2. curso basico de instrumentacion (1)

CURSO BASICO DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIALCAPACITADOR: ING. EZEQUIEL PUGA AVALOS

CAPACITADOR EXTERNO STPS # PUAE 690924KF9-0005CED.PROF.:5989577

INSTRUMENTACIONCONCEPTOS BASICOS DE INSTRUMENTACION Y CONTROL

DEFINICIONES PARA EL ANÁLISIS DE INSTRUMENTOS Y SISTEMAS DE MEDICIÓN Y CONTROL.

1.-INTRODUCCION

Como introducción comentaremos, que se requiere conocer las condiciones en que se encuentra operando el proceso, con el cual obtendrá un producto.estas condiciones se conocen como variables. Las variables más comunes usadas en la industria son:

presión nivel. temperatura flujo. acidez o ph. peso. concentraciones de gas.

Estas variables nos indican las características que debemos conocer para poder llevar nuestro proceso a las condiciones necesarias para poder tener como resultado el producto que deseamos.Nos pueden indicar de manera directa lo que esta pasando con nuestro proceso, por ejemplo:Podemos saber con exactitud a que temperatura se esta llevando a cabo la reacción química en un reactor.

Para fines de este curso se estudiaran las cuatro primeras variables más comunes en la industria. presión. temperatura. nivel flujo introducción a válvulas de control.

En instrumentación y control, se emplea un sistema especial de símbolos con el objeto de transmitir de una forma más fácil y específica la información. Esto es indispensable en el diseño, selección, operación y mantenimiento de los sistemas de control.

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UN SISTEMA DE SÍMBOLOS HA SIDO ESTANDARIZADO POR LA ISA (SOCIEDAD DE INSTRUMENTISTAS DE AMÉRICA). LA SIGUIENTE INFORMACIÓN ES DE LA NORMA: ANSI/ISA-S5.1-1984(R 1992).

Las necesidades de varios usuarios para sus procesos, son diferentes. La norma reconoce estas necesidades, proporcionando métodos de simbolismo alternativos. Se mantienen varios ejemplos agregando la información o simplificando el simbolismo, según se desee.

Los símbolos de equipo en el proceso no son parte de esta norma, pero se incluyen para ilustrar aplicaciones de símbolos de la instrumentación.

APLICACIÓN EN LA INDUSTRIA.

La norma es conveniente para el uso en la química, petróleo, generación de poder, aire acondicionado, refinado metales, y otros numerosos procesos industriales.

Ciertos campos, como la astronomía, navegación, y medicina, usan instrumentos muy especializados, diferentes a los instrumentos de procesos industriales convencionales. Se espera que la norma sea flexible, lo bastante para encontrarse muchas de las necesidades de campos especiales.

APLICACIÓN EN ACTIVIDADES DE TRABAJO.

La norma es conveniente para usar siempre cualquier referencia de un instrumento o de una función de sistema de control se requiere para los propósitos de simbolización e identificación. Pueden requerirse tales referencias para los usos siguientes, así como otros:

· Bocetos del plan

· Ejemplos instrucción

· Papeles técnicos, literatura y discusiones

· Diagramas de sistemas de instrumentación, diagramas de vuelta, diagramas lógicos

· Descripciones funcionales

· Diagramas de flujo: Procesos, Mecánicos, Ingeniería, Sistemas, que Conduce por tuberías (el Proceso) e instrumentación

· Dibujos de construcción

· Especificaciones, órdenes de compra, manifiestos, y otras listas


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· Identificación (etiquetando) de instrumentos y funciones de control

· Instalación, operación e instrucciones de mantenimiento, dibujos, y archivos

Las siguientes son algunas definiciones de las más comúnmente usadas en instrumentación.

SENSIBILIDAD: Es el mínimo cambio al que el instrumento censa y puede expresar.ZONA MUERTA: Son aquellas donde la sensibilidad del instrumento es nula lo que hace que no cambie su indicación y señal de salida.ERROR: Es la diferencia entre el valor leído del instrumento y el valor realDe la variable.PRESICION: Grado de reproducibilidad de las mediciones.EXACTITUD: Cuando la lectura se acerca al valor real de la variable.En el valor cero de la variable marca 3 psi, y en el valor al 100% de la variable marca 15psi. Luego la supresión de cero esta entre 0 y 3psi y la elevación de cero esta entre 3 y 4psi. La zona muerta es equivalente 7psi -+1%.HISTERESIS: Algunos instrumentos presentan un fenómeno de descompensación que existe cuando se hace una comparación entre la variación de una misma medida tanto a nivel descendente como ascendente, que en realidad debería de tener el mismo recorrido. Se expresa en porcentaje, por ejemplo si un manómetro de 0-100% la presión real es de 18 psig y la lectura en el indicador marca 18.2 psig al ir del cero al 100% de la variable y cuando se encuentra la variable en 18 al desplazarse del cien al 0% el valor indicado es 17.7 la histéresis se calcularía así:(18.2 – 17.7/100 –0) * 100 =+- 0.5 %FIABILIDAD: Es la probabilidad de que el instrumento permanezca en ciertos limites de error.TRAZABILIDAD: Propiedad del resultado de las mediciones efectuadas con un instrumento o con un patrón, tal que puede relacionarse con patrones preestablecidos, mediante una cadena ininterrumpida de comparaciones con todas las incertidumbres determinadas.RUIDO: señales impuras que afectan a las diferentes señales del sistema de medición.RESOLUCIÓN: Es la de visualización a escala del instrumento.LINEABILIDAD: Es la proporcionalidad directa y libre de errores con equivalencias de alta calibración.ESTABILIDAD: son los instrumentos de altas calidad, que tienen una probabilidad de tener una larga vida útil.TEMPERATURA DE SERVICIO: Son las temperaturas de trabajo del instrumento.REPRODUCTIBILIDAD: Reproducción de una medida cuando la variable se encuentra en un parámetro constante.REPETIBILIDAD: Especifica la habilidad del instrumento para entregar la misma lectura en aplicaciones repetidas del mismo valor de la variable medida. Así, por ejemplo, si a una misma presión de 25 psig., un manómetro de precisión de 1 p.s.i., entrega las lecturas de 25,5; 26; 24,3; y 24 psig. Su operación es repetible; una lectura de 27 psig. indicaría un problema de repetibilidad del instrumento (a menos que conste que fuese un problema de histéresis).


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TERMINOLOGIA MÁS USADA EN INSTRUMENTACION

Antes que todo para introducirnos al mundo de la medición e instrumentación haremos una semi introducción al control ya que por lo general el objetivo de toda buena medición es realizado con el fin de obtener un buen control: VARIABLE: Es cualquier elemento que posee características dinámicas, estáticas, química y físicas bajo ciertas condiciones, que constantemente se pueden medir. VARIABLE CONTROLADA: Es la variable directa a regular, sobre la que constantemente estamos pendientes ya que afecta directamente al sistema del proceso, es decir, es la que dentro del bucle de control es captada por el transmisor para originar una señal de retroalimentación. VARIABLE MANIPULEADA: Es la que se modifica para afectar directamente a la variable controlada, es la herramienta para modificar la variable directa en el proceso. Es la cantidad que se encarga de variar los instrumentos finales de control. ; Es el mensaje del controlador que transmite modificaciones para lograr lo esperado de la variable controlada.PROCESOS: Es un desarrollo que es realizado por un conjunto de elementos cada uno con ciertas funciones que gradual y progresivamente producen un resultado final.SISTEMA: Es una combinación de componentes que actúan conjuntamente y cumplen un objetivo.Sistema en donde las válvulas son utilizadas para manipular el caudal con el fin de controlar el nivel en los tanques. PERTURBACIONES: Señal que afecta la respuesta real del sistema produciendo un error en la medida, ejemplo los campos magnéticos, la inductancia etc. según la sensibilidad individual. CONTROL RETROALIMENTADO: Es el que auto corrige las perturbaciones, eliminando los errores para obtener la salida ideal. Una plancha posee un dispositivo que mantiene la temperatura deseada, es decir, si se sube la temperatura abre el circuito de alimentación de las resistencias y si se baja lo cierra para que calienten. Los servo sistemas son también de este tipo solo que su salida son elementos mecánicos, un brazo de un robot o una válvula auto regulada o piloteada. SISTEMAS DE CONTROL DE PROCESOS: Es un sistema de regulación automática que determina la respuesta de la variable en función de virtudes programadas para el sistema. SISTEMAS DE CONTROL DE BUCLE O LAZO CERRADO: Es el sistema de control retroalimentado, donde la señal pasa por el controlador es comparada y reenviada para establecer el setpoint o parámetro esperado. SISTEMA DE CONTROL DE BUCLE O LAZO ABIERTO: Es el sistema donde la salida no tiene efecto sobre la acción del control, no hay comparación entre el valor medido en la salida respecto ala entrada, es el camino que sigue la señal sin retroalimentación. Por ejemplo las instalaciones de bombillos de navidad que mientras se encienden unas las otras se apagan, todo esto es controlado en función del tiempo sin importar que tanto alumbren los bombillos.


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Entre lo concerniente al bucle cerrado es su virtud de usar una señal de retroalimentación que lo dispone a estar en constante ajuste evitando relativamente la inestabilidad a perturbaciones externas ya que para este sistema es de gran importancia el manejo de las desviaciones mientras que para el abierto no es de tanta incidencia, lo que recomienda que para todo sistema donde se conocen las entradas y no hay perturbaciones se debe usar el lazo abierto.SISTEMAS DE CONTROL ADAPTABLES: Es la capacidad intuitiva de un sistema para decidir parámetros de auto-ajuste debido a los posibles errores aleatorios y sistemáticos que se presenten. SISTEMAS DE CONTROL CON APRENDIZAJE: son sistemas donde el operario hace las veces de controlador y donde día a día se gana experiencia en el manejo de los parámetros modificables del sistema. INSTRUMENTO: Es un dispositivo que se encarga de interpretar señales proporcionales a la magnitud de la variable.

INSTRUMENTOS CIEGOS: No tienen indicación visible, son todos aquellos que generalmente son de manipulación como interruptores, termostatos, presostatos, válvulas, transmisores etc. que solo cumplen con su trabajo sin la necesidad de expresar los cambios graduales de la señal INSTRUMENTOS INDICADORES: Poseen una escala para expresar la equivalencia de los datos al operario, pueden ser manómetros, tensiómetros, entre otros. Pueden ser concéntricos, excéntricos y digitales.INSTRUMENTOS REGISTRADORES: Expresan la señal con trazos continuos a puntos. ELEMENTOS FINALES DE CONTROL: Es el instrumento que recibe las señales del sistema tomadas por el controlador y las ejecuta directamente sobre la variable controlada.ELEMENTO PRIMARIO DE MEDIDA: Es el que esta en contacto directo con la variable y dispuesto a transmitir cualquier transformación de energía en el medio medido.INSTRUMENTOS CIEGOS, MEDIDOR DE FLUJO: Es un elemento censor primario.SENSORES OPTICOS, INSTRUMENTOS INDICADORES REGISTRADORES: Permiten la monitorización.TRANSMISORES: Se encuentran de los dos tipos ciegos e Indicadores.PANEL DE MONITORIZACIÓN Y CONTROL: Instrumentación virtual, donde los Instrumentos son simulados en el PC.Panel donde se encuentran instrumentos indicadores virtuales y controladores.RANGO: Es el campo de medida para cualquier numero de valores que siempre deben estar entre un limite superior e inferior según las especificaciones del instrumento.ALCANCE: Es la diferencia entre los limites superior e inferior del rango, es lo equivalente al área de operación.ELEVACIÓN DE CERO: Es la cantidad con que el valor cero de la variable supera al valor inferior del campo de medida.SUPRESIÓN DE CERO: Es la cantidad de desfase que hay por debajo del valor inferior del rango.

TRANSMISOR: Capta la señal del elemento primario de medida y la transmite a distancia en forma eléctrica, neumática, hidráulica, mecánica y ultrasónica.TRANSDUCTOR: Dispositivo que recibe una o varias señales provenientes de la variable medida y pueden modificarla o no en otra señal.CONVERTIDOR: Es el que se encarga de modificar la señal de entrada y la entrega en una señal de salida estándar.SEÑAL: Salida que emana del instrumento. Información representativa de un valor cuantificado.


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SEÑAL ANÁLOGA: Es una función continua de la variable medida.SEÑAL DIGITAL: Representa la magnitud de las variables medidas en forma de una serie de cantidades discretas codificadas en un sistema de notación.SET POINT: Punto en que una señal se establece bajo ciertos parámetros deseados. Es un punto de consigna para valor de la señal de la variable.NOTA: Todas las señales manejan ciertos estándares para los valores máximos y mínimos:

CORRIENTE VOLTAJE PRESION

4 – 20mA 0 – 20mA

0 – 5 V DC 0 – 10 V DC

3 – 15 psi -

TERMINOLOGIA UTILIZADA EN INTSRUMENTACIÓN.

