Curso de Instrumentación Básic Agenda del Curso • • • • • Introducción Definiciones en Instrumentación Sistema de Medidas Telemetría Variables de Proceso: • • • • • • • • • Presión, Nivel, Flujo, Temperatura, Densidad. Control de Proceso Elementos Finales de Control Técnicas de Seguridad Operacional Seguridad Intrínseca Introducción a Instrumentación • Los procesos industriales exigen control em la fabricación de sus productos. Los procesos son muy variados y abarcan muchos tipos de productos como por ejemplo: la fabricación de derivados del petróleo, productos alimenticios, papel e celulosa, mineros, etc. • En todos estos procesos es absolutamente necesario controlar y mantener constantes algunas variables, tales como presión, flujo, temperatura, nivel, pH, conductividad, velocidad, humedad, etc. Introducción a Instrumentación Los instrumentos de medición y control permiten mantener constante las variables de proceso con los siguientes objetivos: • Mejoría en la calidad del producto. • Aumento en cantidad del producto. • Seguridad y mejoría para el medio ambiente. • Disminución de los costos de producción. Control de Procesos • Debido a la centralización de las variables de proceso podemos fabricar productos que serian imposibles a través de control manual. Mas para alcanzar el nivel que estamos hoy, los sistemas de control sufrieron grandes transformaciones tecnológicas • Pasaron de control manual, control mecánico e hidráulico, control neumático, control eléctrico, control electrónico y actualmente control digital. Procesos Industriales Tipos de Procesos: • Procesos Continuos • Procesos no Continuos Control de Proceso • Debe se mantener las variables próximas a los valores deseados. • Los sistemas de control que permite hacer esto es definido como aquel que compara el valor de la variable de proceso con el valor deseado y toma una actitud de corrección de acuerdo con el desvió existente sen que la operación intervenga. Lazo de Control Cerrado Unidad de Medida Proceso Unidad de Control Elemento Final de Control Lazo de Control Abierto Unidad de Medida Proceso Indicación Definiciones Importantes • • • • • • • • Clases de Instrumentos Rango de Medición Alcance (Span) Error Repetibilidad Precisión o exactitud Rangoabilidad (Longitud del Rango) Terminología Clase de Instrumentos • • • • • • Indicadores Registradores Transductores Transmisores Controladores Elementos Final de Control Indicadores • Instrumento que disponen de un puntero y de una escala graduada, en la cual podemos leer el valor de la variable. • Existen también indicadores digitales que indican la variable en forma numérica con dígitos o barras gráficas. Registradores • Instrumento que registra o (n) variable (s) a través de un trazo continuo o pontos en un gráfico. Transductores • Instrumento que recibe informaciones en la forma de una o mas cantidades físicas, modifica caso necesario las informaciones y suministra una señal de salida resultante. • Dependiendo de la aplicación, el transductor puede ser un elemento primario, un transmisor u otro dispositivo. El conversor es un tipo de transductor que trabaja apenas con señales de entrada y salida padronizadas. Transmisores • Instrumento que determina el valor de una variable del proceso a través de un elemento primario de medición, teniendo la mismo señal de salida (neumático o electrónico) cuyo valor varia apenas en función de la variable de proceso. Controlador • Instrumento que realiza la comparación entre la variable controlada con el valor deseado y suministra una señal de salida con el fin de mantener la variable controlada en un rango o valor específico previamente determinados. La variable puede ser medida, directamente por el controlador o indirectamente a través de la señal de un transmisor o transductor. Elemento Final de Control • Instrumento que modifica directamente el valor de la variable manipulada del lazo de control. Otras Clasificaciones • Instrumentos de panel, de campo. • A prueba de explosión, intemperie, polvo, de líquidos, etc. • Combinaciones de estas clasificaciones son utilizadas para formular instrumentos conforme las necesidades. Rango de