectora.
• La emisión de iones es proporcional a la presión
  del gas dentro del tubo.

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Transductor de cátodo frío

• Se basa en le 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

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Investigación

• Investigar estructura, funcionamiento,
  aplicación y ejemplos del medidor de presión que
  le corresponde.
• Debe preparase para exposición.
• Se evaluara dominio de contenido, claridad,
  creatividad.