El simbolismo y métodos de identificación proporcionados en esta norma son aplicables a todas las clases de medida del proceso e instrumentación de control. Ellos no sólo son aplicables a la descripción discreta de instrumentos y sus funciones, pero también para describir las funciones análogas de sistemas que son "despliegue compartido," "control compartido", "control distribuido" y "control por computadora".

DEFINICIONES

Para un mejor entendimiento de la norma, se tienen las siguientes definiciones:

Accesible Este término se aplica a un dispositivo o función que puede ser usado o visto por un operador con el propósito de controlar el desempeño de las acciones de control; como ejemplo: cambios en el set-point, transferencia auto-manual o acciones de encendido y apagado.

Alarma Es un dispositivo o función que detecta la presencia de una condición

anormal por medio de una señal audible o un cambio visible discreto, o puede tratarse de ambas señales al mismo tiempo, las cuales tienen el fin de atraer la atención.

Estación auto-manual Término empleado como sinónimo de estación de control.

Detrás del panel Este término se refiere a la posición de un instrumento, el cual ha sido montado en un panel de control, pero no es normalmente accesible al operador.


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Binario Término aplicado a una señal o dispositivo que tiene solo dos

posiciones o estados discretos. Cuando es usado en su forma más simple, como en “señal binaria” (lo que es opuesto a señal analógica), el término denota un estado de “encendido-apagado” o de “alto-bajo”.

Board Término en inglés el cual se interpreta como sinónimo de panel.

Dispositivo computable o de cómputo

Dispositivo o función que emplea uno o más cálculos u operaciones lógicas, o ambas, y transmite uno o más resultados a las señales de salida.

Configurable Término aplicado a un dispositivo o sistema cuyas características funcionales pueden ser seleccionadas a través de un programa o de otros métodos.

Controlador Dispositivo con una salida que varía para regular una variable de control de una manera específica. Un controlador manual varía su salida automáticamente en respuesta a una entrada directa o indirecta de un proceso variable. Un controlador manual es una estación manual de carga y su salida no depende de una medida de un proceso variable pero puede variarse solamente por medio de un procedimiento manual.

Estación de control Una estación de carga manual que también proporciona un control en el cambio de manual a automático de los modos de control dentro de lazo de control, a ésta también se le conoce como estación auto-manual.

Válvula de control Es un dispositivo, el más comúnmente usado, que actúa manualmente o por sí mismo, que directamente manipula el flujo de uno o más procesos.

Convertidor Es un dispositivo que recibe información en determinada manera de un instrumento y transmite una señal de salida en otra forma.

Un convertidor es también conocido como transductor, de cualquier forma, transductor es un término general, y su uso para conversión de señales no es recomendado.

Digital Término aplicado a una señal o dispositivo que usa dígitos binarios

para representar valores continuos o estados discretos.

Sistemas de control distribuidos

Sistema el cual, mientras es funcionalmente integrado, consiste de subsistemas los cuales pueden ser físicamente separados y colocarse de una forma remota unos de otros.

Elemento final de control Dispositivo que controla directamente los valores de la variable manipulada en un lazo de control. Generalmente el elemento final de control es una válvula de control.


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Función Propósito que debe cumplir un dispositivo de control.

Identificación Secuencia de letras o dígitos, o ambos, usados para señalar un

instrumento en particular o un lazo.

Instrumentación Colección de instrumentos o sus aplicaciones con el fin de observar mediciones, control, o cualquier combinación de estos.

Local Es la localización de un instrumento que no esta ni dentro ni sobre un panel o consola, ni esta montado en un cuarto de control. Los instrumentos locales están comúnmente en el ámbito de un elemento primario o un elemento de control, la palabra “campo” es un sinónimo muy usado con local.

Panel local Que no esta en un panel central, los paneles locales están comúnmente en el ámbito de subsistemas de plantas o subareas. El término instrumento local de panel no puede ser confundido con instrumento local.

Lazo Combinación de uno o más instrumentos o funciones de control que señalan el paso de uno a otro con el propósito de medir y/o controlar las variables de un proceso.

Estación manual de carga Dispositivo o función que tiene un ajuste de salida manual que es usado con un actuador o como más dispositivos. La estación no proporciona un cambio entre un modo de control automático o manual de un lazo de control. La estación puede tener indicadores integrados, luces u otras características. Esto es normalmente conocido como estación manual o cargador manual.

Medida Determinación de la existencia o magnitud de una variable.

Monitor Término general para un instrumento o sistema de instrumentos usados para la medición o conocer la magnitud de una o más variables con el propósito de emplear la información en determinado momento. El término monitor no es muy específico, algunas veces significa analizador, indicador, o alarma.

Luz del monitor Sinónimo de luz piloto.

Panel Estructura que tiene un grupo de instrumentos montados sobre ella. El panel puede consistir de una o varias secciones, cubículos, consolas o escritorios.

Montado en panel Término aplicado a un instrumento que esta montado sobre un panel o consola y es accesible para un operador en uso normal.

Luz piloto Es una luz que indica cual número o condiciones normales de un sistema o dispositivo existe. Una luz piloto es también conocida como una luz monitor o de monitor.

Elemento primario Sinónimo de sensor.

Proceso Es cualquier operación o secuencia de operaciones que involucren


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un cambio de energía, estado, composición, dimensión, u otras propiedades que pueden referirse a un dato.

Variable de proceso Cualquier propiedad variable de un proceso. El término variable de proceso es usado en como un Standard para la aplicación a todas las variables.

Programa Secuencia respetable de acciones que definen el nivel de las salidas como una compostura de las relaciones al establecimiento de las entradas.

Controlador lógico programable

Un controlador, usualmente con entradas y salidas múltiples que contiene un programa alterable, es llamado de esta manera o comúnmente conocida como PLC.

Relay Dispositivo cuya función es pasar información sin alterarla o solo modificarla en determinada forma. Relay es comúnmente usado para referirse a dispositivos de cómputo.

Sensor Parte de un lazo o un instrumento que primero detecta el valor de

una variable de proceso y que asume una correspondencia, predeterminación, y estado inteligible o salida. El sensor puede ser integrado o separado de un elemento funcional o de un lazo. Al sensor también se le conoce como detector o elemento primario.

Set point El set point o punto de referencia puede ser establecido manualmente, automáticamente o programado. Su valor se expresa en las mismas unidades que la variable controlada.

Switch Dispositivo que conecta, desconecta, selecciona, o transfiere uno o más circuitos y no esta diseñado como un controlador, un relay o una válvula de control.

Punto de prueba Proceso de una conexión el cual no esta permanentemente

conectado, su conexión es solamente temporal o intermitente a un instrumento.

Transductor Término general para un dispositivo que recibe información en forma de uno o más cuantificadores físicos, modificadores de información y/o su forma si requiere, y produce una señal de salida resultante. Dependiendo de la aplicación un transductor puede ser un elemento primario, un transmisor un relay, un convertidor u otro dispositivo. Porque el término transductor no es específico, su uso para


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aplicaciones específicas no es recomendado.

Transmisor Dispositivo que detecta la variable de un proceso a través de un sensor y tiene una salida la cual varía su valor solamente como una función predeterminada de la variable del proceso. El sensor puede estar o no integrado al transmisor.

2ESQUEMATICOS Y SIMBOLOGIA ISA

ESQUEMAS Y SIMBOLOGIA BASICA DE LOS DIAGRAMAS DE INSTRUMENTACIÓN:UN ESQUEMA EN BLOQUES:Todo sistema de instrumentación posee el siguiente esquema lógico:EFC: elemento final de control.EPM: Elemento primario de medida.Todo sistema de control posee una instrumentación adecuada que actúa sobre el proceso siguiendo el esquema visto. Para cierto proceso se necesita tener una variable ya sea presión, nivel, caudal con cierto rango de medida, luego el proceso es analizado por un sistema que en principio es el elemento primario de medida que puede ser un transductor o convertidor p/i que convierte una señal de presión en corriente la cual es enviada a un transmisor para llevarla al indicador (en este caso multímetro) y al controlador donde se comparara con el set point que se desea de la variable, es decir que la parte del comparador hace parte del controlador, pero en realidad asumimos que el comparador puede ser un algoritmo o esquema de instrucciones de control que tiene la misión de encontrar el error en la variable para que así el controlador se encargue de enviar la señal al elemento final de control que lo podemos llamar válvula o cualquier elemento actuador.

Algo de simbología:Señales y convertidoreslos transmisores y controladores son de la misma manera que los convertidores, solo varían en la nomenclatura teniendo en cuenta que:P : PRESION.T: TEMPERATURA O TRANSMISOR.L: NIVEL(LEVEL).F: FLUJO.I: INDICADOR O CORRIENTE.C: CONTROLADOR.R: REGISTRADOR.

CON TODO ESTO YA PODEMOS CONSTRUIR UN SISTEMA GRAFICO CON SU INSTRUMENTACIÓN:1. Válvula de paso.2. Indicador de nivel de cristal.CURSO BASICO DE INSTRUMENTACION ING.EZEQUIEL PUGA AVALOS ALTAMIRA TAMAULIPAS MEX.TEL.8332641885 CEL 8331210401 E-MAIL: [email protected]

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3. Tanque.4. motobomba.5. válvula controlada.El proceso consiste en controlar el flujo, es decir, esta será la variable controlada; es un sistema en lazo cerrado por que el controlador esta recibiendo señales de entrada para determinar la salida, estas señales son enviadas por una celda de presión diferencial la cual se encarga de medir la entrada de agua que es la variable manipuleada, este instrumento es precisamente un transmisor de flujo que le entrega la señal a unos convertidores que disponen la señal para que el controlador la asimile y deduzca una acción donde el elemento final de control que es la válvula controlada.

SÍMBOLOS DE LÍNEAS

La sismología de líneas representa la información única y critica de los

diagramas de instrumentación y tuberías. Las líneas indican la forma en que se interconectan los diferentes instrumentos así como las tuberías dentro de un lazo de control.

Las líneas pueden indicar diferentes tipos de señales como son neumáticas, eléctricas, ópticas, señales digitales, ondas de radio etc.

Conexión a proceso, enlace mecánico, o alimentación de instrumentos.

Señal indefinida

ó E.U. Internacional

Señal Eléctrica


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Señal Hidráulica

Señal Neumática

Señal electromagnética o sónica (guiada)

Señal electromagnética o sónica (no guiada)

Señal neumática binaria

ó

Señal eléctrica binaria

Tubo capilar

Enlace de sistema interno (software o enlace de información)

Enlace mecánico

Se sugieren las siguientes abreviaturas para representar el tipo de alimentación (o bien de purga de fluidos):

AS Alimentación de aire.ES Alimentación eléctrica.GS Alimentación de gas.HS Alimentación hidráulica.NS Alimentación de nitrógeno.SS Alimentación de vapor.WS Alimentación de agua.


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SÍMBOLOS DE VÁLVULAS Y ACTUADORES

VÁLVULAS Símbolos para válvulas de control

Globo, compuerasdata u otra Ángulo

Mariposa

Obturador rotativo o

válvula de bola

Tres vías Cuatro vías

Globo

Diafragma

ACTUADORES

SÍMBOLOS PARA ACTUADORES.

Diafragma con muelle

Diafragma con muelle, posicionador y válvula piloto y válvula que

presuriza el diafragma alActuar.

Preferido Opcional

Cilindro sin posicionador u otro piloto


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MOTOR ROTATIVO

Simple acción Doble acción

Preferido para cualquier cilindro

Actuador manual Electrohidráulico

SolenoidePara Válvula de alivio

o de seguridad

ACCIÓN DEL ACTUADOR EN CASO DE FALLO DE AIRE (O DE POTENCIA)

Abre en fallo

Cierra en fallo Abre en fallo a vía A-C

Abre en fallo a vías A-C y D-B

Se bloquea en fallo

Posición

indeterminada en fallo


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TEMPERATURA.

Mediante el contacto de la epidermis con un objeto se perciben sensaciones de frío o de calor. Los conceptos de calor y frío son totalmente relativos y sólo se pueden establecer con la relación a un cuerpo de referencia como, por ejemplo, la mano del hombre. Lo que se percibe con más precisión es la temperatura del objeto o, más exactamente todavía, la diferencia entre la temperatura del mismo y la de la mano que la toca. Ahora bien, aunque la sensación experimentada sea tanto más intensa cuanto más elevada sea la temperatura, se trata sólo una apreciación muy poco exacta que no puede considerarse como medida de temperatura. Para efectuar esta última se utilizan otras propiedades del calor, como la dilatación, cuyos efectos son susceptibles. Temperatura es, entonces, la cantidad de calor que posee un cuerpo.

