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República Bolivariana de VenezuelaRepública Bolivariana de Venezuela
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Politécnica de la Fuerza Armada BolivarianaPolitécnica de la Fuerza Armada Bolivariana
Extensión Puerto Píritu -Extensión Puerto Píritu - Edo. AnzoáteguiEdo. Anzoátegui
Liceo Naval G.D. “José Antonio Anzoátegui”Liceo Naval G.D. “José Antonio Anzoátegui”
Ingeniería PetroquímIngeniería Petroquímica -ica - V SemestreV Semestre
InstrumentacInstrumentación yión y ControlControl
““II nnfforormeme dede TTrr ansansmimi ssororeess yy EEjjeemplmploo
P & I DP & I D ””
Bachilleres:Bachilleres:
Ramírez, Kassandra C.I.: 20.111.925Ramírez, Kassandra C.I.: 20.111.
Gómez, Jeferson C.I.: 20.121.998Gómez, Jeferson C.I.: 20.121.
Cañas, Gloria C.I.: 21.329.405Cañas, Gloria C.I.: 21.329.
Giménez, Elvis C.I.: 24.334.284Giménez, Elvis C.I.: 24.334.
Sección únicaSección única
Profesor: Ing. Juan GómezProfesor: Ing. Juan Gómez
Puerto Píritu, Abril 2012Puerto Píritu, Abril 2012
IntroducciónIntroducción
Los procesos industriales se presentan en gran variedad, abarcan muchos tipos deLos procesos industriales se presentan en gran variedad, abarcan muchos tipos de productosproductos y exy exigen eligen el controlcontrol de lade la fabricaciónfabricación dede loslos mismos.mismos. Para talPara tal objetivo sobjetivo se utilizane utilizan instrumentos de medición y control que permiten el mantenimiento y regulación de lasinstrumentos de medición y control que permiten el mantenimiento y regulación de las magnitudes propias del proceso en cuestión.magnitudes propias del proceso en cuestión.
La instrumentación industrial es basada en conocimientos básicos que debe obtenerLa instrumentación industrial es basada en conocimientos básicos que debe obtener cada usuario por medio de una capacitación y entrenamiento, para que estén en lascada usuario por medio de una capacitación y entrenamiento, para que estén en las condiciones necesarias para operar cualquier equipo o instrumento de la forma correcta,condiciones necesarias para operar cualquier equipo o instrumento de la forma correcta, ayudando estos en procesos de medición, regulación, etc., de cualquier sistema.ayudando estos en procesos de medición, regulación, etc., de cualquier sistema.
Es importante conocer cuáles son los equipos e instrumentos utilizados para elEs importante conocer cuáles son los equipos e instrumentos utilizados para el planteamientoplanteamiento dede cualquiercualquier sistema,sistema, desdedesde sussus especificaciones,especificaciones, localizaciónlocalización hastahasta lala manera en cómo están interconectados.manera en cómo están interconectados.
Estos equipos se representan de forma grafica en los diagramas PI&D (Diagrama deEstos equipos se representan de forma grafica en los diagramas PI&D (Diagrama de TuberíasTuberías ee Instrumentación),Instrumentación), queque permitepermite verver dede formaforma másmás claraclara yy sencillasencilla laslas interconexiones de los equipos y sin dejar de lado la importancia que tienen al momento deinterconexiones de los equipos y sin dejar de lado la importancia que tienen al momento de ver y leer un sistema, corrección de errores, etc.ver y leer un sistema, corrección de errores, etc.
Uno de los equipos esenciales dentro de un diagrama de tuberías e instrumentaciónUno de los equipos esenciales dentro de un diagrama de tuberías e instrumentación son los transmisores, ya que permiten transmitir información a un receptor, a corta o largason los transmisores, ya que permiten transmitir información a un receptor, a corta o larga distancia, decodificando un mensaje y expresándolo.distancia, decodificando un mensaje y expresándolo.
La simbología deLa simbología de loslos diagramas PI&D sondiagramas PI&D son de suma importancia, yde suma importancia, ya que establecena que establecen porpor mediomedio dede laslas normasnormas ISA,ISA, loslos símbolossímbolos yy figurasfiguras queque representanrepresentan cadacada equipoequipo yy laslas conexiones dentroconexiones dentro del sistema, pordel sistema, por lo quelo que son universales.son universales.
