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Calibrador de manometro-convertido

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
Facultad de Ciencias de la Ingeniería
Ingeniería de Petróleos
Instrumentación 4TD
Estudiante: GABRIELA MESTANZA
Quito, 1 de diciembre del 2016
CALIBRADOR DE MANÓMETRO Y DE PESOS
Un manómetro es un instrumento de medición que sirve para medir la presión de
fluidos contenidos en recipientes cerrados. Esencialmente se distinguen dos
tipos de manómetros, según se empleen para medir la presión de líquidos o de
gases.
Muchos de los aparatos empleados para la medida de presiones utilizan la
presión atmosférica como nivel de referencia y miden la diferencia entre la
presión real o absoluta y la presión atmosférica, llamándose a este valor presión
manométrica; dichos aparatos reciben el nombre de manómetros y funcionan
según los mismos principios en que se fundamentan los barómetros de mercurio
y los aneroides. La presión manométrica se expresa ya sea por encima, o bien
por debajo de la presión atmosférica. Los manómetros que sirven para medir
presiones inferiores a la atmosférica se llaman mano manómetros, manómetros
de vacío o vacuómetros.
La calibración de un manómetro tiene como objeto la comparación de un patrón
trazable con el manómetro mediante un método validado y certificado. La
mayoría de manómetros que hay en el mercado se calibran con una balanza de
peso muerto, que está compuesto por un pistón hidráulico al que se le asisten
pesas calibradas para crear la presión de escala plena. Posteriormente se abre
el equipo y se ajusta la aguja a término cero y un sobrecuello para la ganancia.
Para presiones mucho más bajas se utilizan columnas de mercurio o de agua.
En la mecánica la presión se define como la fuerza por unidad de superficie que
ejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie.
La presión suele medirse en atmósferas (atm); en el sistema internacional de
unidades (SI), la presión se expresa en newtons por metro cuadrado; un newton
por metro cuadrado es un pascal (Pa). La atmósfera se define como 101.325 Pa,
y equivale a 760 mm de mercurio en un barómetro convencional.
Cuando los manómetros deben indicar fluctuaciones rápidas de presión se
suelen utilizar sensores piezoeléctricos o electrostáticos que proporcionan una
respuesta instantánea.
Hay que tener en cuenta que la mayoría de los manómetros miden la diferencia
entre la presión del fluido y la presión atmosférica local, entonces hay que sumar
ésta última al valor indicado por el manómetro para hallar la presión absoluta.
Cuando se obtiene una medida negativa en el manómetro es debida a un vacío
parcial.
Rango de presiones:
Las presiones pueden variar entre 10-8 y 10-2 mm de mercurio de presión
absoluta en aplicaciones de alto vacío, hasta miles de atmósferas en prensas y
controles hidráulicos. Con fines experimentales se han obtenido presiones del
orden de millones de atmósferas, y la fabricación de diamantes artificiales exige
presiones de unas 70.000 atmósferas, además de temperaturas próximas a los
3.000 °C.
En la atmósfera, el peso cada vez menor de la columna de aire a medida que
aumenta la altitud hace que disminuya la presión atmosférica local. Así, la
presión baja desde su valor de 101.325 Pa al nivel del mar hasta unos 2.350 Pa
a 10.700 m (35.000 pies, una altitud de vuelo típica de un reactor). Por 'presión
parcial' se entiende la presión efectiva que ejerce un componente gaseoso
determinado en una mezcla de gases. La presión atmosférica total es la suma
de las presiones parciales de sus componentes (oxígeno, nitrógeno, dióxido de
carbono y gases nobles).
Manómetro de Burdon:
Instrumento mecánico de medición de presiones que emplea como elemento
sensible un tubo metálico curvado o torcido, de sección transversal aplanada. Un
extremo del tubo está cerrado, y la presión que se va a medir se aplica por el
otro extremo. A medida que la presión aumenta, el tubo tiende a adquirir una
sección circular y enderezarse. El movimiento del extremo libre (cerrado) mide
la presión interior y provoca el movimiento de la aguja.