Con muy pocas excepciones todos los cuerpos aumentan de volumen al calentarse y diminuyen cuando se enfrían. En caso de los sólidos, el volumen suele incrementarse en todas las direcciones se puede observar este fenómeno en una de ellas con experiencia del pirómetro del cuadrante. Éste consta de una barra metálica apoyada en dos soportes, uno de los cuales se fija con un tornillo, mientras que el otro puede deslizarse y empujar una palanca acodada terminada por una aguja que recorre un cuadrante o escala cuadrada. Cuando, mediante un mechero, se calienta fuertemente la barra, está se dilata y el valor del alargamiento, ampliado por la palanca, aparece en el cuadrante.

Otro experimento igualmente característico es el llamado del anillo de Gravesande. Este aparato se compone de un soporte del que cuelga una esfera metálica cuyo diámetro es ligeramente inferior al de un anillo el mismo metal por el cual puede pasar cuando las dos piezas están a l a misma temperatura. Si se calienta la esfera dejando el anillo a la temperatura ordinaria, aquella se dilata y no pasa por el anillo; en cambio puede volver a hacerlo una vez enfriada o en el caso en que se hayan calentando simultáneamente y a la misma temperatura la esfera y el anillo.

La dilatación es, por consiguiente, una primera propiedad térmica de los cuerpos, que permite llegar a la noción de la temperatura. La segunda magnitud fundamental es la cantidad de calor que se supone reciben o ceden los cuerpos al calentarse o al enfriarse, respectivamente.


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La cantidad de calor que hay que proporcionar a un cuerpo para que su temperatura aumente en un número de unidades determinado es tanto mayor cuanto más elevada es la masa de dicho cuerpo y es proporcional a lo que se denomina calor específico de la sustancia de que está constituido. Cuando se calienta un cuerpo en uno de sus puntos, el calor se propaga a los que son próximos y la diferencia de temperatura entre el punto calentado directamente y otro situado a cierta distancia es tanto menor cuando mejor conducto del calor es dicho cuerpo.

Se desprende de lo anterior que el estudio del calor sólo puede hacerse después de haber definido de una exacta los dos términos relativos al propio calor, es decir, la temperatura, que se expresa en grados, y la cantidad de calor, que se expresa en calorías.

ESCALAS

Cinco escalas diferentes de temperatura están en uso en estos días: la Celsius, conocida también como escala centígrada, la Fahrenheit, la Kelvin, la Rankine, y la escala internacional de temperatura termodinámica. La escala centígrada, con un punto de congelación de 0° C y un punto de ebullición de 100°C, se usa ampliamente en todo el mundo, particularmente para el trabajo científico, aunque que se destituida oficialmente en 1950 por la escala internacional de temperatura.

La escala Fahrenheit, usada en países de habla inglesa es usada no solo con propósitos de trabajo científico sino con otros y con base en el termómetro de mercurio, el punto de congelación del agua se define en 32° F y el punto de ebullición en 212° F. En la escala Kelvin, la más usualmente usada en escala termodinámica de temperatura, el cero se define como el cero absoluto de la temperatura, que es, -273.15°C ó -459.67° F. Otra escala que emplea el cero absoluto como su punto más bajo es la escala de Rankine, en la cual cada grado de temperatura es equivalente a un grado de la escala Fahrenheit. El punto de congelación del agua en la escala de Rankine es de 492° R, y el punto de ebullición es de 672° R.

En 1933 científicos de 31 naciones adoptaron una escala de temperatura internacional nueva con puntos adicionales fijos de temperatura, con base en la escala de Kelvin y con principios termodinámicos. La escala internacional es con base en la propiedad eléctrica de resistencia, con cable de platino como la temperatura base entre los -190° y 660° C. Arriba de los 660° C, hasta el punto de derretimiento del oro, 1063° C, se usa para puntos de temperatura mas altos, a partir de este punto las mediciones de temperatura son medidas por el llamado pirometro óptico, que usa la intensidad de luz de una onda emitida por un cuerpo caliente para el propósito.


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PASAJE DE ESCALAS COMUNES

Las dos escalas de temperatura de uso común son la Celsius (llamada anteriormente ‘’centígrada’’) y la Fahrenheit. Estas se encuentran definidas en términos de la escala Kelvin, que es la escala fundamental de temperatura en la ciencia.

La escala Celsius de temperatura usa la unidad ‘’grado Celsius’’ (símbolo 0C), igual a la unidad ‘’Kelvin’’. Por esto, los intervalos de temperatura tienen el mismo valor numérico en las escalas Celsius y Kelvin. La definición original de la escala Celsius se ha sustituido por otra que es más conveniente. Sí hacemos que Tc represente la escala de temperatura, entonces:

Tc = T - 273.150

…relaciona la temperatura Celsius Tc (0C) y la temperatura Kelvin T(K). Vemos que el punto triple del agua (=273.16K por definición), corresponde a 0.010º C. La escala Celsius se definió de tal manera que la temperatura a la que el hielo y el aire saturado con agua se encuentran en equilibrio a la presión atmosférica, el llamado punto de hielo es 0.00 º C y la temperatura a la


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que el vapor y el agua liquida, están en equilibrio a 1 atm. de presión, punto del vapor, es de 100.00 º C.

La escala Fahrenheit, todavía se usa en algunos países que emplean el idioma ingles aunque usualmente no se usa en el trabajo científico. Se define que la relación entre las escalas Fahrenheit y Celsius es:

De esta relación podemos concluir que el punto del hielo (0.00 º C) es igual a 32.0 º F, y que el punto del vapor (100.0 º C) es igual a 212.0 0F, y que un grado Fahrenheit es exactamente igual 5/9 del tamaño de un grado Celsius.

MEDIDAS DE TEMPERATURA

Los elementos de medida de temperatura más adaptados al control automático de procesos son:

Termopares (o pares termoeléctricos) Termómetros de resistencia Sistemas de bulbo y bourdon Termómetros de dilatación Pirómetros de radiación Termistores .


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TERMOPARES

Conjunto compuesto por dos metales de distinta naturaleza, unidos entre sí por uno de sus extremos, que al ser calentado genera una fuerza electromotriz (f.e.m.) al cerrar el bucle por el otro extremo (zona fría) de manera proporcional, pero no lineal, a la temperatura. Se describen los tipos más fundamentaleslos termopares son seleccionados para la mayoría de las medidas industriales. Tienen sencilla construcción, si están bien calibrados son precisos. Se basan en el descubrimiento siguiente hecho por Jean Peltier en 1821: "Cuando hilos de metales diferentes están en contacto por los extremos, se genera una f.e.m. (y aparece una corriente eléctrica en el circuito) cuando los dos contactos están a diferentes temperaturas" . Los pares de metales más utilizados en la constitución de termopares industriales son:

TABLA DE TERMOPARES MAS COMUNES

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Las temperaturas indicadas son las máximas en las que se pueden utilizar, siempre en función del diámetro del hilo y de la protección adecuada en las atmósferas en que se

utilizan.


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TIPO PARES DE CONSTRUCCION RANGOS DE TEMPERATURA

T COBRE-CONSTANTAN - 200............+ 350º CJ HIERRO -CONSTANTAN - 200............+ 500º CK NÍQUEL CROMO - NÍQUEL - 200............+ 1,150º CR PLATINO-PLATINO Rh 13% 0............+ 1,700º CS PLATINO-PLATINO Rh 10% 0............+ 1,600º CE CROMEL - CONSTANTAN - 200 ...........+ 900º CB PLATINO RODIO 6 % - PLATINO Rh. 30 % + 800............+ 1,700º C

TERMOPARES ESPECIALESC 0--------------2300º CG 0--------------2300º CD 0--------------2300º CU -200---------400º CL 200-----------760º CN 0--------------1300º CE -270------------1000º C



Para muy altas temperaturas se fabrican termopares de metales refractarios como son:o Tungsteno – Tungsteno renio o Grafito – Silicio o Iridio – Iridio renio o Tungsteno – Iridio o Molibdeno – Molibdeno renio

El termopar se selecciona en función de la gama de temperaturas, de los efectos corrosivos del medio ambiente y, de la precisión deseada.La localización de un termopar en el proceso se debe considerar cuidadosamente. En realidad, además de los cambios térmicos por conducción en relación con el fluido, entran en juego intercambios de energía por radiación con las superficies calientes o frías de la instalación (tuberías, aletas, paredes, etc.)

TERMÓMETROS DE RESISTENCIA (O TERMO-RESISTENCIAS)

Se usan para alcanzar mayor precisión que con termopares, o para medidas de pequeñas desviaciones de temperatura (del orden de 0.02°C). Cuando se miden temperaturas próximas a la temperatura ambiente son imprescindibles las resistencias. El error máximo de los termómetros industriales de resistencia es cercano a 0.5%. Este método aprovecha el cambio de la resistencia de los conductores eléctricos con la temperatura. Las sustancias que utiliza son hilos metálicos de platino (son los más usados por la precisión y resistencia a la corrosión), cobre o níquel, plata, etc.,El hilo metálico de resistencia termométrica se enrolla en soportes aislantes generalmente de cerámica. Exteriormente las resistencias están protegidas por fundas termométricas de diversas sustancias (metal, cerámica, vidrio, etc.).

TERMORRESISTENCIAS (RTD) El principio de funcionamiento está basado en la variación del valor óhmico, de forma proporcional y muy lineal, en función de la temperatura. DIVISIÓN: PTC Y NTC PTC: Al aumentar la temperatura, aumenta la resistencia.

NTC: Al aumentar la temperatura, disminuye la resistencia.


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http://www.monografias.com/trabajos/enuclear/enuclear.shtml

http://www.monografias.com/trabajos15/metodos-creativos/metodos-creativos.shtml

http://www.monografias.com/trabajos15/medio-ambiente-venezuela/medio-ambiente-venezuela.shtml



CARACTERÍSTICAS Por la naturaleza del material del que son construidas, cabe destacar la termorresistencia de platino (Pt), elemento que permite que sean altamente precisas, estables y de elevada repetibilidad. El rango de precisión alcanza desde ± 0,35ºC (1 DIN) hasta ± 0,03ºC (1/10 DIN), referencia a 0ºC.

El modelo más comúnmente utilizado es la Pt100, referencia 100 W a 0ºC. Otros tipos pueden ser Pt500, Pt1000, y también las hay de níquel: Ni100, Ni200, etc.

Un factor importante a tener en cuenta es que la precisión de los sensores varía según el rango medido. Así, podemos encontrar un sensor que cumpla el rango que deseamos medir, pero en alguna zona del rango no sea suficiente preciso, por ello debemos mirar la precisiones en todos los rangos.


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TOLERANCIAS DE LA Pt100

Normalmente las PTC estándar mantienen una tolerancia de 0,5 a 1ºC.

Normalmente las NTC estándar mantienen una tolerancia de 0,3 a 0,4ºC.


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PRESION

Introducción El control de la presión en los procesos industriales da condiciones de operación seguras. Cualquier recipiente o tubería posee cierta presión máxima de operación y de seguridad variando este, de acuerdo con el material y la construcción. Las presiones excesivas no solo pueden provocar la destrucción del equipo, si no también puede provocar la destrucción del equipo adyacente y ponen al personal en situaciones peligrosas, particularmente cuando están implícitas, fluidos inflamables o corrosivos. Para tales aplicaciones, las lecturas absolutas de gran precisión con frecuencia son tan importantes como lo es la seguridad extrema. Por otro lado, la presión puede llegar a tener efectos directos o indirectos en el valor de las variables del proceso (como la composición de una mezcla en el proceso de destilación). En tales casos, su valor absoluto medio o controlado con precisión de gran importancia ya que afectaría la pureza de los productos poniéndolos fuera de especificación. La presión puede definirse como una fuerza por unidad de área o superficie, en donde para la mayoría de los casos se mide directamente por su equilibrio directamente con otra fuerza, conocidas que puede ser la de una columna liquida un resorte, un embolo cargado con un peso o un diafragma cargado con un resorte o cualquier otro elemento que puede sufrir una deformación cualitativa cuando se le aplica la presión.Tenemos que:

La relación de los diferentes tipos de presión se expresa en la figura siguiente:


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PRESIÓN ABSOLUTA

Es la presión de un fluido medido con referencia al vacío perfecto o cero absoluto. La presión absoluta es cero únicamente cuando no existe choque entre las moléculas lo que indica que la proporción de moléculas en estado gaseoso o la velocidad molecular es muy pequeña. Ester termino se creo debido a que la presión atmosférica varia con la altitud y muchas veces los diseños se hacen en otros países a diferentes altitudes sobre el nivel del mar por lo que un termino absoluto unifica criterios.

PRESIÓN ATMOSFÉRICA

El hecho de estar rodeados por una masa gaseosa (aire), y al tener este aire un peso actuando sobre la tierra, quiere decir que estamos sometidos a una presión (atmosférica), la presión ejercida por la atmósfera de la tierra, tal como se mide normalmente por medio del barómetro (presión barométrica). Al nivel del mar o a las alturas próximas a este, el valor de la presión es cercano a 14.7 lb/plg2 (101,35Kpa), ,disminuyendo estos valores con la altitud.