Medición • Conjunto de valores de la variable medida que están comprendidos dentro de un limite superior e inferior de la capacidad de medición o transmisión del instrumento. Se expresa determinando los valores extremos. • Ejemplos: • 100 a 5000C • 0 a 20 PSI • 0 a 60 m3 /h, Alcance (Span) • Es la diferencia algébrica entre el valor superior e inferior del Rango de medida del instrumento. • Ejemplos: – Un instrumento con rango de 100 - 5000C. Su Span es de 4000C. – Transmisor de presión, cuyo rango es de – 30 a +30 mm.c.a., su span será de 60 mm.c.a. Error • Es la diferencia entre el valor leído o transmitido por el instrumento en relación al valor real de la variable medida. Error Estático • Se tuviéramos el proceso en regimen permanente lo llamaremos de error estático, el cual podrá ser positivo o negativo dependiendo de la indicación del instrumento, el cual podrá estar indicando a mas o a menos. Error Dinámico • Cuando tenemos la variable alternando su valor a lo largo del tiempo tendremos un atraso en la transferencia de energía del medio para el medidor. El valor medido estará generalmente atrasado en relación al valor real de la variable. Esta diferencia entre el valor real y el valor medido es llamado de error dinámico. Repetibilidad • Grado de concordancia entre los resultados de medición sucesivas de un mismo mensurando efectuadas sobre las mismas condiciones de medición. Exactitud • Podemos definir como la capacidad de un instrumento de medición para dar respuestas próximas a un valor verdadero. Exactitud La exactitud puede ser descrita de tres maneras: • Porcentaje del Fondo de Escala (% del F.E.). • Porcentaje del Span (% del Span). • Porcentaje del Valor Leido (% do V.L.). Ejemplo de Exactitud • Para un sensor de temperatura con Range de 50 a 250 oC, el valor medido es 100 oC. • Determine el intervalo probable del valor real para las siguientes condiciones: • Exactitud de 1% del Fondo de Escala Valor real = 100 oC ± (0,01. 250) = 100 oC ± 2,5 oC • Exactitud 1% del Span Valor real = 100 oC ± ( 0,01. 200 ) = 100 oC ± 2,0 oC • Exactitud 1% do Valor Leído (Instantáneo) Valor real = 100 oC ± ( 0,01. 100 ) = 100 oC ± 1,0 oC Exactitud vs Presición Alta Exactitud Baja Presición Alta Precisión Baja Exactitud Rangoabilidad (Ancho de Rango) Es la relación entre el valor máximo y el valor mínimo leído con la misma exactitud en la escala de un instrumento. Ejemplo: Para un sensor de flujo cuja escala es de 0 a 300 GPM, con exactitud de 1% del Span y rangoabilidad 10: 1, significa que la exactitud será respetada entre los valores de 30 y 300 GPM. Terminología • Las normas de instrumentación establecen símbolos, gráficos y codificación para identificación alfanumérica de instrumentos o funciones programadas que deberán ser utilizadas en los diagramas y lazos de control de proyectos de instrumentación. • De acuerdo con la norma ISA Identificación de instrumentos P RC Variable Función Identificación Funcional 001 02 Área de Actividad Nr Secuencial en el Lazo Identificación del Lazo Identificación del Instrumentos Donde: P – Variable Medida – Presión R – Función pasiva o de Información – Registrador C – Función Activa o de Salida – Controlador 001 – Área de Actividad, en donde el Instrumento actua 02 – Numero secuencial del lazo de control A - Sufijo A S U F I J O Tabla de Identificación de Funcional de los Instrumentos 1era Letra Variable Medida A Analizador B Quemador (Llama) C Conductividad Eléctrica D Densidad o Peso especificaco E Tensión (FEM) F Flujo G Medida Dimensional H Comando Manual I Corriente Eléctrica K Tiempo Programa L Nivel M Humedad Letras Sucesivas Letra de Modificación Función de Salida Letra de Modificación Alarma Controlador Diferencial Elemento Primario Relación Visor Alto Barredura Estación de Control Lampara Piloto Bajo Medio o Intermediaro O Placa de Orificio P Presión Q Cantidad R Radioactividad S Velocidad o Frecuencia T Temperatura U Multivariable V Viscosidad W Peso o Fuerza Y Z Función de Lectura Pasiva Toma de Impulso Integración Registrador Seguridad Llave o Interruptor Transmisión o Transmisor Multifunción Multifunción Válvula Pozo Relee o Computador