Los manómetros Burdon se utilizan tanto para presiones manométricas que
oscilan entre 0-1 Kg/cm2 como entre 0-10000 Kg/cm2 y también para vacío.
Las aproximaciones pueden ser del 0.1 al 2% de la totalidad de la escala, según
el material, el diseño y la precisión de las piezas. El elemento sensible del
manómetro puede adoptar numerosas formas. Las más corrientes son las de
tubo en C, espiral y helicoidal.
El tubo en C es simple y consistente y muy utilizado con esferas indicadoras
circulares. También se emplea mucho en algunos indicadores eléctricos de
presión, en los que es permisible o deseable un pequeño movimiento de la aguja.
El campo de aplicación es de unos 1500 Kg/cm2.
El manómetro Burdon es el instrumento industrial de medición de presiones más
generalizado, debido a su bajo costo, su suficiente aproximación y su duración.
Manómetro de columna de líquido:
Doble columna líquida utilizada para medir la diferencia entre las presiones de
dos fluidos. El manómetro de columna de líquido es el patrón base para la
medición de pequeñas diferencias de presión.
Las dos variedades principales son el manómetro de tubo de vidrio, para la
simple indicación de la diferencia de las presiones, y le manómetro de mercurio
con recipiente metálico, utilizado para regular o registrar una diferencia de
presión o una corriente de un líquido.
Los tres tipos básicos de manómetro de tubo de vidrio son el de tubo en U, los
de tintero y los de tubo inclinado, que pueden medir el vacío o la presión
manométrica dejando una rama abierta a la atmósfera.
El Barómetro:
El barómetro es básicamente un manómetro diseñado para medir la presión del
aire. También es conocido como tubo de Torricelli. El nombre barómetro fue
usado por primero vez por Boyle.
Manómetro de McLeod:
Modelo de instrumento utilizado para medir bajas presiones. También se llama
vacuometro de McLeod. Se recoge un volumen conocido del gas cuya presión
se ha de medir y se eleva en el nivel de fluido (normalmente mercurio) por medio
de un embolo, por una elevación del depósito, con una pero de goma o inclinando
el aparato. Al elevar más el nivel del mercurio el gas se comprime en el tubo
capilar. De acuerdo con la Ley de Boyle, el gas comprimido ejerce ahora una
presión suficiente para soportar una columna de mercurio lo bastante alta como
para que pueda ser leída. Las lecturas son casi por completo independientes de
la composición del gas.
El manómetro de McLeod es sencillo y económico. Es muy usado como patrón
absoluto de presiones en la zona de 0.0001-10mm de mercurio; a menudo se
emplea para calibrar otros manómetros de bajas presiones que tienen un uso
más práctico.
Calibración
Para medir el nivel de presión de distintos fluidos que se encuentran encerrados
en los recipientes que los contienen, se recurre a un instrumento de precisión
conocido como manómetro. Al igual que acontece con otros dispositivos, equipos
e instrumentos usados cotidianamente en laboratorios científicos o de análisis,
esta clase de instrumental también debe chequearse a lo largo del tiempo, para
estar seguros de que entrega mediciones precisas y confiables. Para ello lo que
se hace es someterlo a una calibración de manómetros.
Hay manómetros que miden la presión de los gases; y hay otros que miden la de
los líquidos. A fin de medir la presión, los aparatos suelen usar como referencia
a la presión atmosférica. De allí que se hable de la calibración de manómetros
por comparación. Con lo cual lo que hacen es medir la diferencia que existe entre
la presión absoluta o real, y la atmosférica; al valor resultante se lo denomina
presión manométrica, y su exactitud dependerá como dijimos de que el aparato
sea sometido a instancias de mantenimiento que pueden ser regulares o
eventuales, conocidas en el ambiente de los laboratorios como calibración de
manómetros de presión.