PRESIÓN MANOMÉTRICA

Son normalmente las presiones superiores a la atmosférica, que se mide por medio de un elemento que se define la diferencia entre la presión que es desconocida y la presión atmosférica que existe, si el valor absoluto de la presión es constante y la presión atmosférica aumenta, la presión manométrica disminuye; esta diferencia generalmente es pequeña mientras que en las mediciones de presiones superiores, dicha diferencia es insignificante, es evidente que el valor absoluto de la presión puede abstenerse adicionando el valor real de la presión atmosférica a la lectura del manómetro.CURSO BASICO DE INSTRUMENTACION ING.EZEQUIEL PUGA AVALOS ALTAMIRA TAMAULIPAS MEX.TEL.8332641885 CEL 8331210401 E-MAIL: [email protected]

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La presión puede obtenerse adicionando el valor real de la presión atmosférica a la lectura del manómetro.

Presión Absoluta = Presión Manométrica + Presión Atmosférica.

VACÍO

Se refiere a presiones manométricas menores que la atmosférica, que normalmente se miden, mediante los mismos tipos de elementos con que se miden las presiones superiores a la atmosférica, es decir, por diferencia entre el valor desconocido y la presión atmosférica existente. Los valores que corresponden al vacío aumentan al acercarse al cero absoluto y por lo general se expresa a modo de centímetros de mercurio (cmHg), metros de agua, etc.

De la misma manera que para las presiones manométricas, las variaciones de la presión atmosférica tienen solo un efecto pequeño en las lecturas del indicador de vacío. Sin embargo, las variaciones pueden llegar a ser de importancia, que todo el intervalo hasta llegar al cero absoluto solo comprende 760 mmHg. Medida de la presión.

Manómetro Para medir la presión empleamos un dispositivo denominado manómetro. Como A y B están a la misma altura la presión en A y en B debe ser la misma. Por una rama la presión en B es debida al gas encerrado en el recipiente. Por la otra rama la presión en A es debida a la presión atmosférica más la presión debida a la diferencia de alturas del líquido manométrico. p=p0+ gh


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EXPERIENCIA DE TORRICELLI

Para medir la presión atmosférica, Torricelli empleó un tubo largo cerrado por uno de sus extremos, lo llenó de mercurio y le dio la vuelta sobre una vasija de mercurio. El mercurio descendió hasta una altura h = 0.76 m al nivel del mar. Dado que el extremo cerrado del tubo se encuentra casi al vacío p = 0, y sabiendo la densidad del mercurio es 13.55 g /cm3 ó 13550 kg/m3

podemos determinar el valor de la presión atmosférica.


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Tipos de Medidores de Presión Los instrumentos para medición de presión pueden ser indicadores, registradores, transmisores y controladores, y pueden clasificarse de acuerdo a lo siguiente:


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TIPO DE MANÓMETRO RANGO DE OPERACIÓNM. DE IONIZACIÓN 0.0001 A 1 X 10-3 MMHG ABS

M. DE TERMOPAR 1 X 10-3 A 0.05 MMHG

M. DE RESISTENCIA 1 X 10-3 A 1 MMHG

M. MC. CLAU 1 X 10-4 A 10 MMHG

M. DE CAMPANA INVERTIDA 0 A 7.6 MMH2O

M. DE FUELLE ABIERTO 13 A 230 CMH2O

M. DE CÁPSULA 2.5 A 250 MMH2O

M. DE CAMPANA DE MERCURIO (LEDOUX) 0 A 5 MTS H2O

M. "U" 0 A 2 KG/CM2

M. DE FUELLE CERRADO 0 A 3 KG/CM2

M. DE ESPIRAL 0 A 300 KG/CM2

M. DE BOURDON TIPO "C" 0 A 1,500 KG/CM2

M. MEDIDOR DE ESFUERZOS (STREN GEIGS)

7 A 3,500 KG/CM2

M. HELICOIDAL 0 A 10,000 KG/CM2


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MEDIDAS DE PRESION

UNIDADES Y CLASES 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). En él Sistema Internacional (S.I.) esta normalizada en pascal de acuerdo con las Conferencias Generales de Pesas y Medidas que tuvieron lugar en Paris en octubre de 1967 y 1971, y según la Recomendación Internacional número 17, ratificada en la III Conferencia General de la Organización Internacional de metrología Legal. El pascal es 1 newton por metro cuadrado (1 N/m²), siendo el newton la fuerza que aplicada a un cuerpo.


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Tabla 1 de unidades de presión de masa 1 kg, le comunica una aceleración de 1 m/s² . Como el pascal es una unidad muy pequeña, se emplean también el kilopascal (1 kPa = 10 ² bar), el

megapascal (1 MPa = 10 bar) y el gigapascal (1 GPa = 10 000 bar). En la industria se utiliza también el bar (1 bar = 105 Pa = 1,02 kg/cm. cuadrado) y el kg/CM2, Si bien esta última unidad, a

pesar de su uso todavía muy extendido, se emplea cada vez con menos frecuencia. En la tabla 1. figuran las equivalencias entre estas unidades. La presión puede medirse en valores absolutos o diferenciales. En la figura 1.1 se indican las clases de presión que los instrumentos miden comúnmente miden en las industrias.

Figura 1.1 Clases de Presion

La presion absoluta mide con relación al cero absoluto de presión (puntos A y A' de la figura 1.1). La presión atmosférica es la presión ejercida por la atmosfera terrestre medida mediante un barometro. A nivel del mar, esta presión es proxima a 760 mm (29,9 pulgadas) de mercurio


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absolutas o 14,7 psia (libras por pulgada cuadrada absolutas) y estos valores definen la presión ejercida por la atmosfera estandar.

LA PRESIÓN RELATIVA es la determinada por un elemento que mide la diferencia entre la presión absoluta y la atmosferica del lugar donde se efectúa la medición (punto B de la figura). Hay que señalar que al aumentar o disminuir la presiónatmosférica, disminuye o aumenta respectivamente la presión leída (puntos(B yB'), si bien ello es despreciable al medir presiones elevadas.

LA PRESIÓN DIFERENCIAL es la diferencia entre dos presiones, puntos C y C'. El 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(puntos D, D' y D"). Viene expresado en mm columna de mercurio, mm columna de agua o pulgadas de columna de agua. Las variaciones de la presión atmosférica influyen considerablemente en las lecturas del vacío. El campo de aplicación de los medidores de presión es amplio y abarca desde valores muy bajos (vacío) hasta presiones de miles de bar. En anexo 1 pueden verse los tipos de instrumentos y su campo de aplicación. Los instrumentos de presión se clasifican en tres grupos: mecánicos, neumáticos, electromecánicos y electrónicos.

ELEMENTOS MECÁNICOS PARA LA MEDICION DE PRESION

Se dividen en: Elementos primarios de medida directa que miden la presión comparándola con la ejercida por un liquido de densidad y altura conocidas (barómetro de cubeta, manómetro de tubo en U, manómetro de tubo inclinado, manómetro de toro pendular, manómetro de campana), y . Elementos primarios elásticos que se deforman por la presión interna del fluido que contienen. Los elementos primarios elásticos mas empleados son: el tubo Bourdon, el elemento en espiral, el helicoidal, el diafragma y el fuelle.

El tubo Bourdon es un tubo de sección elìstica que forma un anillo casi completo, cerrado por un extremo. AI aumentar la presión en el interior del tubo, éste tiende a enderezarse y el movimiento es transmitido a la aguja indicadora, por un sector dentado y un piñón. La Iey de deformación del tubo Bourdon es bastante compleja y ha sido determinada empíricamente a través de numerosas observaciones y ensayos en varios tubos. El material empleado normalmente en el tubo Bourdon es de acero inoxidable, aleación de cobre o aleaciones especiales como hastelloy y monel.

El elemento en 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 hè1ice. Estos elementos proporcionan un desplazamiento grande del extremo libre y por ello, son ideales para los registradores.

El diafragma consiste en una o varias capsulas circulares conectadas rigidamente entre si por 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. El sistema se proyecta de tal modo que, al aplicar presión, el movimiento se aproxima a una relacion lineal en un intervalo de medida


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lo mas amplio posible con un minimo de histèresis y de desviación permanente en el cero del instrumento. El material del diafragma es normalmente aleacion de niquel o inconel x. Se utiliza para pequeñas presiones.

El fuelle es parecido al diafragma compuesto, pero de una sola pieza flexible axialmente, y puede dilatarse o contraerse con un desplazamiento considerable. Hay que señalar que los elementos de fuelle se caracterizan por su larga duración, demostrada en ensayos en los que han soportado sin deformación alguna millones de ciclos de flexión. El material empleado para el fuelle es usualmente bronce fosforoso y el muelle es tratado térmicamente para mantener fija su constante de fuerza por unidad de compresiòn. Se emplean para pequeñas presiones.

Los medidores de presión absoluta consisten en un conjunto de fuelle y muelle opuesto a un fuelle sellado al vacio absoluto. El movimiento resultante de la unión de los dos fuelles equivale a la presión absoluta del fluido. El material empleado para los fuelles es latón o acero inoxidable. Se utilizan para la medida exacta y el control preciso de bajas presiones, a las que puedan afectar las variaciones en la presión atmosférica. Por ejemplo, en el caso de emplear un vacuometro para el mantenimiento de una presión absoluta de 50 mm de mercurio en una columna de destilación, el punto de consigna seria de 710 mm, con una presión atmosférica de 760 mm. Si la presión atmosférica cambiase a 775 mm cl vacuometro indicaría: 710 + 15 = 725 mm con lo cual la presión absoluta en la columna sería controlada a 50 + 15 = 65 mm, es decir, a un 30 % más de la deseada. En la medida de presiones de fluidos corrosivos pueden emplearse elementos primarios elásticos con materiales especiales en contacto directo con el fluido. Sin embargo, en la mayoría de los casos es más económico utilizar un fluido de sello cuando él fluido es altamente viscoso y obtura el elemento (tubo Bourdon, por ejemplo), o bien, cuando la temperatura del proceso es demasiado alta. Tal ocurre en la medición de presión del vapor de agua en que el agua condensada aísla el tubo Bourdon de la alta temperatura del vapor figura 1.2 a. Se emplean asimismo sellos volumétricos de diafragma y de fuelle figura b y c que contienen un liquido incompresible para la transmisión de la presión.


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Figura 1.2 Tipos de Sellos

En la tabla 2 pueden verse las características de los elementos mecánicos descritos.

Tabla 2 elementos mecanicos


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ELEMENTOS NEUMÁTICOS PARA MEDIR PRESION Como elementos neumáticos consideramos los instrumentos transmisores neumaticosCURSO BASICO DE INSTRUMENTACION ING.EZEQUIEL PUGA AVALOS ALTAMIRA TAMAULIPAS MEX.TEL.8332641885 CEL 8331210401 E-MAIL: [email protected]

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TRANSMISORES NEUMÁTICOS Los transmisores neumáticos se basan en el sistema tobera-obturador que convierte el movimiento del elemento de medición en una señal neumática.

El sistema tobera-obturador consiste en un tubo neumático aumentado a una presión constante P,,, con una reducción en su salida en forma de tobera, la cual puede ser obstruida por una lámina llamada obturador cuya posición depende del elemento de medida. En la figura 2.1 se presenta el conjunto.

Figura 2.1 Sistema tobera-obturadorEl aire de alimentación de presión normalizada 1,4 bar (20 psi) pasa por la restricción R y llena

el volumen cerrado V escapándose a la atmósfera por la tobera R,. Ésta tiene un diámetro muy pequeño, de unos 0,25-0,5 mm, mientras que la restricción R tiene un diámetro alrededor de 0,1 mm. Con el obturador abierto la presión posterior remanente es de unos 0,03 bar, lo cual indica que la relación de presiones diferenciales a través de la restricción R es de 1,4/0,03 = -= 50 veces. El consumo de aire del conjunto tobera-obturador es relativamente pequeño, del orden de 3 NI/min.

El escape de aire a través de la tobera depende de la posición del obturador, es decir, del valor de x. Debido a este escape, el volumen V se encontrará a una presión P, intermedia entre P, y la presión atmosférica. En efecto: para x = 0 el obturador tapa casi totalmente a la tobera, con lo cual no hay escape de aire a la atmósfera y P, llega a ser casi igual a la presión P, del aire de alimentación: para x relativamente grande el obturador está bastante separado de la tobera y no limita el escape a la atmósfera siendo la presión P, próxima a la atmosférica.

En la figura 2.2 se representa una tobera ejerce una fuerza sobre el obturador F P, X S que tiende a desplazarlo. Esta curva de respuesta típica de un sistema tobera-obturador, pudiendo verse que la misma no es lineal.


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El aire que se escapa de la fuerza debe hacerse despreciable con relación a la fuerza del elemento de medida que posiciona el obturador.