Posición Elemento Final de Control Multifunción Símbolos Generales p/ Instrumentos o Función Programada LOCALIZACION Localización Principal TIPO Instrumentos Discretos Instrumentos Compartidos Computador de Proceso Controlador Programable normalmente accesible al operador Montado en Campo Localización Auxiliar Localización Auxiliar normalmente normalmente accesible no accesible al operador al operador Símbolos de Líneas p/ Instrumentos o F.Programada ALIMENTACIÓN O IMPULSO SEÑAL NEUMÁTICO SEÑAL NO DEFINIDA SEÑAL ELÉCTRICO SEÑAL HIDRÁULICO TUBO CAPILAR SEÑAL ELECTROMAGNETICA O SÓNICA (TRANSMISIÓN NO GUIADA SEÑAL ELECTROMAGNETICA O SÓNICA (TRANSMISIÓN NO GUIADA CONEXIÓN CONFI GURADA INTERNAMENTE AL SISTEMA (SOFTWARE) CONEXIÓN MECÁNICA SEÑAL BINÁRIO NEUMÁTICO SEÑAL BINÁRIO ELÉCTRICO Símbolos y Función de Procesamiento de Señales SÍMBOLO Σ + O Σ /n Δ O _ FUNCIÓN SÍMBOLO FUNCIÓN SUMA × MULTIPLICACION MÉDIA ÷ DIVISION SUBTRACION R n K O P PROPORCIONAL Ι O I INTEGRAL x d/dt O D DERIVATIVO f(a) R EXTRACION DE RAIZ CUADRADA EXTRACION DE RAIZ n EXPONENCIAL FUNCION NO LINEAL > SELECTOR de SEÑAL ALTO > LIMITE SUPERIOR < SELECTOR de SEÑAL BAIXO < LIMITE INFERIOR ± POLARIZACION f(t) FUNCION TIEMPO LIMITADOR DE SEÑAL * * CONVERSOR DE SEÑAL Ejemplo Sistema de Medidas L.M.T. - Tiene como unidades fundamentales: – Longitud = L – masa = M – tiempo = T L.F.T. - Tiene como unidades fundamentales: – Longitud = L – fuerza = F Sistema de Medidas Tipo L.M.T. • • • • Físico o Cegesimal (C.G.S.): centímetro, gramo, segundo. Industrial Francés (M.T.S.): metro, tonelada, segundo. Métrico Decimal (M.K.S.): metro, Kilogramo, segundo. Absoluto Ingles (Ft, Pd, S): pie, libra, segundo. Tipo L.F.T. • • 1o) Práctico, Terrestre o Gravitatorio (M. Kgf. S.): metro, Kilogramo fuerza, segundo. 2o) Práctico Ingles (Ft, Pd, Sec): pie, libra-fuerza, segundo. Transmisión de Datos Telemetría Telemetría • Llamamos de Telemetría a la técnica de transportar mediciones obtenidas del proceso a distancia, en función de un instrumento transmisor. • La transmisión a distancia de los valores medidos está tan íntimamente relacionada con los procesos continuos, que a necesidad y ventajas de la aplicación de la telemetría y do procesamiento continuo se entrelazan. Ventajas de la Telemetría • Uno de los factores que se destacan en la utilización de la telemetría es la posibilidad de centralizar instrumentos y controles de un determinado proceso en paneles de control o sala de control. • Los instrumentos agrupados pueden ser consultados mas fácilmente y rápidamente, posibilitando la operación una visión conjunta del desempeño de la unidad. • Podemos reducir el número de operadores con un simultaneo aumento de la eficiencia del trabajo. • Crece considerablemente la utilidad y la eficiencia de los instrumentos, haciendo posible rápidas consulta, mantenimiento e inspección, en situaciones mas accesible, mas protegida y mas confortable. Tipos de Transmisión de Datos • Neumática • Electrónico • Digital Transmisión Neumática • En general, los transmisores neumáticos generan señales neumáticas variable, lineares, de 3 a 15 PSI (libras fuerza por pulgada cuadrado) para una rango de medidas de 0 a 100% de la variable. • Por ejemplo: • De 20 a 100 kPA • De 0,2 a 1 Kgf/cm2 Transmisión Electrónica • Los transmisores electrónicos generan varios tipos de señales: 4 a 20 mA, 10 a 50 mA y 1 a 5 Vdc en paneles, siendo estos los mas utilizados. Tenemos estas discrepancias en las señales de salida entre diferentes fabricantes. • Debido a estos los instrumentos están preparados para una cambio fácil de su señal de salida. Transmisión Electrónica • La relación de 4 a 20 mA y 1 a 5 Vdc están en la misma relación de una señal de 3 a 15 PSI neumática. • El “cero vivo” utilizado es el valor mínimo de 4 mA, • Tipos de Transmisión física: – Transmisión de 2 hilos – Transmisión a 4 hilos Ejemplo: Calcule el valor pedido: Ejemplo: 50% de la señal de 3 a 15 psi Valor Pedido = [ ( Final - Inicio) o Span] x ( % ) + Cero vivo 100% Span = 15-3 Span = 12 Valor Pedido = 12 x 50 100 +3 = 9 PSI Tipos de Transmisión Electrónica Alimentación Señal Digital Señal 4 a 20 mA La salida de