Los temas referentes a la instrumentación industrial son de gran desarrollo, sinLos temas referentes a la instrumentación industrial son de gran desarrollo, sin embargo en este informe se trataran temas claves, como los mencionados anteriormente deembargo en este informe se trataran temas claves, como los mencionados anteriormente de forma breve y sencilla.forma breve y sencilla.
En los transmisores a dos hilos puede existir aislamiento eléctrico entre la señal deEn los transmisores a dos hilos puede existir aislamiento eléctrico entre la señal de entrada proveniente del sensor y la señal de salida y/o alimentación. A este tipo deentrada proveniente del sensor y la señal de salida y/o alimentación. A este tipo de aislamiento se le denomina entrada aislada.aislamiento se le denomina entrada aislada.
-Transmisores a tres (3) hilos: Cuando el transmisor consume mayor potencia que la-Transmisores a tres (3) hilos: Cuando el transmisor consume mayor potencia que la
que puede ser suplida a través del propio lazo de corriente de salida, el transmisor debeque puede ser suplida a través del propio lazo de corriente de salida, el transmisor debeutilizar un tercer hilo justamente para llevar esa corriente extra que le permita funcionar. Seutilizar un tercer hilo justamente para llevar esa corriente extra que le permita funcionar. Se
debe entonces utilizar un esquema de conexión a tres o cuatro hilos. En el esquema dedebe entonces utilizar un esquema de conexión a tres o cuatro hilos. En el esquema de conexión a tres hilos, una señal común es utilizada entre la fuente de alimentación y el lazoconexión a tres hilos, una señal común es utilizada entre la fuente de alimentación y el lazo de transmisión analógico. En este esquema de conexión la fuente de alimentación debe serde transmisión analógico. En este esquema de conexión la fuente de alimentación debe ser CD al igual que la señal transmitida. En el esquema de conexión a tres hilos puede existirCD al igual que la señal transmitida. En el esquema de conexión a tres hilos puede existir aislamiento eléctrico entre la señal de entrada y la de salida, y/o la fuente de alimentaciónaislamiento eléctrico entre la señal de entrada y la de salida, y/o la fuente de alimentación (entrada aislada).(entrada aislada).
-Transmisores a cuatro (4) hilos: Los transmisores a cuatro hilos utilizan dos cables-Transmisores a cuatro (4) hilos: Los transmisores a cuatro hilos utilizan dos cables
parapara lala conexiónconexión dede lala fuentefuente dede alimentación,alimentación, lala cualcual eses usualmenteusualmente dede 120120 Vca,Vca, yy dosdos cables para transmitir la señal. En el esquema de conexión a cuatro hilos puede existir uncables para transmitir la señal. En el esquema de conexión a cuatro hilos puede existir un aislamiento eléctrico total entre la señal de entrada, la de salida y la fuente de alimentación.aislamiento eléctrico total entre la señal de entrada, la de salida y la fuente de alimentación. EnEn esteeste casocaso sese dicedice queque elel transmisortransmisor puedepuede tenertener cualquieracualquiera dede laslas siguientessiguientes combinaciones: entrada aislada, salida aislada, alimentación aislada y totalmente aislado.combinaciones: entrada aislada, salida aislada, alimentación aislada y totalmente aislado.
Transmisores neumáticosTransmisores neumáticos
Los transmisores neumáticos generan una señal neumática variable linealmente de 3 aLos transmisores neumáticos generan una señal neumática variable linealmente de 3 a 15 psi para el campo de medida de 0-100% de la variable. Utilizando el sistema métrico15 psi para el campo de medida de 0-100% de la variable. Utilizando el sistema métrico decimal la señal que se empleará será de 0,2-1 bar, siendo prácticamente equivalente a ladecimal la señal que se empleará será de 0,2-1 bar, siendo prácticamente equivalente a la anterior. Así, por este procedimiento, según la presión de salida se transmitirá un valor de laanterior. Así, por este procedimiento, según la presión de salida se transmitirá un valor de la
variable.variable.