Con este objeto, en el amplificador de dos etapas se utiliza sólo una parte reducida de la curva, y se disminuye además la sección de la tobera a diámetros muy pequeños de 0,1 a 0,2 mm (no se consideran diámetros más pequeños para evitar que la tobera se tape por suciedad del aire). De este modo, la parte reducida de la curva puede aproximarse a una línea recta con lo cual se consigue una relación prácticamente lineal entre el valor de la variable y la señal transmitida.

Figura 2.2 Curva de respuesta de un sistema tobera-obturador

Como la restricción fija R es 3 a 4 veces menor que la tobera R,; sólo pasa por la misma un pequeño caudal de aire, por lo cual, el volumen V debe ser tan reducido como sea posible para obtener un tiempo de respuesta del sistema inferior al segundo.


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La válvula piloto (amplificador neumático) empleada en el amplificador de dos etapas figura 2.3 cumple las siguientes funciones:1. Aumento del caudal de aire suministrado, o del caudal de escape para conseguir tiempos de

respuesta inferiores al segundo.2. Amplificación de presión (ganancia) que suele ser de 4 a 5, en general, para obtener así la

señal neumática estándar 3-15 psi (0,2-1 bar).

Figura 2.3 Bloque amplificador de dos etapas

En la válvula piloto con realimentación, sin escape continuo (fig. 2.4 a), la presión posterior P, de la tobera actúa sobre la membrana de superficie S, mientras que la presión de salida Po lo hace sobre la membrana S2. El conjunto móvil de las dos membranas tiende al equilibrio y cuando éste se establece se verifica la siguiente ecuación:

Pl - SI = PO ' S2

La relación

K. = P0 = S1 P1 S2

es el factor de amplificación o de ganancia de la válvula piloto.


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En la posición de equilibrio y ante un aumento de la presión posterior P1 de la tobera, el aire de alimentación entra en la válvula aumentando el valor de Po. Por el contrario, si P1 disminuye, el aire contenido en el receptor escapa a través del orificio de escape, con lo cual Po baja. Entre estas dos reacciones del sistema existe una zona muerta debida a la histéresis mecánica de las partes moviles que esta representada en la curvas caracteristicas de presion y caudal de la válvula en las figuras 2.4 c y d.


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Figura 2.4 (a,b,c)

El sistema descrito compuesto por el conjunto tobera-obturador y la válvula piloto presenta todavía las siguientes desventajas:- Las variaciones en la presión del aire de alimentación influyen en la señal de salida.-Las vibraciones que pueden existir en el proceso influyen en el juego mecánico entre el obturador y el elemento de medida y dan lugar a pulsaciones en la señal de salida, ya que el factor de amplificación del sistema tobera-obturador es muy grande. Estos inconvenientes se evitan disminuyendo la ganancia del conjunto por realimentación negativa de la señal posterior de la tobera P, sobre el obturador. Se utilizan así tres sistemas de transmisión, el transmisor de equilibrio de movimientos, el de equilibrio de fuerzas y el de equilibrio de momentos.

Transmisor de equilibrio de movimientos El transmisor de equilibrio de movimientos (fig. 2.5) compara el movimiento del elemento de medición asociado al obturador con un fuelle de realimentación de la presión posterior de la tobera. El conjunto se estabiliza según la diferencia de movimientos alcanzando siempre una posición de equilibrio tal que existe una correspondencia lineal entre la variable y la señal de salida. Hay que señalar que en este tipo de transmisores, las palancas deben ser livianas, pero bastante fuertes para que no se doblen.

Fig. 2.5 Transmisor de equilibrio de movimientos.

Estos instrumentos se utilizan, en particular, en la transmisión de presión y temperatura donde los elementos de medida tales como tubos Bourdon, manómetros de fuelle, elementos de temperatura de bulbo y capilar son capaces de generar un movimiento amplio, sea directamente o bien a través de palancas con la suficiente fuerza para eliminar el error de histéresis que pudiera producirse. Si la fuerza disponible es pequeña, aparte de la histéresis, el tiempo necesario para el movimiento es


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grande y el transmisor es lento en responder a los cambios de la variable. En este caso, se acude a los transmisores de equilibrio de fuerzas en los que básicamente el elemento primario de medida genera una fuerza que se equilibra con otra igual y opuesta producida por el transmisor.

Transmisor de equilibrio de fuerzas En la figura 2.6 puede verse que el elemento de medición ejerce una fuerza en el punto A sobre la palanca AC que tiene su punto de apoyo en D. Cuando aumenta la fuerza ejercida por el elemento de medición, la palanca AC se desequilibra, tapa la tobera, la presión aumenta y el diafragma ejerce una fuerza hacia arriba alcanzándose un nuevo equilibrio. Hay que señalar, como se ha dicho, que en este transmisor los movimientos son inapreciables.

Fig. 2.6. Transmisor de equilibrio de fuerzas.

Como elementos neumáticos consideramos los instrumentos transmisores neumaticos cuyo elemento de medida es la presion adecuado al campo de medida correspondiente. El tipo de transmisor queda establecido por el campo de medida del elemento segun el anexo 1. Por ejemplo, un transmisor de 0-20 kg/cm2 utilizará un transmisor de equilibrio de fuerzas de tubo Bourdon mientras que uno de 3-15 psi será de equilibrio de movimientos con elemento de fuelle.

Elementos Electromecánicos Electronicos 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, helice, diafragma, fuelle o una combinación de los mismos que, a traves de un sistema de palancas convierte la presión en una fuerza o en un desplazamiento mecánico. Los elementos electromecánicos de presión se clasifican segun el principio de funcionamiento en los siguientes tipos:Transmisores electrónicos de equilibrio de fuerzas:Resistivos.MagnéticosCapacitivos.Extensométricos.Piezoeléctricos.Transmisores electrónicos de equilibrio de fuerzas En el anexo 2 está representado un transmisor de este tipo . En este instrumento el elemento mecánico de medición (tubo Bourdon, espiral, fuelle ... ) ejerce una fuerza sobre una barra rigida del transmisor.Para cada valor de la presión, la barra adopta una posición determinada excitándose un transductor de desplazamiento tal como un detector de inductancia, un transformador diferencial o bien un detector fotoeléctrico. Un circuito oscilador asociado con cualquiera de estos detectores alimenta una unidad magnética y la fuerza generada reposiciona la barra de equilibrio de fuerzas. CURSO BASICO DE INSTRUMENTACION ING.EZEQUIEL PUGA AVALOS ALTAMIRA TAMAULIPAS MEX.TEL.8332641885 CEL 8331210401 E-MAIL: [email protected]

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Se completa asi un circuito de realimentación variando la corriente de salida en forma proporcional al intervalo de presiones del proceso. En el transmisor de equilibrio de fuerzas con detector fotoeléctrico (anexo 2 c), la barra rígida tiene en su extremo una ventanilla ranurada que interrumpe total o parcialmente un rayo de luz que incide en una cé1ula fotoeléctrica de dos elementos. Esta cé1ula forma parte de un circuito de puente de Wheatstone autoequilibrado y, por lo tanto, cualquier variación de presión que cambie la barra de posición, moverá la ventana ranurada y desequilibrará el puente. La señal diferencial que se produce en los dos elementos de la ce1ula es amplificada y excita un servomotor. Éste, al girar, atornilla una varilla roscada la cual comprime un resorte de realimentación que a su vez aprieta la barra de equilibrio de fuerza con una fuerza tal que compensa la fuerza desarrollada por el elemento de presión.De este modo, el sistema se estabiliza en una nueva posición de equilibrio.Este transmisor dispone de un contador óptico-mecánico acoplado al servomotor que señala los valores de presión en una pantalla exterior.

Los transductores electrónicos de equilibrio de fuerzas se caracterizan por tener un movimiento muy pequeño de la barra de equilibrio, poseen realimentación, una elasticidad muy buena y un nivel alto en la señal de salida. Por su constitución mecánica presentan un ajuste del cero y del alcance (span) complicado y un alta sensibilidad a vibraciones y su estabilidad en el tiempo es de media a pobre.

Su intervalo de medida corresponde al del elemento mecánico que utilizan (tubo Bourdon, espiral, fuelle, diafragma ... ) y su precisión es del orden de 0,5 - 1 %

Transductores resistivos

Constituyen, sin duda, uno de los transmisores eléctricos más sencillos. Consisten en un elemento elástico (tubo Bourdon o capsula) que varia la resistencia ohmica de un potenciómetro en función de la presión. El potenciómetro puede adoptar la forma de un solo hilo continuo o bien estar arrollado a una bobina siguiendo un valor lineal o no de resistencia. Existen varios tipos de potenciómetro segun sea el elemento de resistencia: potenciómetros de grafito, de resistencia bobinada, de pelicula metálica y de plastico moldeado. En la figura 3.1 puede verse un transductor resistivo representativo que consta de un muelle de referencia, el elemento de presión y un potenciómetro de precisión. El muelle de referencia es el corazón del transductor ya que su desviación al comprimirse debe ser unicamente una función de la presión y además debe ser independiente de la temperatura, de la aceleración y de otros factores ambientes externos.

Figura 3.1 Transductor resistivo


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El movimiento del elemento de presión se transmite a un brazo movil aislado que se apoya sobre el potenciómetro de precisión. Este esta conectado a un circuito de puente de Wheatstone. Los transductores resistivos son simples y su señal de salida es bastante potente como para proporcionar una corriente de salida suficiente para el funcionamiento de los instrumentos de indicación sin necesidad de amplificación. Sin embargo, son insensibles a pequeños movimientos del contacto del cursor, muy sensibles a vibraciones y presentan una estabilidad pobre en el tiempo.El intervalo de medida de estos transmisores corresponde al elemento de,presión que utilizan (tubo Bourdon, fuelle ... ) y varía en general de 0-0,1 a 0-300 kg/cm². La precisión es del orden de 1-2 %

Transductores magnéticos Se clasifican en dos grupos según el principio de funcionamiento. a) Transductores de inductancia variable figura 3.2 en los que el desplazamiento de un nucleo movil dentro de una bobina aumenta la inductancia de esta en forma casi proporcional a la porción metálica del nucleo contenida dentro de la bobina.

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MEDICIONES 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.

Métodos de medición.

Como se menciono anteriormente el nivel es la variable que puede ser medida mas fácilmente, pero existen otros factores, tales como viscosidad del fluido, tipo de medición deseada, presión, si el recipiente esta o no presurizado, que traen como consecuencias que existan varios métodos y tipos de instrumentos medidores del nivel. El medidor de nivel seleccionado dependerá de nuestras necesidades o condiciones de operación.Los métodos utilizados para la medición del nivel de líquidos, básicamente pueden ser clasificados en: Métodos de medición directa y método de medición indirecta.

Métodos de medición indirecta:

Método por medidores actuados por desplazadores.

Estos tipos de instrumentos se utilizan generalmente para llevar la medición a sitios remotos o para el control de nivel, aunque también pueden utilizarse como un indicador directo. Están compuestos principalmente por un desplazador, una palanca y un tubo de torsión.


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La figura (a) muestra los componentes básicos de uno de estos medidores. Como podemos observar, el objetivo principal de estos componentes, es convertir el movimiento vertical del desplazador en un movimiento circular del tubo de torsión.

Figura (a) Transmisor de fuerza boyante

El principio de funcionamiento se basa en el principio de Arquímedes y puede resumirse de la siguiente manera: el peso del desplazador ejerce una fuerza sobre el tubo de torsión, pero al subir el nivel, el desplazador desplaza más líquido y este ejercerá una fuerza o empuje sobre el desplazador, el cual se vuelve más liviano. Esto trae como consecuencia que el tubo de torsión gire debido a la disminución de la torsión, que el desplazador ejerce sobre el. Este giro es aprovechado acoplándose una aguja, la cual indicara el nivel directamente.


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Método de medidores actuados por presión hidrostática.Al estudiar el objetivo referente a presión, deducimos un formula por la cual se estableció que la presión en cualquier punto debajo de la superficie del liquido, depende solamente de la profundidad a la cual se encuentre el punto en cuestión y el peso especifico del liquido, es decir, que Como se recordara, esta presión es conocida como presión hidrostática.Existen varios tipos de medidores de nivel que trabajan y operan bajo este principio, de los cuales los más comunes son:Sistema básico o Manómetro.Entre los medidores de nivel actuados por presión hidrostática, el sistema básico o manómetro es el más sencillo. Consta solamente de un manómetro y en el caso de que el líquido cuyo nivel se desea medir, sea corrosivo o viscoso, es necesario, además del manómetro, un equipo de sello con la finalidad de aislar el instrumento de dicho fluido.El manómetro puede ser uno convencional, con la diferencia de que la escala en lugar de ser graduada en unidades de presión, es graduada en unidades de nivel.