los transmisores puede ser configurada para 3.6 mA o 21 mA en caso de falla del sensor. Corriente de Salida SALÍDA DE SEGURIDAD CONFORME NAMUR NE-43 21.0 20.5 20.0 Falla Saturado Rango Ajustada 4.0 3.8 3.6 Saturado Falla Temperatura Transmisión Digital Comunicación Paralela Comunicación Serial Transmisión Serial Asíncronica Transmisión Serial Sincronía EIA-RS232 C EIA-RS422 EIA-RS485 Tipos de Modulación FSK, ASK y PSD Velocidad de Transmisión (Rata de Baud) Protocolo de Transmisión • • • • • Cam Hart Foundation Field Bus Profibus Modbus Medición de Variables de Procesos Medición de Variables • Presión – Sellos Remotos • Nivel • Temperatura • Flujo Medición de Presión Medición de Presión • Concepto de Presión • Dispositivos de Medición Conceptos de Presión • Introducción • La Medición de presión es la mas importante padrón de medida, ya que las medidas de flujo, nivel, etc. pueden ser realizadas utilizando este principio. • Debido a la naturaleza de los fluidos: como gases, vapores, fluidos limpios, viscosos, pastosos y corrosivos, emplean varias técnicas en su medición, así como varios conceptos de física y de hidrostática. Conceptos de Presión • Presión: • Es definida como “La fuerza aplicada uniformemente sobre una superficie o área”. F P= A P = Presión F = Fuerza A = Área Definición de Presión • Presión Atmosférica • Es la presión ejercida por la atmósfera terrestre medida en un barómetro. • Al nivel del mar esta presión es aproximadamente de 760 mmHg. Definición de Presión • Presión Relativa Positiva o Manométrica. • Es la presión medida en relación a la presión atmosférica, tomada como unidad de referencia. • Presión Absoluta • Es la suma de la presión relativa y atmosférica, también se dice que es la medida a partir del vácio absoluto. • Importante: Al experimentar un valor de presión, se determinar si la presión es relativa o absoluta. Diagrama comparativo de Escala Presión Absoluta Presión Manométrica Presión Atmosférica Vació Vació Absoluto Definición de Presión • Presión Diferencial • Es la diferencia entre 2 presiones, siendo representada por el símbolo DP (delta P). Esa diferencia depresiones normalmente es utilizada para medir flujo, nivel, densidad, diferencial de presión, etc. • Presión Estática • Es el peso ejercido por una columna líquida en reposo o que este fluyendo perpendicularmente a la • toma de impulso. Definición de Presión • Presión Dinámica • Es la presión ejercida por un fluido en movimiento paralelo a su corriente. • Presión Total • Es la presión resultante de la sumatoria de las presiones estáticas y dinámicas ejercidas por un fluido que se encuentra en movimiento. UNIDADES DE PRESIÓN • Como existen muchas unidades de Presión es necesario saber la correspondencia entre ellas, pues ni siempre en la industria tenemos instrumentos padrones con todas las unidades y para ello, es necesario saber realizar la conversión. Tabla de Conversión de Unidades de Presión PSI PSI KPA Pulgadas H 2O mm H 2 O Pulgadas mm Hg Bars m Bars kg/cm² g/cm² Hg 1 6,8947 27,705 703,07 2,036 51,7148 0,0689 68,947 0,0703 70,307 KPA 0,14504 1 4,01832 101,9716 0,2953 7,50062 0,01 10,0 0,0102 10,1972 Pulgadas H2O 0,03609 0,24886 1 25,4 0,07307 1,8719 0,00249 2,491 0,00254 2,54 mm H 2O 0,0014 0,0098 0.03937 1 0,00289 0,07307 0,00009 0,09806 0,00001 0.0982 Pulgadas Hg 0,4912 3,3867 13,62 345,94 1 25,4 0,0339 33,864 0,0345 34,532 mm Hg 0,0193 0,1331 0,5362 13,62 0,03937 1 0,0013 1,3332 0,0014 1,3595 Bars 14,504 100,0 401,5 10.215,0 29,53 750,06 1 1.000 1,0197 1.019,7 m Bars 0,0145 0,1 0,4022 10,215 0,0295 0,7501 0,001 1 0,001 1,0197 kg/cm² 14,223 97,9047 394,06 10.018,0 28,959 735,56 0,9807 980,7 1 1.000,0 g/cm² 0,0142 0,0979 0,3941 10,018 0,02988 0,7356 0,00098 0,9807 0,001 1 Ejemplo de Conversión de unidades 10 psi = ______?