Existen varias configuraciones posibles basándose todas ellas en un sistema tobera oExisten varias configuraciones posibles basándose todas ellas en un sistema tobera o obturador, mediante el cual se regula la presión de la señal de salida. El movimiento delobturador, mediante el cual se regula la presión de la señal de salida. El movimiento del obturador, dejando más sección de la tobera libre o menos, nos determina la presión deobturador, dejando más sección de la tobera libre o menos, nos determina la presión de salida, así sólo queda regular el movimiento de éste en función de la señal de entrada. Asalida, así sólo queda regular el movimiento de éste en función de la señal de entrada. A continuación se presenta el dispositivo tobera obturador, además de diferentes variantes decontinuación se presenta el dispositivo tobera obturador, además de diferentes variantes de este tipo de transmisores.este tipo de transmisores.
Algunas características:Algunas características:
Las variaciones en la señal de alimentación, influyen en la señal de salida,Las variaciones en la señal de alimentación, influyen en la señal de salida, ocasionando errores significativos en la señal transmitida.ocasionando errores significativos en la señal transmitida.
Las vibraciones mecánicas dan origen a pulsaciones en la señal transmitida.Las vibraciones mecánicas dan origen a pulsaciones en la señal transmitida.
La señal transmitida tiene un alcance máximo de 60 m.La señal transmitida tiene un alcance máximo de 60 m.
Son mucho más inexactos que los transmisores eléctricos.Son mucho más inexactos que los transmisores eléctricos.
Se debe tener un buen control de la calidad de aire (sobre todo la humedad ySe debe tener un buen control de la calidad de aire (sobre todo la humedad y partículaspartículas enen suspensión),suspensión), dede modomodo dede evitarevitar elel deteriorodeterioro yy taponamientotaponamiento deldel mecanismomecanismo
interno de los instrumentos.interno de los instrumentos.
Transmisores electrónicosTransmisores electrónicos
Los transmisores electrónicos generan una señal estándar de 4-20 mA c.c. A vecesLos transmisores electrónicos generan una señal estándar de 4-20 mA c.c. A veces esta señal de salida es sustituida por un voltaje de 1-5V, si existen problemas de suministroesta señal de salida es sustituida por un voltaje de 1-5V, si existen problemas de suministro electrónico. Así cualquier señal captada se podrá transmitir en forma de señal eléctricaelectrónico. Así cualquier señal captada se podrá transmitir en forma de señal eléctrica estableciendo una relación, a ser posible lineal, entre el valor de la variable recibida y el deestableciendo una relación, a ser posible lineal, entre el valor de la variable recibida y el de corriente saliente. El hecho de tener como valor asignado a la entrada nula una corriente decorriente saliente. El hecho de tener como valor asignado a la entrada nula una corriente de 4 mA se debe a la posibilidad de detectar de este modo cortes de línea.4 mA se debe a la posibilidad de detectar de este modo cortes de línea.
Capacidad para ser alimentados a través del propio lazo de corriente de transmisiónCapacidad para ser alimentados a través del propio lazo de corriente de transmisión de la señal analógica (conexión a dos hilos). También existen modelos con alimentación dede la señal analógica (conexión a dos hilos). También existen modelos con alimentación de la línea (conexión a cuatro hilos).la línea (conexión a cuatro hilos).
La velocidad de respuesta es de 2 a 5 veces superior a las de los transmisoresLa velocidad de respuesta es de 2 a 5 veces superior a las de los transmisores digitales. Igualmente el tiempo de recuperación debido a una falla en la alimentación deldigitales. Igualmente el tiempo de recuperación debido a una falla en la alimentación del
transmisor es menor que el caso de los transmisores digitales.transmisor es menor que el caso de los transmisores digitales.
Buena exactitud pudiéndose obtener hasta ± 0,05% del alcance calibrado.Buena exactitud pudiéndose obtener hasta ± 0,05% del alcance calibrado.