Medidor de nivel mediante Presión Hidrostática

Método de diafragma-cajaCURSO BASICO DE INSTRUMENTACION ING.EZEQUIEL PUGA AVALOS ALTAMIRA TAMAULIPAS MEX.TEL.8332641885 CEL 8331210401 E-MAIL: [email protected]

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http://www.monografias.com/trabajos6/dige/dige.shtml#evo



La figura 2-1 muestra una caja de diafragma Foxboro. Esta caja se sumerge en el líquido que se va a medir, y un capilar lleno de aire se extiende desde ella hasta el instrumento. La deflexión del diafragma, que se produce por la altura del líquido, provoca que el aire que contiene el capilar se comprima. El instrumento que recibe el aire del capilar responde indicando la altura del liquido que esta ejerciendo presión en el diafragma. La caja se construye en dos secciones, entre estas esta colocado el diafragma de caucho, o de una composición sintética resistente al aceite.

Figura 2-1 Diafragma-caja medidor de nivel de líquidos(Cortesía de Foxboro Co.).

MÉTODO DE PRESIÓN DIFERENCIAL

Para la medición de niveles en tanques al vació o bajo presión pueden utilizarse los instrumentos de medición del flujo por métodos de presión diferencial. La única diferencia es que el instrumento dará una lectura inversa; es decir, cuando señale caudal cero en medidas de flujo, se leerá nivel


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http://www.monografias.com/trabajos14/textos-escrit/textos-escrit.shtml

http://www.monografias.com/trabajos15/la-estadistica/la-estadistica.shtml#INSTRUM

http://www.monografias.com/trabajos15/la-estadistica/la-estadistica.shtml#INSTRUM



máximo en medidas de nivel. Deben tomarse precauciones para obtener la correspondiente respuesta del instrumento. Por ejemplo, es posible utilizar medidores de rango compuesto. Como estos instrumentos están diseñados para permitir el flujo en ambas direcciones, es posible utilizarlos para mediciones de nivel de líquido, teniendo la posición de cero en el interior de la grafica, moviéndose la pluma hacia su borde con el aumento de nivel.El principio de funcionamiento se basa en aplicarle al instrumento la presión existente en la superficie del liquido en ambas conexiones con la finalidad de anularla y que la presión detectada, sea la presión hidrostática, la cual como se ha visto, la podemos representar en unidades de nivel.

MÉTODO DE PRESIÓN RELATIVA.

Las mediciones de nivel que se basan en la presión que ejerce un líquido por su altura, implican que la densidad sea constante. El instrumento se debe calibrar para una densidad específica y cualquier cambio en ella trae consigo errores de medición. El método más simple para medir el nivel de un líquido en un recipiente abierto, es conectar un medidor de presión por debajo del nivel mas bajo que se va a considerar. Este nivel es, entonces, el de referencia y la presión estática indicada por el medidor es una medida de la altura de la columna del líquido sobre el medidor, y por lo tanto del nivel del líquido. El medidor de presión, cuando se usa para mediciones de nivel de líquidos, se calibra en unidades de presión, en unidades de nivel de líquido correspondientes a la gravedad específica del líquido, o en unidades volumétricas calculadas según las dimensiones del recipiente. También se puede calibrar de 0 a 100, lo que permite lecturas en términos de tanto por ciento de nivel máximo. Para que el medidor lea cero cuando el liquido esta en su nivel mínimo, a través del elemento accionador debe haber una línea horizontal aproximadamente al mismo nivel que la línea de centros de la toma de la tubería de mínimo nivel. En el medidor se pueden usar tornillos de ajuste a cero para compensar pequeñas diferencias. Para controlar el límite, el medidor de presión puede ser un controlador, o puede estar ligado a un interruptor de presión. Cuando no se requiere una indicación de nivel, este último es suficiente.Este método se prefiere, normalmente, al de caja de diafragma si se dispone de aire o liquido para purga, aunque se puede aceptar un bombeo manual. Se puede aplicar ya sea desde lo alto del depósito o de las paredes laterales.

MÉTODOS DE MEDICIÓN DIRECTA:

Método de medición de sonda.

Consiste en una varilla o regla graduada, de la longitud conveniente para introducirla dentro del depósito. La determinación del nivel se efectúa por lectura directa de la longitud mojada por el líquido. En el momento de la lectura el tanque debe estar abierto a presión atmosférica. Se utiliza generalmente en tanques de fuel oil o gasolina.


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http://www.monografias.com/trabajos16/metodo-lecto-escritura/metodo-lecto-escritura.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/mapro/mapro.shtml

http://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtml

http://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtml



Medidor de sonda MÉTODO POR AFORACIÓN.

Es el método de medir nivel por medio de cintas. El instrumento esta compuesto por tres partes principales que son: el carrete, la cinta graduada y un peso o plomada.La plomada sirve para que se mantenga la cinta tensa al penetrar en el líquido. Para medir el nivel se deja que la cinta baje lentamente hasta que la plomada toque el fondo del recipiente. Unas ves que la plomada toca el fondo se empieza a recoger la cinta con el carrete, hasta que aparezca la parte donde el líquido ha dejado la marca que indica su nivel.

MÉTODO INDICADOR DE CRISTAL.

Otra forma simple y quizás la mas común de medir el nivel, es por medio del indicador de cristal. Estos tipos de indicadores sirven para varias aplicaciones y se pueden utilizar tanto para recipientes abiertos como para cerrados.El indicador consiste de un tubo de vidrio, en el caso del indicador de bajas presiones y de un vidrio plano en el caso del indicador para altas presiones, montadas entre dos válvulas, las cuales se utilizan para sacar de servicio el indicador sin necesidad de parar el proceso.

MÉTODO DE FLOTADOR-BOYA

Los instrumentos que utilizan un flotador-boya no dependen de la presión estática para medir el nivel de líquidos. De todos modos la presión estática debe tomarse en cuenta al proyectar el flotador; ya que siendo este hueco, ha de construirse lo suficientemente robusto como para soportarla sin deformarse.


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http://www.monografias.com/trabajos15/valoracion/valoracion.shtml#TEORICA

http://www.monografias.com/trabajos16/marca/marca.shtml



El flotador se suspende de una cinta sometida a leve tensión. Conforme aquel se desplaza arriba o abajo, siguiendo el nivel del líquido, arrastra la cinta la cual hace girar una rueda catalina. La figura 2-3, muestra un transmisor de nivel de liquido Shand & Jurs que acoplado a un captador como el descrito convierte la posición de flotador en impulsos eléctricos. Los pulsos representan la información de nivel y se transmiten a estaciones de control remotas, para su lectura.

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MEDIDORES DE FLUJO

FLUJO.

Es la cantidad de fluido que pasa a través de la sección por unidad de tiempo. Por ejemplo, en cierta tubería puede haber un régimen de flujo de 100 galones de agua por minuto. Esto quiere decir que durante cada minuto que transcurre pasan 100 galones de agua. Si se considera el numero de galones que van a pasar a partir de cierto momento, después de dos minutos 200 galones, etc. Si el régimen de flujo se mantiene con el mismo valor, después de cierto tiempo habrá pasado un numero total de galones igual al régimen de flujo multiplicado por el tiempo transcurrido; por ejemplo, después de 15 minutos habrán pasado 100 x 15 = 1.500 galones.Al contrario dividiendo el número total de galones entre el tiempo, se obtiene el régimen de flujo. En el ejemplo anterior 1.500/15 = 100 gal/min.

UNIDADES PARA MEDIR CANTIDAD DE FLUIDO.

La cantidad de cierto líquido, gas o vapor se puede medir en unidades de masa, y el régimen de flujo en unidades de masa por unidad de tiempo, por ejemplo, en libras por hora. De hecho, en la práctica se utilizan dichas unidades, especialmente cuando se trata de vapor de agua.Pero con mucha frecuencia se mide la cantidad de un fluido en unidades de volumen y el régimen de flujo en unidades de volumen por unidad de tiempo, por ejemplo, galones por minuto, barriles por día, pies cúbicos por hora. Generalmente la cantidad de agua se mide en galones a 60 °F, la de otros líquidos manejados en la industria del petróleo, en barriles a 60 °F; la cantidad de gas en pies cúbicos a 60 °F y 14.7 lb/plg.

Medidores mecánicos

Los captadores hasta ahora descritos transmiten el desplazamiento del flotador o la inclinación de la balanza tórica, por medio de juegos de palancas, levas, u otro dispositivo mecánico, a un eje que gira arrastrando la pluma del registrador. Este eje ha de salir al exterior atravesando la pared de la cámara del flotador, que esta bajo presión. Esto se consigue por medio de una chumacera o cojinete estanco que, para no falsear la medida ha de producir el mínimo rozamiento posible sobre el eje.

Medidores de flujo de desplazamiento positivo

Los medidores de desplazamiento positivo son esencialmente instrumentos de cantidad de flujo. Se utilizan frecuentemente para medida de líquidos en procesos discontinuos. Para procesos continuos se prefieren los instrumentos de caudal.


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http://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCE

http://www.monografias.com/trabajos15/metodos-creativos/metodos-creativos.shtml

http://www.monografias.com/trabajos5/volfi/volfi.shtml



El instrumento de desplazamiento positivo, toma una cantidad o porción definida del flujo, y la conduce a través de un medidor, luego produce con la siguiente torsión y así sucesivamente. Contando las porciones pasadas por el medidor se obtiene la cantidad total pasada por este. La exactitud de los medidores de desplazamiento positivo es alta, generalmente entre 0,1 y 1 %.

Medidores de corrientes de fluido

Estos medidores tienen una hélice u otro elemento giratorio, que es accionado por la corriente de fluido y transmite su movimiento, por engranajes, al contador. Miden la velocidad del fluido y la corriente en medidas de flujo. La figura 3-6 muestra el medidor sparling accionado magnéticamente: fabricado por Hersey-Sparling Meter Co., y del que se dispone de modelos para medidas de flujo en tuberías desde 12,25 hasta 61 cm. También se dispone de otros tipos de medidores para tuberías hasta 183 cm. Una de las ventajas de estos aparatos es la pequeña caída de presión que provocan; por ejemplo, en líneas de tubería de 20,3 cm o más, la perdida es generalmente menor que 7,6 cm de columna de agua, a velocidades normales. Generalmente el propulsor ocupa aproximadamente ocho décimas partes del diámetro de la tubería y se disponen de estas paletas rectas con el fin de reducir la tubería y asegurar un flujo suave a través del propulsor.

Medidores de flujo ultrasónicos

El medidor de flujo que fabrica la Gulton Industries, responde a la deflexión de las ondas ultrasónicas transmitidas a través de una corriente fluida. Un transmisor que genera sonido ultrasónico, se monta en el exterior de una tubería colocando a distancias determinadas, aguas arriba y abajo, sendos receptores de ultrasonidos opuestos al emisor. En condiciones de no-flujo, ambos receptores reciben igual cantidad de energía ultrasónica y generan tensiones iguales. En condiciones de flujo (en cualquier sentido) las ondas ultrasónicas se deflectan y como resultado los receptores generan voltajes distintos. Comparando ambos voltajes, se tiene indicación del sentido y la magnitud del flujo.

Medidores de masa de flujo

Los medidores de masa de flujo diferentes de los demás en que miden directamente el peso del flujo y no su volumen. El medidor de masa de flujo de la General Eléctrica mide flujos gaseosos o líquidos, por ejemplo, expresándolos directamente en libras y, por tanto no le afectan las variaciones de presión, temperatura ni densidad del fluido. La unidad completa incluye cuatro componentes básicos: el elemento sensible a la velocidad del flujo, el mecanismo del giroscopio integrador, el registrador ciclométrico y el accionador de contactos.


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7VALVULAS ¨TIPOS Y SELECCIÓN¨

Una válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos.Las válvulas son unos de los instrumentos de control más esenciales en la industria. Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de líquidos y gases, desde los más simples hasta los más corrosivos o tóxicos. Sus tamaños van desde una fracción de pulgada hasta 30 ft (9 m) o más de diámetro. Pueden trabajar con presiones que van desde el vació hasta mas de 20000 lb/in² (140 Mpa) y temperaturas desde las criogénicas hasta 1500 °F (815 °C). En algunas instalaciones se requiere un sellado absoluto; en otras, las fugas o escurrimientos no tienen importancia.La palabra flujo expresa el movimiento de un fluido, pero también significa para nosotros la cantidad total de fluido que ha pasado por una sección de terminada de un conducto. Caudal es el flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de fluido que circula por una sección determinada del conducto en la unidad de tiempo.

Válvula de control.

La válvula automática de control generalmente constituye el último elemento en un lazo de control instalado en la línea de proceso y se comporta como un orificio cuya sección de paso varia continuamente con la finalidad de controlar un caudal en una forma determinada.


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PARTES DE LA VÁLVULA DE CONTROL.Las válvulas de control constan básicamente de dos partes que son: la parte motriz o actuador y el cuerpo.

DESCRIPCIÓN: Las válvulas de control son las encargadas de regular el caudal del fluido de control que modifica a su vez el valor de la variable medida y por lo tanto la variable controlada, comportándose como un orificio de área continuamente variable.