______ Kgf/cm2 1 psi = 0,0703 Kgf/cm2 De acuerdo con la tabla 10 X 0,0703 = 0,703 Kgf/cm2 Dispositivos para la Medición de Presión Dispositivos Tubo de Bourdon Membrana o Diafragma Fole Columna de Líquido Sensor Piezoeléctrico Sensor Strain Gauge (Célula de Carga) o Piezoresistivo Sensor Capacitivo Sensor Silicio Resonante Tubo de Bourdon • O medidores de elemento elástico. • Consiste generalmente de un tubo con sección oval, dispuesto en forma de arco de circunferencia, teniendo un extremo cerrado y el otro extremo sometido a la presión a ser medida. Con la presión ejerciendo en el interior, el tubo tiende a ceder, resultando en el movimiento del extremo cerrado. Tipos de Tubos C Espiral Helicoidal Membrana o Diafragma • Es constituido por un disco de material elástico (metálico o no), fijo por el borde. Una hasta fijada en el centro del disco esta conectado a un mecanismo de Indicación. Indicador Conexión De Presión Resorte De Fole • • • El fole es muy empleado en la medición de presión. Es básicamente un cilindro metálico, corrugado o acordeón. Cuando la presión es aplicada en el interior del fole, provoca su distensión, es como tener que vencer la flexibilidad del material y la fuerza opuesta de resorte, el desplazamiento es proporcional a la presión aplicada. Presión FOLE Columna de Líquido • Básicamente consiste, en un tubo de vidrio, conteniendo cierta cantidad de líquido, fijado a una base con una escala graduada. • Existe de 2 tipos: • Tubo U • De Columna recta vertical • De Columna recta Inclinada Sensor Piezoeléctrico P • Os elementos piezoeléctricos son cristales, como o cuarzo, a turmalina y titanio que acumulan cargas eléctricas en ciertas áreas da estructura cristalina, cuando sufre una deformación física, por acción de una • presión. CRISTAL _ _ _ _ + + + + DIAFRAGMA SAIDA (b) CRISTAL Sensor Strain Gauge (Célula de Carga) o Piezoresistivo • De todos los sensores de presión, los sensores del puente de Wheatstone (Basado en tensión) son las solución mas común, ofreciendo soluciones que cumplen con exactitud, tamaño, robustez y costos. Los sensores de puente se utilizan para aplicaciones de alta y baja presión y pueden medir presión absoluto, manométrica y diferenciada. Todos los sensores del puente hacen uso una strain tensión y un diafragma según mostrado en la figura Sensores basados en Piezoeléctricos • • • • La piezo-resistividad refiérase a la mudanza de resistencia eléctrica con la deformación (compresión/tensión) como resultado de la presión aplicada. La piezo-resistividad fue descubierta en 1954 con estudios en cristales de silicio y germánio. En la gran mayoría son formados por elementos cristalinos (strain gage) interconectados ligados en puente de Wheatstone con otros resistores que podrá ajustar el cero, sensibilidad y compensación de temperatura. El material de construcción varia de fabricante para fabricante y hoy en día es común sensores de estado sólido. Actualmente existe un llamado “Film transducer”, el cual es construído con la deposición de vapor o infección de elementos strain gage directamente en un diafragma, lo que minimiza la instabilidad debido al uso de adhesivos en los enlaces de los modelos “Bonded Wire”. Sensores basados en Piezoeléctricos • Transductores y transmisores basado en esta tecnología son muy económico. • Amplios rangos de presiones: Baja y Muy altas presiones. • Amplia gama de conexión. • Conocidos como transmisores de LOW COST. Desventaja: • Rango limitante de temperatura de operación, no aplica en rangos bajos de presión por generar una señal de muy baja de excitación, muy instable. • Con el aumento de la temperatura, disminuir la piezoresistividad del material. Transmisores de Low Cost Sensor Capacitivo • La capacitancia entre dos placas metálicas cambia si la distancia entre estas cambia. Estos transductores de presión son generalmente muy estables y lineares. pero son sensibles a las temperaturas altas y son más complicados setup que la mayoría de los sensores de la presión Tubo Capilar Placa do Capacitor Diafragma Sensor Vidro Fluido Llenado Diafragma de Processo Características del sensor Capacitivo • Tecnología mas confiable y probada en términos de sensores • Con respuesta prácticamente lineal e insensibles a la variación de temperatura. • Por su respuesta lineal, permite alta rangoabilidad con exactitud. • Sin oscilación mecánica o campo magnético. • Minimiza el Error Total Probable y consecuentemente la variabilidad del proceso. • Ideal para aplicación de flujo. Los errores son menores