Capacidad de aislamiento entre la circuitería de entrada y la de salida. EstaCapacidad de aislamiento entre la circuitería de entrada y la de salida. Esta capacidad está incluso presente en los transmisores alimentados a través del propio lazo decapacidad está incluso presente en los transmisores alimentados a través del propio lazo de transmisión de la señal analógica. Se logra mediante la utilización de convertidores AC/DCtransmisión de la señal analógica. Se logra mediante la utilización de convertidores AC/DC y de transformadores que suministran el aislamiento galvánico.y de transformadores que suministran el aislamiento galvánico.
CapacidadCapacidad dede protecciónprotección dede lala circuiteríacircuitería internainterna contracontra picospicos yy respuestasrespuestas transitorias.transitorias.
Debido a que la calibración del rango de medición es lograda usualmente a través deDebido a que la calibración del rango de medición es lograda usualmente a través de dispositivos electro-mecánicos (potenciómetros), este tipo de instrumento es propenso adispositivos electro-mecánicos (potenciómetros), este tipo de instrumento es propenso a inestabilidadinestabilidad enen elel tiempotiempo (drift)(drift) porpor lolo queque generalmentegeneralmente requierenrequieren re-calibraciónre-calibración periódica.periódica.
Cumplen con el estándar ISA [S50.1] para transmisión de señales analógicas, lo queCumplen con el estándar ISA [S50.1] para transmisión de señales analógicas, lo que asegura la compatibilidad con cualquier instrumento receptor que cumpla igualmente conasegura la compatibilidad con cualquier instrumento receptor que cumpla igualmente con dicho estándar.dicho estándar.
Transmisores inteligentesTransmisores inteligentes Se denomina transmisor inteligente a aquel que incorpora circuitería digital basada enSe denomina transmisor inteligente a aquel que incorpora circuitería digital basada en microprocesador, y que para el procesamiento de la señal proveniente del sensor utilizamicroprocesador, y que para el procesamiento de la señal proveniente del sensor utiliza software en lugar de hardware. Existe una gran variedad de transmisores inteligentes, cuyasoftware en lugar de hardware. Existe una gran variedad de transmisores inteligentes, cuya diferencia principal consiste en el mecanismo que utilizan para la transmisión de la señal. Adiferencia principal consiste en el mecanismo que utilizan para la transmisión de la señal. A continuación se describen las características de cada uno de ellos.continuación se describen las características de cada uno de ellos.
-Transmisores inteligentes con comunicación digital: También suelen denominarse-Transmisores inteligentes con comunicación digital: También suelen denominarse simplemente transmisores digitales. En este tipo de transmisor la variable de proceso essimplemente transmisores digitales. En este tipo de transmisor la variable de proceso es
transmitida digitalmente y codificada de acuerdo a un protocolo de comunicación ya seatransmitida digitalmente y codificada de acuerdo a un protocolo de comunicación ya sea
estándarestándar (por(por ejemploejemplo “FIELDBUS“FIELDBUS FOUNDATION”FOUNDATION” oo deldel propiopropio fabricantefabricante deldel transmisor.transmisor.
Los transmisores digitales emiten una señal digital, que consiste en una serie deLos transmisores digitales emiten una señal digital, que consiste en una serie de impulsos (señal de muy pequeña duración) en forma de bits. Cada bit consistirá en dosimpulsos (señal de muy pequeña duración) en forma de bits. Cada bit consistirá en dos signos, el 0 y el 1, que corresponden al paso o no de corriente. Así según el número de bitssignos, el 0 y el 1, que corresponden al paso o no de corriente. Así según el número de bits que tengamos podremos codificar diferente número de niveles, mayor a más bits. Así alque tengamos podremos codificar diferente número de niveles, mayor a más bits. Así al tener un mayor número de niveles de señal de salida mejor será la resolución al podertener un mayor número de niveles de señal de salida mejor será la resolución al poder representar niveles de la de entrada más próximos, suponiendo una relación lineal entrerepresentar niveles de la de entrada más próximos, suponiendo una relación lineal entre ambas variables en todo el campo de medida.ambas variables en todo el campo de medida.