ACTUADOR: el actuador también llamado accionador o motor, puede ser neumático, eléctrico o hidráulico, pero los más utilizados son los dos primeros, por ser las más sencillas y de rápida actuaciones. Aproximadamente el 90% de las válvulas utilizadas en la industria son accionadas neumáticamente. Los actuadores neumáticos constan básicamente de un diafragma, un vástago y un resorte tal como se muestra en la figura (1-a.). Lo que se busca en un actuador de tipo neumático es que cada valor de la presión recibida por la válvula corresponda una posición determinada del vástago. Teniendo en cuenta que la gama usual de presión es de 3 a 15 lbs/pulg² en la mayoría de los actuadores se selecciona el área del diafragma y la constante del resorte de tal manera que un cambio de presión de 12 lbs/pulg², produzca un desplazamiento del vástago igual al 100% del total de la carrera.

EL CUERPO:

Es el alojamiento de las partes internas de la válvula (Asiento-Obturador) que están en contacto con el fluido, por lo tanto debe ser de material adecuado para resistir altas temperaturas y presiones del fluido sin pérdidas, tener un tamaño adecuado al caudal que se debe controlar y ser resistente a la erosión o corrosión producidas por el fluido.


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http://www.monografias.com/trabajos2/mercambiario/mercambiario.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/tebas/tebas.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/motore/motore.shtml



TAPA DE LA VÁLVULA:

Permite la unión del cuerpo con el actuador y a su través se desliza al vástago del obturador. Este vástago, accionado por el motor, dispone generalmente de un índice que señala la posición de apertura y cierre de la válvula.

LA EMPAQUETADURA:

Para que el fluido no se escape a través de la tapa es necesario disponer de un caja de empaquetadura entre la tapa y el vástago. Para temperaturas superiores a 200ºC se le adicionan a la caja unas aletas de radiación.

La empaquetadura que se utiliza normalmente es de teflón cuya temperatura máxima de servicio es de 200ºC. A temperaturas superiores es necesario utilizar otro material o alejar la empaquetadura de cuerpo de la válvula. En el caso de fluidos corrosivos, tóxicos, radiactivos, o muy valiosos hay que asegurar un cierre total en la estopada, lo cual se consigue mediante el uso de fuelles de estanqueidad, o empaquetaduras dobles.

La empaquetadura normal suele ser de aros de teflón, de sección en V, comprimidos con un resorte, con la ventaja de que el teflón es autolubricante y no necesita engrase.

PARTES INTERNAS ( Obturador y Asiento):

Como partes internas se consideran generalmente las piezas metálicas internas desmontables que están en contacto directo con el fluido. Estas piezas son el vástago, la empaquetadura, los anillos guías del vástago, el obturador y el asiento.

Para efectuar la selección del conjunto obturador-asiento se recomienda evaluar los siguientes aspectos.

1. Materiales aptos y especiales para contrarrestar la corrosión, la erosión y el desgaste producidos por el fluido.

2. Características del caudal en función de la carrera (características del caudal inherente)

3. Tamaño normal o reducido que permite obtener varias capacidades de caudal de la válvula con el mismo tamaño del cuerpo.


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MATERIALEs: Generalmente son construidos en acero inoxidable por ser este un material muy resistente a la corrosión y a la erosión del fluido, pero se fabrican de otros materiales de acuerdo a la aplicación.

FIGURA 1-A ACTUADOR DE UNA VÁLVULA DE CONTROL.


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CATEGORÍAS DE VÁLVULAS.Debido a las diferentes variables, no puede haber una válvula universal; por tanto, para satisfacer los cambiantes requisitos de la industria se han creado innumerables diseños y variantes con el paso de los años, conforme se han desarrollado nuevos materiales. Todos los tipos de válvulas


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http://www.monografias.com/trabajos12/guiainf/guiainf.shtml#HIPOTES



recaen en nueve categorías: válvulas de compuerta, válvulas de globo, válvulas de bola, válvulas de mariposa, válvulas de apriete, válvulas de diafragma, válvulas de macho, válvulas de retención y válvulas de desahogo (alivio).Estas categorías básicas se describen a continuación. Seria imposible mencionar todas las características de cada tipo de válvula que se fabrica y no se ha intentado hacerlo. Más bien se presenta una descripción general de cada tipo en un formato general, se dan recomendaciones para servicio, aplicaciones, ventajas, desventajas y otra información útil para el lector.

VÁLVULAS DE COMPUERTA.La válvula de compuerta es de vueltas múltiples, en la cual se cierra el orificio con un disco vertical

de cara plana que se desliza en ángulos rectos sobre el asiento (fig. 1-1).

FIGURA 1-1 VÁLVULA DE COMPUERTA.

FIGURA 1-1 VÁLVULA DE COMPUERTA.CURSO BASICO DE INSTRUMENTACION ING.EZEQUIEL PUGA AVALOS ALTAMIRA TAMAULIPAS MEX.TEL.8332641885 CEL 8331210401 E-MAIL: [email protected]

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http://www.monografias.com/trabajos7/sisinf/sisinf.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/verific-servicios/verific-servicios.shtml

http://monografias.com/trabajos10/anali/anali.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/carso/carso.shtml



Recomendada para

Servicio con apertura total o cierre total, sin estrangulación. Para uso poco frecuente. Para resistencia mínima a la circulación. Para mínimas cantidades de fluido o liquido atrapado en la tubería.

AplicacionesServicio general, aceites y petróleo, gas, aire, pastas semilíquidas, líquidos espesos, vapor, gases y líquidos no condensables, líquidos corrosivos.Ventajas

Alta capacidad. Cierre hermético. Bajo costo. Diseño y funcionamiento sencillos. Poca resistencia a la circulación.

Desventajas Control deficiente de la circulación. Se requiere mucha fuerza para accionarla. Produce cavitación con baja caída de presión. Debe estar cubierta o cerrada por completo. La posición para estrangulación producirá erosión del asiento y del disco.

Variaciones Cuña maciza, cuña flexible, cuña dividida, disco doble. Materiales Cuerpo: bronce, hierro fundido, hierro, acero forjado, Monel, acero fundido, acero

inoxidable, plástico de PVC. Componentes diversos.

Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento Lubricar a intervalos periódicos. Corregir de inmediato las fugas por la empaquetadura. Enfriar siempre el sistema al cerrar una tubería para líquidos calientes y al comprobar que

las válvulas estén cerradas. No cerrar nunca las llaves a la fuerza con la llave o una palanca. Abrir las válvulas con lentitud para evitar el choque hidráulico en la tubería. Cerrar las válvulas con lentitud para ayudar a descargar los sedimentos y mugre

atrapados.


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Especificaciones para el pedido

Tipo de conexiones de extremo. Tipo de cuña. Tipo de asiento. Tipo de vástago. Tipo de bonete. Tipo de empaquetadura del vástago. Capacidad nominal de presión para operación y diseño. Capacidad nominal de temperatura para operación y diseño.

Válvulas de machoLa válvula de macho es de ¼ de vuelta, que controla la circulación por medio de un macho cilíndrico o cónico que tiene un agujero en el centro, que se puede mover de la posición abierta a la cerrada mediante un giro de 90° (fig. 1-2).

FIGURA 1-2 VÁLVULA DE MACHO.

FIGURA 1-2 VÁLVULA DE MACHO.


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Recomendada para

Servicio con apertura total o cierre total. Para accionamiento frecuente. Para baja caída de presión a través de la válvula. Para resistencia mínima a la circulación. Para cantidad mínima de fluido atrapado en la tubería.

Aplicaciones Servicio general, pastas semilíquidas, líquidos, vapores, gases, corrosivos. Ventajas Alta capacidad. Bajo costo. Cierre hermético. Funcionamiento rápido.

Desventajas Requiere alta torsión (par) para accionarla. Desgaste del asiento. Cavitación con baja caída de presión.

Variaciones Lubricada, sin lubricar, orificios múltiples. Materiales Hierro, hierro dúctil, acero al carbono, acero inoxidable, aleación 20, Monel, níquel,

Hastelloy, camisa de plástico.

Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento Dejar espacio libre para mover la manija en las válvulas accionadas con una llave. En las válvulas con macho lubricado, hacerlo antes de ponerlas en servicio. En las válvulas con macho lubricado, lubricarlas a intervalos periódicos.

Especificaciones para pedido Material del cuerpo. Material del macho. Capacidad nominal de temperatura. Disposición de los orificios, si es de orificios múltiples. Lubricante, si es válvula lubricada.

Válvulas de globoUna válvula de globo es de vueltas múltiples, en la cual el cierre se logra por medio de un disco o tapón que sierra o corta el paso del fluido en un asiento que suele estar paralelo con la circulación en la tubería (fig. 1-3).


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http://www.monografias.com/trabajos14/ciclos-quimicos/ciclos-quimicos.shtml#car



FIGURA 1-3 VÁLVULA DE GLOBO.Recomendada para

Estrangulación o regulación de circulación. Para accionamiento frecuente. Para corte positivo de gases o aire. Cuando es aceptable cierta resistencia a la circulación.

Aplicaciones


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Servicio general, líquidos, vapores, gases, corrosivos, pastas semilíquidas.Ventajas

Estrangulación eficiente con estiramiento o erosión mínimos del disco o asiento. Carrera corta del disco y pocas vueltas para accionarlas, lo cual reduce el tiempo y

desgaste en el vástago y el bonete. Control preciso de la circulación. Disponible con orificios múltiples.

Desventajas Gran caída de presión. Costo relativo elevado.

VariacionesNormal (estándar), en "Y", en ángulo, de tres vías.MaterialesCuerpo: bronce, hierro, hierro fundido, acero forjado, Monel, acero inoxidable, plásticos.Componentes: diversos.Instrucciones especiales para instalación y mantenimientoInstalar de modo que la presión este debajo del disco, excepto en servicio con vapor a alta temperatura.Registro en lubricación.Hay que abrir ligeramente la válvula para expulsar los cuerpos extraños del asiento.Apretar la tuerca de la empaquetadura, para corregir de inmediato las fugas por la empaquetadura.Especificaciones para el pedido

Tipo de conexiones de extremo. Tipo de disco. Tipo de asiento. Tipo de vástago. Tipo de empaquetadura o sello del vástago. Tipo de bonete. Capacidad nominal para presión. Capacidad nominal para temperatura.

Válvulas de bolaLas válvulas de bola son de ¼ de vuelta, en las cuales una bola taladrada gira entre asientos elásticos, lo cual permite la circulación directa en la posición abierta y corta el paso cuando se gira la bola 90° y cierra el conducto (fig. 1-4).


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http://www.monografias.com/trabajos5/plasti/plasti.shtml



Figura 1-4 Válvula de bola.

Recomendada para Para servicio de conducción y corte, sin estrangulación. Cuando se requiere apertura rápida. Para temperaturas moderadas. Cuando se necesita resistencia mínima a la circulación.

AplicacionesServicio general, altas temperaturas, pastas semilíquidas.


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Ventajas Bajo costo. Alta capacidad. Corte bidireccional. Circulación en línea recta. Pocas fugas. Se limpia por si sola. Poco mantenimiento. No requiere lubricación. Tamaño compacto. Cierre hermético con baja torsión (par).

Desventajas Características deficientes para estrangulación. Alta torsión para accionarla. Susceptible al desgaste de sellos o empaquetaduras. Propensa a la cavitación.

VariacionesEntrada por la parte superior, cuerpo o entrada de extremo divididos (partidos), tres vías, Venturi, orificio de tamaño total, orificio de tamaño reducido.MaterialesCuerpo: hierro fundido, hierro dúctil, bronce, latón, aluminio, aceros al carbono, aceros inoxidables, titanio, tántalo, zirconio; plásticos de polipropileno y PVC.Asiento: TFE, TFE con llenador, Nylon, Buna-N, neopreno.Instrucciones especiales para instalación y mantenimientoDejar suficiente espacio para accionar una manija larga.Especificaciones para el pedido

Temperatura de operación. Tipo de orificio en la bola. Material para el asiento. Material para el cuerpo. Presión de funcionamiento. Orificio completo o reducido. Entrada superior o entrada lateral.


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http://www.monografias.com/trabajos13/tramat/tramat.shtml#ALUMIN

http://www.monografias.com/trabajos15/mantenimiento-industrial/mantenimiento-industrial.shtml



Válvulas de mariposaLa válvula de mariposa es de ¼ de vuelta y controla la circulación por medio de un disco circular, con el eje de su orificio en ángulos rectos con el sentido de la circulación (fig. 1-5).

Figura 1-5 Válvula de mariposa.Recomendada para

Servicio con apertura total o cierre total. Servicio con estrangulación. Para accionamiento frecuente. Cuando se requiere corte positivo para gases o líquidos. Cuando solo se permite un mínimo de fluido atrapado en la tubería. Para baja ciada de presión a través de la válvula.