Un manómetro utiliza, para su funcionamiento, principios similares al de
aneroides y los barómetros. La medición que entrega este aparato se manifiesta
ya sea por arriba, o por debajo de la presión de la atmósfera. Desde Zwei
Ingeniería nos abocamos a la calibración de manómetros tipo Bourdon, que son
los más comunes y están conformados por un tubo de metal hermético y
aplanado, enrollado en forma de espiral y cerrado por uno de los lados; a pesar
de ser analógicos estos dispositivos ofrecen una excelente ecuación
precio/calidad.
Procedimiento de Calibración de Manómetros
La calibración de los manómetros, que es uno de los instrumentos de laboratorio
para medir presión, junto con los presos tatos y los transmisores de presión, debe
seguir pautas estandarizadas, de modo tal que en el tiempo se puedan trazar las
mediciones. Esto se resuelve con la adscripción a normas ISO específicas, que
en Zwei Ingeniería manejamos a la perfección, al igual que las prácticas más
avanzadas y los métodos de calibración de manómetros más eficientes que se
usan actualmente en el mundo. Es por ello que estamos en condiciones de
entregar a nuestros clientes el correspondiente certificado de calibración de
manómetros, que permite a los laboratorios llevar un registro del mantenimiento
y de las mediciones obtenidas, y presentarlo en caso de que solicite el
documento ante alguna eventualidad.
El procedimiento de calibración de manómetros más difundido utiliza balanzas
de peso muerto, esto es, un instrumento especial conformado por pistón de tipo
hidráulico asistido por pesas convenientemente calibradas. A tal fin se utiliza un
banco de calibración de manómetros. De allí la denominación de calibración de
manómetros por peso muerto que recibe este método.
La calibración de un manómetro se efectúa comparando la totalidad del rango
que mide el instrumento. En Zwei Ingeniería nos encargamos de la calibración
de manómetros analógicos y digitales; calibramos equipos diferenciales, de
fuelle, de columna, tipo Bourdon, etc. Y cuando las desviaciones que se
encuentran al pasar por el proceso son mayores a las que permiten las normas,
se procede a efectuar un proceso de ajuste.
Calibración de peso muerto
La balanza manométrica de pesos muertos es un instrumento
que reúne excelentes características de robustez, terminación
y precisión, permitiendo efectuar mediciones mejor que 0,1 %.
La bomba es de tipo tornillo, cuyo cuerpo está construido a
partir de macizo hexagonal de bronce, y el tornillo émbolo de
acero inox. Se fabrican en tres medidas de vástago, para
presiones de hasta 500 kg/cm².
El conjunto está soportado por dos patas de fundición regulable en altura y
preparada para la alternativa de montaje fijo en banco. Está provista con un
depósito de aceite, cuya tapa acciona una válvula aguja ubicada en su parte
inferior que la comunica con la cámara de alta presión.
El conjunto pistón -cilindro, se fabrica en dos versiones con relación 1:10 y 1:1
para medir alta y baja presión. Pistón construido de E-K con tratamiento térmico
y el cilindro de carburo de tungsteno, aseguran la precisión en el tiempo.
La conexión para el manómetro a calibrar es rígida vertical y con tuerca giratoria
de ½" BSP. Se provee juego de accesorios para adaptación a ¼" y 3/8 " y a
roscas NTP y métricas. Las pesas son de bronce pulido y se entregan formando
un juego apto para hacer mediciones de 0,1 en 0,1 kg/cm² con el pistón de baja
o de 1 kg/cm² con el pistón de alta.
Bibliografía
- Fundamentos de Mecánica de Fluidos, segunda edición, P. Gerhart, R.
Gross, J. Hochtein, Addison-Wesley Iberoamericana. USA 1995.
- S.A. (2012). Calibración de manómetros. noviembre 30, 2016, de Zwei
Ingeniería Sitio web: http://www.zwei-ingenieria.com.ar/calibracion-demanometros.php
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