- Transmisores analógicos inteligentes: En este caso el instrumento transmite la señal- Transmisores analógicos inteligentes: En este caso el instrumento transmite la señal de las variables de proceso en forma analógica pero la circuitería interna es inteligentede las variables de proceso en forma analógica pero la circuitería interna es inteligente (basado en microprocesador), lo cual permite ciertas ventajas como son la configuración(basado en microprocesador), lo cual permite ciertas ventajas como son la configuración porpor softwaresoftware deldel rangorango dede mediciónmedición y tipoy tipo dede sensor,sensor, compensacióncompensación dede laslas nono linealidadeslinealidades del sensor, caracterización del transmisor, y en general, todas las características indicadasdel sensor, caracterización del transmisor, y en general, todas las características indicadas para el transmisor digital no relacionadas con la transmisión dpara el transmisor digital no relacionadas con la transmisión digital de la información.igital de la información.
Estos transmisores son totalmente compatibles con los transmisores analógicosEstos transmisores son totalmente compatibles con los transmisores analógicos convencionales, por lo que pueden ser utilizados para la sustitución de los mismos sinconvencionales, por lo que pueden ser utilizados para la sustitución de los mismos sin necesidad de cambios en el cableado o instrumentación asociada. Los transmisoresnecesidad de cambios en el cableado o instrumentación asociada. Los transmisores analógicos inteligentes son menos exactos que los transmisores digitales, ya que el procesoanalógicos inteligentes son menos exactos que los transmisores digitales, ya que el proceso de reconversión de la señal digital a analógica nuevamente introduce un error adicional node reconversión de la señal digital a analógica nuevamente introduce un error adicional no presente en el transmisor digital.presente en el transmisor digital.
-Transmisores-Transmisores híbridos:híbridos: ÉstosÉstos sonson transmisorestransmisores inteligentesinteligentes concon capacidadcapacidad dede comunicación tanto digital como analógica. Usualmente, la variable de proceso escomunicación tanto digital como analógica. Usualmente, la variable de proceso es transmitida en forma analógica estándar mientras que la comunicación digital es utilizadatransmitida en forma analógica estándar mientras que la comunicación digital es utilizada para intercambiar informpara intercambiar información de configuraación de configuración y diagnósticoción y diagnóstico del instrumento,del instrumento, y es lograday es lograda a través del mismo par de cables por el cual se transmite la señal analógica.a través del mismo par de cables por el cual se transmite la señal analógica.
EstosEstos transmisorestransmisores combinancombinan laslas ventajasventajas dede loslos transmisorestransmisores digitalesdigitales yy loslos analógicosanalógicos yy puedenpueden utilizarutilizar elel cableadocableado existenteexistente dede loslos transmisorestransmisores analógicosanalógicos convencionales. Si se requiere la capacidad de comunicación digital, solamente se necesitaconvencionales. Si se requiere la capacidad de comunicación digital, solamente se necesita de un acoplador adicional conectado al lazo de corriente analógico. Los terminalesde un acoplador adicional conectado al lazo de corriente analógico. Los terminales portátilesportátiles dede configuraciónconfiguración puedenpueden serser inclusiveinclusive conectadosconectados directamentedirectamente alal lazolazo dede corriente porque generalmente contienen incluido el hardware de acople.corriente porque generalmente contienen incluido el hardware de acople.
relativamente pequeñas, del orden de cinco kilo watts o menos. De muy alta frecuencia yrelativamente pequeñas, del orden de cinco kilo watts o menos. De muy alta frecuencia y ultra alta frecuencia de los transmisores de operar ya sea en muy alta frecuencia o ultra altaultra alta frecuencia de los transmisores de operar ya sea en muy alta frecuencia o ultra alta gama de frecuencias y se utilizan para la radiodifusión con modulación de frecuencia,gama de frecuencias y se utilizan para la radiodifusión con modulación de frecuencia, emisión de televisión, y con modulación de frecuencia de radio telefonía, etcemisión de televisión, y con modulación de frecuencia de radio telefonía, etc
Transmisores de microondasTransmisores de microondas Operan en frecuencias de microondas es que las frecuencias más allá de mil megaOperan en frecuencias de microondas es que las frecuencias más allá de mil mega hertzios y son utilizados por radar, la televisión de relevo, y enlace de microondas entre doshertzios y son utilizados por radar, la televisión de relevo, y enlace de microondas entre dos paísespaíses limítrofes olimítrofes o entre elentre el continentecontinente y lasy las islasislas adyacentes,adyacentes, etc poretc por lo tanto,lo tanto, la onla onda largada larga transmisores son los que operan las frecuencias por debajo de trescientos kilo Hertz. Lostransmisores son los que operan las frecuencias por debajo de trescientos kilo Hertz. Los transmisores de onda media son los que operan entre quinientos y cincuenta kilo hertzios atransmisores de onda media son los que operan entre quinientos y cincuenta kilo hertzios a mil seiscientos cincuenta kilo hertzios, mientras que los transmisores de onda corta operarmil seiscientos cincuenta kilo hertzios, mientras que los transmisores de onda corta operar entre los tres mega hertz a treinta mega hertz. Los transmisores de microondas para operarentre los tres mega hertz a treinta mega hertz. Los transmisores de microondas para operar las frecuencias más allá de un mil mega hertz.las frecuencias más allá de un mil mega hertz.