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AplicacionesServicio general, líquidos, gases, pastas semilíquidas, líquidos con sólidos en suspensión.Ventajas

Ligera de peso, compacta, bajo costo. Requiere poco mantenimiento. Numero mínimo de piezas móviles. No tiene bolas o cavidades. Alta capacidad. Circulación en línea recta. Se limpia por si sola.

Desventajas Alta torsión (par) para accionarla. Capacidad limitada para caída de presión. Propensa a la cavitación.

VariacionesDisco plano, disco realzado, con brida, atornillado, con camisa completa, alto rendimiento.MaterialesCuerpo: hierro, hierro dúctil, aceros al carbono, acero forjado, aceros inoxidables, aleación 20, bronce, Monel.Disco: todos los metales; revestimientos de elastómeros como TFE, Kynar, Buna-N, neopreno, Hypalon.Asiento: Buna-N, viton, neopreno, caucho, butilo, poliuretano, Hypalon, Hycar, TFE.Instrucciones especiales para instalación y mantenimientoSe puede accionar con palanca, volante o rueda para cadena.Dejar suficiente espacio para el movimiento de la manija, si se acciona con palanca.Las válvulas deben estar en posición cerrada durante el manejo y la instalación.Especificaciones para el pedido

Tipo de cuerpo. Tipo de asiento. Material del cuerpo. Material del disco. Material del asiento. Tipo de accionamiento. Presión de funcionamiento. Temperatura de funcionamiento.


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http://www.monografias.com/trabajos10/coma/coma.shtml



Válvulas de diafragmaLas válvulas de diafragma son de vueltas múltiples y efectúan el cierre por medio de un diafragma flexible sujeto a un compresor. Cuando el vástago de la válvula hace descender el compresor, el diafragma produce sellamiento y corta la circulación (fig. 1-6).

FIGURA 1-6 VÁLVULA DE DIAFRAGMA.GRINELL TIPO VERTEDERO.

Recomendada para Servicio con apertura total o cierre total. Para servicio de estrangulación. Para servicio con bajas presiones de operación.


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AplicacionesFluidos corrosivos, materiales pegajosos o viscosos, pastas semilíquidas fibrosas, lodos, alimentos, productos farmacéuticos.Ventajas

Bajo costo. No tienen empaquetaduras. No hay posibilidad de fugas por el vástago. Inmune a los problemas de obstrucción, corrosión o formación de gomas en los productos

que circulan.

Desventajas Diafragma susceptible de desgaste. Elevada torsión al cerrar con la tubería llena.

Variaciones Tipo con vertedero y tipo en línea recta. Materiales Metálicos, plásticos macizos, con camisa, en gran variedad de cada uno.

Instrucciones especiales para instalación y mantenimientoLubricar a intervalos periódicos.No utilizar barras, llaves ni herramientas para cerrarla.

Especificaciones para el pedido Material del cuerpo. Material del diafragma. Conexiones de extremo. Tipo del vástago. Tipo del bonete. Tipo de accionamiento. Presión de funcionamiento. Temperatura de funcionamiento.


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http://www.monografias.com/trabajos11/contrest/contrest.shtml

http://www.monografias.com/trabajos3/corrosion/corrosion.shtml

http://www.monografias.com/trabajos15/calidad-serv/calidad-serv.shtml#PLANT

http://www.monografias.com/trabajos12/elproduc/elproduc.shtml

http://www.monografias.com/trabajos7/alim/alim.shtml



Válvulas de aprieteLa válvula de apriete es de vueltas múltiples y efectúa el cierre por medio de uno o mas elementos flexibles, como diafragmas o tubos de caucho que se pueden apretar u oprimir entre si para cortar la circulación (fig. 1-7).

FIGURA 1-7 VÁLVULA DE APRIETE.


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Recomendada para

Servicio de apertura y cierre. Servicio de estrangulación. Para temperaturas moderadas. Cuando hay baja caída de presión a través de la válvula. Para servicios que requieren poco mantenimiento.

AplicacionesPastas semilíquidas, lodos y pastas de minas, líquidos con grandes cantidades de sólidos en suspensión, sistemas para conducción neumática de sólidos, servicio de alimentos.Ventajas

Bajo costo. Poco mantenimiento. No hay obstrucciones o bolsas internas que la obstruyan. Diseño sencillo. No corrosiva y resistente a la abrasión.

Desventajas Aplicación limitada para vació. Difícil de determinar el tamaño.

VariacionesCamisa o cuerpo descubierto; camisa o cuerpo metálicos alojados.MaterialesCaucho, caucho blanco, Hypalon, poliuretano, neopreno, neopreno blanco, Buna-N, Buna-S, Viton A, butilo, caucho de siliconas, TFE.Instrucciones especiales para instalación y mantenimientoLos tamaños grandes pueden requerir soportes encima o debajo de la tubería, si los soportes para el tubo son inadecuados.Especificaciones para el pedido

Presión de funcionamiento. Temperatura de funcionamiento. Materiales de la camisa. Camisa descubierta o alojada.

Válvulas de retención (check) y de desahogo (alivio)Hay dos categorías de válvulas y son para uso específico, más bien que para servicio general: válvulas de retención (check) y válvulas de desahogo (alivio). Al contrario de los otros tipos descritos, son válvulas de accionamiento automático, funcionan sin controles externos y dependen para su funcionamiento de sentido de circulación o de las presiones en el sistema de tubería. Como ambos tipos se utilizan en combinación con válvulas de control de circulación, la selección de la válvula, con frecuencia, se hace sobre la base de las condiciones para seleccionar la válvula de control de circulación.Válvulas de retención (check).La válvula de retención (fig. 1-8) esta destinada a impedir una inversión de la circulación. La circulación del líquido en el sentido deseado abre la válvula; al invertirse la circulación, se cierra. Hay tres tipos básicos de válvulas de retención: 1) válvulas de retención de columpio, 2) de elevación y 3) de mariposa.


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http://www.monografias.com/trabajos12/cntbtres/cntbtres.shtml

http://www.monografias.com/trabajos5/selpe/selpe.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/genenerg/genenerg.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/verific-servicios/verific-servicios.shtml



Válvulas de retención del columpio.Esta válvula tiene un disco embisagrado o de charnela que se abre por completo con la presión en la tubería y se cierra cuando se interrumpe la presión y empieza la circulación inversa. Hay dos diseños: uno en "Y" que tiene una abertura de acceso en el cuerpo para el esmerilado fácil del disco sin desmontar la válvula de la tubería y un tipo de circulación en línea recta que tiene anillos de asiento reemplazables.Recomendada para

Cuando se necesita resistencia mínima a la circulación. Cuando hay cambios poco frecuentes del sentido de circulación en la tubería. Para servicio en tuberías que tienen válvulas de compuerta. Para tuberías verticales que tienen circulación ascendente.

AplicacionesPara servicio con líquidos a baja velocidad.Ventajas

Puede estar por completo a la vista. La turbulencia y las presiones dentro de la válvula son muy bajas. El disco en "Y" se puede esmerilar sin desmontar la válvula de la tubería.

VariacionesVálvulas de retención con disco inclinable.MaterialesCuerpo: bronce, hierro fundido, acero forjado, Monel, acero fundido, acero inoxidable, acero al carbono.Componentes: diversos.Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento

En las tuberías verticales, la presión siempre debe estar debajo del asiento. Si una válvula no corta el paso, examinar la superficie del asiento. Si el asiento esta dañada o escoriado, se debe esmerilar o reemplazar. Antes de volver a armar, limpiar con cuidado todas las piezas internas.

Válvulas de retención de elevaciónUna válvula de retención de elevación es similar a la válvula de globo, excepto que el disco se eleva con la presión normal e la tubería y se cierra por gravedad y la circulación inversa.


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http://www.monografias.com/trabajos13/cinemat/cinemat2.shtml#TEORICO



Figura 1-8 Válvula de retensión (tipo de elevación).Recomendada para

Cuando hay cambios frecuentes de circulación en la tubería. Para uso con válvulas de globo y angulares. Para uso cuando la caída de presión a través de la válvula no es problema.

AplicacionesTuberías para vapor de agua, aire, gas, agua y vapores con altas velocidades de circulación.Ventajas

Recorrido mínimo del disco a la posición de apertura total. Acción rápida.


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http://www.monografias.com/trabajos14/problemadelagua/problemadelagua.shtml



VariacionesTres tipos de cuerpos: horizontal, angular, vertical.Tipos con bola (esfera), pistón, bajo carga de resorte, retención para vapor.MaterialesCuerpo: bronce, hierro, hierro fundido, acero forjado, Monel, acero inoxidable, PVC, Penton, grafito impenetrable, camisa de TFE.Componentes: diversos.Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento

La presión de la tubería debe estar debajo del asiento. La válvula horizontal se instala en tuberías horizontales. La válvula vertical se utiliza en tubos verticales con circulación ascendente, desde debajo

del asiento. Si hay fugas de la circulación inversa, examinar disco y asiento.

Válvula de retención de mariposa

Una válvula de retención de mariposa tiene un disco dividido embisagrado en un eje en el centro del disco, de modo que un sello flexible sujeto al disco este a 45° con el cuerpo de la válvula, cuando esta se encuentra cerrada. Luego, el disco solo se mueve una distancia corta desde el cuerpo hacia el centro de la válvula para abrir por completo.Recomendada para

Cuando se necesita resistencia mínima a la circulación en la tubería. Cuando hay cambios frecuentes en el sentido de la circulación. Para uso con las válvulas de mariposa, macho, bola, diafragma o de apriete.

AplicacionesServicio para líquidos o gases.

Ventajas El diseño del cuerpo se presta para la instalación de diversos tipos de camisas de asiento. Menos costosa cuando se necesita resistencia a la corrosión. Funcionamiento rápido. La sencillez del diseño permite construirlas con diámetros grandes. Se puede instalar virtualmente en cualquier posición.

Variaciones

Con camisa completa.Con asiento blando.

Materiales

Cuerpo: acero, acero inoxidable, titanio, aluminio, PVC, CPCB, polietileno, polipropileno, hierro fundido, Monel, bronce.Sello flexible: Buna-N, Viton, caucho de butilo, TFE, neopreno, Hypalon, uretano, Nordel, Tygon, caucho de siliconas.Instrucciones especiales para instalación y mantenimientoEn las válvulas con camisa, esta se debe proteger contra daños durante el manejo.Comprobar que la válvula queda instalada de modo que la abra la circulación normal.


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Válvulas de desahogo (alivio)Una válvula de desahogo (fig. 1-9) es de acción automática para tener regulación automática de la presión. El uso principal de esta válvula es para servicio no comprimible y se abre con lentitud conforme aumenta la presión, para regularla.La válvula de seguridad es similar a la válvula de desahogo y se abre con rapidez con un "salto" para descargar la presión excesiva ocasionada por gases o líquidos comprimibles.El tamaño de las válvulas de desahogo es muy importante y se determina mediante formulas especificas.

Figura 1-9 VÁLVULA DE RELEVO (ALIVIO).VÁLVULA DE SEGURIDAD


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http://www.monografias.com/trabajos/seguinfo/seguinfo.shtml



Recomendada paraSistemas en donde se necesita una gama predeterminada de presiones.AplicacionesAgua caliente, vapor de agua, gases, vapores.

Ventajas Bajo costo. No se requiere potencia auxiliar para la operación.

Variaciones Seguridad, desahogo de seguridad. Construcción con diafragma para válvulas utilizadas en servicio corrosivo.

MaterialesCuerpo: hierro fundido, acero al carbono, vidrio y TFE, bronce, latón, camisa de TFE, acero inoxidable, Hastelloy, Monel.Componentes: diversos.Instrucciones especiales para instalación y mantenimientoSe debe instalar de acuerdo con las disposiciones del Código ASME para recipientes de presión sin fuego.Se debe instalar en lugares de fácil acceso para inspección y mantenimiento.

VÁLVULAS DE CONTROLDESCRIPCIÓN: Las válvulas de control son las encargadas de regular el caudal del fluido de

control que modifica a su vez el valor de la variable medida y por lo tanto la variable controlada, comportándose como un orificio de área continuamente variable.

EL CUERPO: Es el alojamiento de las partes internas de la válvula (Asiento-Obturador) que están en

contacto con el fluido, por lo tanto debe ser de material adecuado para resistir altas temperaturas y presiones del fluido sin pérdidas, tener un tamaño adecuado al caudal que

se debe controlar y ser resistente a la erosión o corrosión producidas por el fluido.TAPA DE LA VÁLVULA:

Permite la unión del cuerpo con el actuador y a su través se desliza al vástago del obturador. Este vástago, accionado por el motor, dispone generalmente de un índice que

señala la posición de apertura y cierre de la válvula.


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http://www.monografias.com/trabajos12/eticaplic/eticaplic.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/vidrio/vidrio.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/trmnpot/trmnpot.shtml



NOTAS


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2. curso basico de instrumentacion (1)

Engineering

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