La medición de la presión es una tecnología esencial para monitorizar las condiciones del proceso en depósitos y tuberías. Dado que los productos presentan distintas propiedades, se emplean diferentes principios para medir la presión: la presión absoluta y manométrica, la presión hidrostática y la presión diferencial.
En la medición de la presión absoluta y manométrica, la presión del proceso hace que el diafragma se deforme. Esta fuerza se transmite a través de un aceite incompresible a un chip de silicio, donde se convierte en una señal eléctrica. La diferencia entre ambos métodos radica en el punto de referencia: la presión absoluta se mide con respecto al vacío, mientras que la presión manométrica se mide en relación con la presión atmosférica. La medición hidrostática del nivel se basa en el peso de la columna de líquido. A medida que aumenta el nivel de llenado, la presión ejercida sobre el membrana del sensor se incrementa debido al efecto de la gravedad, en proporción a la altura de la columna y a la densidad del producto. En la medición de la presión diferencial se registran dos valores de presión, normalmente en un depósito cerrado. El transmisor calcula la diferencia para determinar el nivel o la presión dentro del depósito.
Mire el vídeo para descubrir cómo funciona la medición de la presión.
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- Medición continua de la presión y el nivel de líquidos y gases
- Gran precisión de medición y estabilidad a largo plazo
- Diseño robusto para condiciones de proceso exigentes
- Sensores versátiles para una integración flexible en el sistema
- Fiabilidad contrastada en una amplia gama de aplicaciones industriales
Todos los días se llenan y vacían los depósitos de con una amplia variedad de productos a través de tuberías. Como por ejemplo, agua potable, zumos de frutas, aceites y combustibles, ácidos o salmueras. Dado que estos productos pueden presentar propiedades muy distintas entre sí, se emplean diferentes principios de medición para detectarlos. Algunos de ellos son, por ejemplo, la medición de la presión absoluta o manométrica, la presión hidrostática, así como la presión diferencial.
Los primeros orígenes científicos de la medición de la presión se documentaron a mediados del siglo XVII. Galileo Galilei llevó a cabo ensayos con bombas de agua para superar desniveles y facilitar el riego. Evangelista Torricelli realizó investigaciones con columnas de mercurio y descubrió el estado del vacío. Blaise Pascal, al conocer estos experimentos, prosiguió la investigación y pudo establecer que el aire posee peso. Pascal denominó “presión” a esta fuerza y, en su honor, la unidad del SI para medirla lleva su nombre. La presión es el resultado de una fuerza que actúa sobre una superficie.
Los instrumentos de presión permiten medir tanto presiones absolutas como manométricas y, además, pueden utilizarse para determinar variables de presión y niveles en depósitos. En primer lugar, analicemos con más detalle el funcionamiento de este método de medición tomando como ejemplo la presión absoluta y la presión manométrica.
Las presiones pueden medirse continuamente en una tubería llena de líquido. Analicemos de forma más detallada la diferencia entre una célula de presión absoluta y una célula de presión manométrica utilizando como ejemplo una célula cerámica. En una célula cerámica, se deposita un material conductor sobre un sustrato cerámico, formando así un condensador. Al aplicar presión, el diafragma se deforma y provoca un cambio en la capacitancia.
La célula de presión absoluta es un sistema cerrado que realiza las mediciones con respecto al vacío. En un entorno atmosférico, indica directamente la presión atmosférica. En una célula de presión manométrica, una abertura en el sustrato permite la compensación de presión entre la atmósfera y el interior de la célula.
De este modo, la medición se realiza con respecto a la presión ambiente. En condiciones atmosféricas, la presión atmosférica queda compensada y no se indica. En la medición de la presión hidrostática, es la columna de líquido del depósito la que ejerce presión sobre la membrana de proceso del sensor. La gravedad hace que la presión aumente a medida que sube la columna de líquido, es decir, el nivel de llenado del depósito. La columna de líquido es proporcional al nivel de llenado y a la densidad del producto.
En un depósito abierto, la presión se compensa continuamente en relación con el aire ambiente. Por lo tanto, el gas de la zona superior del depósito no afecta a la medición del nivel. No obstante, a la presión hidrostática ejercida por la columna de líquido se suma la presión atmosférica, que también actúa sobre el sensor. Cuando la presión atmosférica se compensa, el sensor se denomina sensor de presión manométrica. Examinemos un sensor de este tipo con más detalle. La célula de medición por contacto se basa en la tecnología del silicio y se ha desarrollado especialmente para la medición hidrostática del nivel. Las resistencias se integran en un chip de silicio formando un puente de Wheatstone.
Al aplicar presión, el diafragma de proceso se deforma y se produce un cambio en la resistencia. En el sensor, un aceite incompresible transmite la presión del diafragma de proceso a un chip de silicio, donde se analiza. En la medición de presión diferencial en un depósito cerrado, la presión atmosférica no influye en la determinación del nivel, ya que la referencia es la presión interna del propio depósito. Además de la presión generada por la columna de líquido, también se mide la presión existente en el espacio por encima del nivel. Ambos valores se transmiten al transmisor a través de conductos capilares llenos de aceite. El transmisor calcula la diferencia entre ambas presiones y determina el nivel del depósito a partir de este valor.
Los instrumentos de presión de Endress+Hauser facilitan la medición de presiones y niveles tanto en aplicaciones estándar como en aplicaciones con altas temperaturas y altas presiones, así como en aplicaciones con productos corrosivos o abrasivos. Disponemos de una solución apropiada para cualquier aplicación. Endress+Hauser.