Según el nivel de medición se clasifican en:Según el nivel de medición se clasifican en:
Transmisor de Nivel por DesplazadorTransmisor de Nivel por Desplazador
Es una medición de nivel sencilla en cuanto a tecnología, y el método consiste porEs una medición de nivel sencilla en cuanto a tecnología, y el método consiste por desplazamiento de un flotador, boya o cuerpo flotante, y basado en la diferencia entre eldesplazamiento de un flotador, boya o cuerpo flotante, y basado en la diferencia entre el peso del flotador y la fuerpeso del flotador y la fuerza de flotación hacia arriba qza de flotación hacia arriba que el medio ejerce sobrue el medio ejerce sobre el cuerpo dee el cuerpo de desplazamiento. La fuerza de flotación hacia arriba depende del volumen del cuerpo dedesplazamiento. La fuerza de flotación hacia arriba depende del volumen del cuerpo de desplazamiento, la densidad relativa y el nivel del medio.desplazamiento, la densidad relativa y el nivel del medio.
Obviamente para que el cuerpo se desplace, debe ser más pesado que el medio.Obviamente para que el cuerpo se desplace, debe ser más pesado que el medio.
La fuerza diferencial se transmite a un medio de transmisión basado en un sistema deLa fuerza diferencial se transmite a un medio de transmisión basado en un sistema de barrabarra dede torsión,torsión, acopladoacoplado aa unun transductortransductor queque transformatransforma lala fuerzafuerza enen unauna señalseñal acondicionada y estándar, siendo esta habitualmente 4-20 mA. Lo más habitual es montaracondicionada y estándar, siendo esta habitualmente 4-20 mA. Lo más habitual es montar el desplazador en un tubo portante, y colocarlo externamente al tanque, con el fin deel desplazador en un tubo portante, y colocarlo externamente al tanque, con el fin de mejorar las condiciones de mantenimiento, calibración y estabilidad del producto.mejorar las condiciones de mantenimiento, calibración y estabilidad del producto.
Transmisor de Nivel por ServomotorTransmisor de Nivel por Servomotor
Es una medición de transmisión de nivel cuyo sistema consiste en que en la parteEs una medición de transmisión de nivel cuyo sistema consiste en que en la parte superior del depósito o silo, un tambor impulsado por un motor eléctrico hace descender unsuperior del depósito o silo, un tambor impulsado por un motor eléctrico hace descender un
fleje sonda lastrado por un peso en su extremo. Una rueda de medición e interruptores defleje sonda lastrado por un peso en su extremo. Una rueda de medición e interruptores de
proximidadproximidad generangeneran pulsospulsos enen lolo queque estáestá descendiendodescendiendo elel fleje.fleje. CuandoCuando elel pesopeso llegallega alal producto, elproducto, el fleje sefleje se destensadestensa y ely el motor inviertemotor invierte el sentidoel sentido dede girogiro y devuelvey devuelve al pesal peso ao a susu posiciónposición dede reposo.reposo. ElEl númeronúmero dede pulsospulsos medidomedido durantedurante elel descensodescenso sese restaresta dede lala alturaaltura total del depósito mediante un contador previamente puesto a cero. Los pulsos pueden sertotal del depósito mediante un contador previamente puesto a cero. Los pulsos pueden ser enviados directamente al sistema de control o por medio de un convertidor, pasarlos a 4-20enviados directamente al sistema de control o por medio de un convertidor, pasarlos a 4- mA.mA.