Características del sensor Capacitivo • Son basados en transductores donde la presión aplicada a diafragmas sensores hace con que se tenga una variación de capacitáncia entre los mismos y un diafragma central. • Esta variación de capacitáncia típicamente es usada para variar la frecuencia de un oscilador o usado como elemento en una puente de capacitores. • Normalmente esta frecuencia es medida directamente por la CPU y convertida en Presión. No existe conversión A/D o que contribuye en la exactitud. La conversión A/D sufre con la temperatura y al final, el transmisor presentará drift en temperatura. • Ideal para aplicaciones de baja e alta presión Aplicaciones • • • • • • • • • • • • • Medición de flujo con la utilización de placa de orificio y elementos Venturi. Medición de nivel y volumen. En salas/cámaras presurizadas. Medición de densidad Monitoreo del desempeño de filtraje ( aire y líquido) Medición de presión estática en tanques y recipientes. Todos los tipos de medición de nivel. Medición de nivel en tanques abiertos. Medición en fuentes de petróleo y gas. Medición de flujo en líneas de alta presión. Medición en generación y control de energía (Calderas, líneas de vapor) Monitoreo de turbinas, bombas y compresores. Procesos de fabricación de plásticos y películas plásticas. Sensores de Silicio Resonante • El sensor consiste de una cápsula de silicio colocada estratégicamente en un diafragma, utilizando el diferencial de presión para vibrar en mayor o menor intensidad, a fin de que esa frecuencia sea proporcional a la presión aplicada. Conexión a proceso • Conexión de Impulso • Sistema de Sello – Sello Liquido – Sello de Aire – Sello Volumétrico (Sello remoto) – Sello Sanitario • Purga • Sangria o Venteo Conexión de Impulso • Es la tubería que conecta a la toma de impulso a un instrumento de medición. Es un componente del elemento sensible de los instrumentos que miden presión, flujo y nivel. Instalaciones típicas • Se utilizan en sistema de medición para gas, liquido y vapor. • Según la ubicación, tipo de fluido de proceso, la tomas mudan su posición. Instalación para Gas • Localización de las tomas: Superior o lateral • Localización de transmisor: Encima del punto de medición Instalación para Liquido • Localización de las tomas: Lateral • Localización de transmisor: Debajo o al mismo nivel del punto de medición Instalación para Vapor • Localización de las tomas: Lateral • Localización de transmisor: Debajo utilizando una cámara de condensación Cuidado en instalaciones • Con excepción de gases secos, las líneas de impulso deben ser inclinadas a una razón de 1:10 para evitar el cúmulo de burbujas en el caso de líquidos o de condensado, para el caso de vapor y gases húmedos. Constitución de una Tubería de Impulso • Nipple de determinado diámetro, fijado a la toma de impulso. • Válvula de bloqueo. • Tubo de determinado diámetro conectado a la válvula de bloqueo del instrumento. • Válvula de dreno, instalada cerca del instrumento. Válvulas de Bloqueo • Para instalar transmisores de presión es ampliamente utilizado manifold. • La se instala entre la tubería de impulso de alta presión y de baja presión, para igualar las presiones de las cámaras del instrumento. Esta válvula se le da el nombre de válvula ecualizadora. Sello Liquido Sistemas de sellado sirven para evitar la corrosión y cristalización de los productos altamente viscosos, que se solidifican a temperatura ambiente en el interior del elemento de medición • • • • El sello líquido es utilizado siempre que hubiese necesidad de que el elemento no entre en contacto con el fluído a ser medido. Generalmente este sello es colocado en potes. La presión ejercida por el proceso de acuerdo con la densidad, irá a presionar el líquido del sello para el elemento. El líquidos para sellado pueden ser: mezcla de glicerina y agua, mezcla de etileno, glicol y agua, kerosén, Aceite, etc. Liquido Sellante Sello de Aire • Consiste en una cámara sellada y un capilar donde existe un diafragma que se irá desplazar de acuerdo con las variaciones de presión del proceso. Este tipo de sello es usado para medir presiones bajas. Sello Volumétrico (Sello remoto) • Consiste en una cámara sellada y un capilar que está conectados directamente al elemento. En esta cámara existe un diafragma que irá presionar el líquido de sello por el capilar al elemento. El desplazamiento será proporcional a la presión ejercida por el proceso sobre el diafragma. El rango mínimo recomendado para los medidores de este tipo es de 3 Kgf/cm2, siendo la longitud máxima del capilar de 15 m. Sello Sanitario • Es un tipo de sello que es utilizado en la industria alimenticias. Su conexión al proceso es realizada a través de una abrazadera para facilitar su remoción cuando es realizada la higienización del proceso. Purga • Es utilizado para evitar que los medidores tomen contacto directo con fluidos que puedan causar daños o fallas en su funcionamiento. • • Purga con gas El flujo de la purga debe ser manteniendo constante, como medida de precaución para el funcionamiento de los medidores. Se instala un rotametro para obtener la indicación del flujo de purga. • • Purga con líquido Se utiliza purga con agua u otro líquido adecuado cuando el líquido a ser medido es corrosivo o contiene sólidos en suspensión o tiende a cristalizarse con la mudanza de temperatura. Sangría • Todas las veces que en instrumentación se realiza una operación de mantenimiento en un sistema hidráulico, se debe extraer el aire que se introduce al sistema. • La facilidad de compresión del aire absorbe la presión transmitida por el líquido perdiendo su efectividad. • En instrumentación, la sangría es usada en instrumentos que trabajan con cámaras de compresión, cuando es un líquido o existe un sistemas de sellado. Proceso de Selección de un Transmisor de Presión Criterios para seleccionar un Transmisor de Presión • La selección debe atender los criterios técnicos y de proceso: – Rango de Trabajo. – Aplicación – Condiciones del Proceso. • Muchas veces el mal funcionamiento o el mal desempeño están relacionados con la especificación inadecuada al proceso/aplicación y hasta el mismo equipo, debido a una instalación indebida. Aspectos técnicos del Proceso Manométrico Absoluto Rango de Medición Diferencial Aspectos técnicos del proceso Escala Rangoabilidad Rango de Medición Exatitud Ajuste del Cero y Span Aspectos técnicos del proceso Indicación Local Indicación Remota Aplicación del Transmisor Medición y control Seguridad ?????? Aspectos técnicos del proceso Condiciones del Ambiente Selección del Material Condiciones del Proceso Condiciones de Presión y temperatura Damping Condiciones de Instalación Selección de Material • De acuerdo con la exposición al proceso es importante considerar la agresión, toxicidad y fluido de llenado en la selección de los materiais de construcción del transmisor. • Algunas veces es conveniente el uso de sellos remotos para aislar el transmisor del medio. Condiciones de Presión y Temperatura • Cuando la temperatura es elevada es aconsejable aislar el transmisor o el usos de sellos y capilares, protegiendo al equipo de la temperatura. • A máxima presión a ser aplicada debe ser conocida para la determinación del rango adecuada del transmisor. • La sobre presión debe ser conocida con el fin de evitar que el limite del sensor sea ultrapasado, ahorrando el daño del instrumento. Condiciones ambientales • El ambiente en donde será instalado el transmisor debe ser analizada en relación a la humedad, corrosión y atmósfera salina. • El material y la clasificación de área es fundamental en la especificación del material de la carcaza, torñilleria y accesorios. Condición de Damping • La presencia de bombas y otros dispositivos pueden causar turbulencia en las líneas de presión y para una correcta medición se debe ajustar adecuadamente el damping, evitando variaciones y acciones que puedan causar recarga (overshoot) en los controles y válvulas. Condición de Instalación • La vida útil y el desempeño del transmisor está directamente relacionada con las condiciones de instalación. • Algunos accesorios pueden prevenir al Transmisor de condiciones agresivas: – – – – – Sellos de protección. Drenos. Válvulas de bloqueo. Válvulas de ecualización. Limitadores de sobrecarga. FIN Parte I