Transmisor de Nivel por “Burbujeo”Transmisor de Nivel por “Burbujeo”
Es una medición de nivel sencilla en cuanto a tecnología, y el método consiste enEs una medición de nivel sencilla en cuanto a tecnología, y el método consiste en medir la presión hidrostática en un tanque, insertando un tubo delgado en el líquido ymedir la presión hidrostática en un tanque, insertando un tubo delgado en el líquido y aplicando aire comprimido en el tubo, de modo que se empuja hacia abajo la columna deaplicando aire comprimido en el tubo, de modo que se empuja hacia abajo la columna de líquido del tubo hasta que salgan burbujas de aire del líquido. La presión de aire en el tubolíquido del tubo hasta que salgan burbujas de aire del líquido. La presión de aire en el tubo es entonces igual a la presión de la columna de líquido y se puede medir con un transmisores entonces igual a la presión de la columna de líquido y se puede medir con un transmisor de presión, que convierte la presión en 4-20 mA.de presión, que convierte la presión en 4-20 mA.
El aire comprimido se puede sacar de la red de aire de planta o aire de instrumentos,El aire comprimido se puede sacar de la red de aire de planta o aire de instrumentos, debiéndose ajustar por medio de un rotámetro. Este método se usa habitualmente cuando esdebiéndose ajustar por medio de un rotámetro. Este método se usa habitualmente cuando es un depósito o foso abierto, con fluidos sucios o corrosivos, etc.un depósito o foso abierto, con fluidos sucios o corrosivos, etc.
Transmisor de Nivel por presión Hidrostática y DiferencialTransmisor de Nivel por presión Hidrostática y Diferencial
Es una medición de nivel sencilla y basada en elEs una medición de nivel sencilla y basada en el mismo sistema que “Indicadoresmismo sistema que “Indicadores dede nivelnivel concon Manómetro”.Manómetro”. LaLa presiónpresión hidrostáticahidrostática dde la columna de líquido se midee la columna de líquido se mide directamente con un transmisor de presión o de presión diferencial. El transmisor se montadirectamente con un transmisor de presión o de presión diferencial. El transmisor se monta en la parte más baja del depósito. En el caso de depósitos presurizados, es necesaria laen la parte más baja del depósito. En el caso de depósitos presurizados, es necesaria la instalación de un transmisor de presión diferencial, de modo que a un lado de la cámara seinstalación de un transmisor de presión diferencial, de modo que a un lado de la cámara se
mida la presión ejercida por la columna del líquido, mas la sobrepresión del proceso, y en elmida la presión ejercida por la columna del líquido, mas la sobrepresión del proceso, y en el otro sólo la sobrepresión. De esta manera la diferencia de presión es el peso de la columnaotro sólo la sobrepresión. De esta manera la diferencia de presión es el peso de la columna del líquido. Lo más habitual en estos casos es la utilización de un transmisor de presióndel líquido. Lo más habitual en estos casos es la utilización de un transmisor de presión diferencial, pero también se podrían utilizar dos transmisores de presión relativa.diferencial, pero también se podrían utilizar dos transmisores de presión relativa.
Transmisores de Nivel ConductivosTransmisores de Nivel Conductivos
Es una medición de nivel utilizada para aquellos productos que sean conductivos.Es una medición de nivel utilizada para aquellos productos que sean conductivos.
Se mide la diferencia de conductividad en un electrodo parcialmente aislado cuandoSe mide la diferencia de conductividad en un electrodo parcialmente aislado cuando
la sonda está cubierta por el producto conductivo, y cuando no lo está. La pared metálicala sonda está cubierta por el producto conductivo, y cuando no lo está. La pared metálica
Transmisores de Nivel RadioactivosTransmisores de Nivel Radioactivos
Es una medición de nivel poco utilizada, y sólo se usa cuando el producto o lasEs una medición de nivel poco utilizada, y sólo se usa cuando el producto o las condiciones así lo requieren (tanques de ácido sulfúrico o fluorhídrico, muy altas presiones,condiciones así lo requieren (tanques de ácido sulfúrico o fluorhídrico, muy altas presiones, temperaturas, altas viscosidades, etc.). Este método de medición tiene la particularidad detemperaturas, altas viscosidades, etc.). Este método de medición tiene la particularidad de que no hay contacto con el fluido, ya que utiliza el principio de radiación gamma. Laque no hay contacto con el fluido, ya que utiliza el principio de radiación gamma. La radiación gamma no requiere equipo dentro del depósito puesto que penetra fácilmente lasradiación gamma no requiere equipo dentro del depósito puesto que penetra fácilmente las paredes del tanque.paredes del tanque. El método seEl método se basa en elbasa en el hecho de quehecho de que la radiación electromagnética quela radiación electromagnética que emite una fuente de rayos gamma alcanza el detector sin impedimentos cuando el tanqueemite una fuente de rayos gamma alcanza el detector sin impedimentos cuando el tanque está vacío, pero es absorbida en mayor grado cuanto más lleno esté el depósito.está vacío, pero es absorbida en mayor grado cuanto más lleno esté el depósito.
Según la presión en:Según la presión en:
Transmisores de Presión CapacitivosTransmisores de Presión Capacitivos
Son instrumentos que se basan en la variación de capacidad que se produce en unSon instrumentos que se basan en la variación de capacidad que se produce en un condensador al desplazarse una de sus placas por la aplicación de presión. La placa móvilcondensador al desplazarse una de sus placas por la aplicación de presión. La placa móvil
tiene forma de diafragma y se encuentra situada entre dos placas fijas.tiene forma de diafragma y se encuentra situada entre dos placas fijas.
De este modo se tienen dos condensadores, uno de capacidad fija o de referencia y elDe este modo se tienen dos condensadores, uno de capacidad fija o de referencia y el otro de capacidad variable. Tienen un tamaño reducido, son robustos y adecuados paraotro de capacidad variable. Tienen un tamaño reducido, son robustos y adecuados para medidas estáticas y dinámicas. La precisión es del orden de 0,2- 0,5% (bastante buena).medidas estáticas y dinámicas. La precisión es del orden de 0,2- 0,5% (bastante buena).
Transmisores de Presión ResistivosTransmisores de Presión Resistivos
Son instrumentos que se consisten en un elemento elástico (tubo bourdon o cápsula),Son instrumentos que se consisten en un elemento elástico (tubo bourdon o cápsula), que varía la resistencia óhmica de un potenciómetro en función de la presión. Sonque varía la resistencia óhmica de un potenciómetro en función de la presión. Son instrumentos sencillos y la señal de salida es potente, por lo que no requiere deinstrumentos sencillos y la señal de salida es potente, por lo que no requiere de amplificación. Son insensibles a pequeñas variaciones, sensibles a vibraciones y tienen peoramplificación. Son insensibles a pequeñas variaciones, sensibles a vibraciones y tienen peor estabilidad que otras tecnologías. La precisión es del orden de 1-2% (bastante baja).estabilidad que otras tecnologías. La precisión es del orden de 1-2% (bastante baja).
Transmisores de Presión PiezoeléctricosTransmisores de Presión Piezoeléctricos
LosLos elementoselementos piezoeléctricospiezoeléctricos sonson materialesmateriales cristalinoscristalinos que,que, alal deformarsedeformarse físicamente por la acción de una presión, generan una señal eléctrica. Son elementosfísicamente por la acción de una presión, generan una señal eléctrica. Son elementos ligeros, de pequeño tamaño y construcción robusta. Son sensibles a los cambios deligeros, de pequeño tamaño y construcción robusta. Son sensibles a los cambios de temperatura y requieren de amplificadores de señal. La estabilidad en el tiempo es bastantetemperatura y requieren de amplificadores de señal. La estabilidad en el tiempo es bastante pobre.pobre.
Transmisores de Presión Piezoresistivos o “Strain Gage”Transmisores de Presión Piezoresistivos o “Strain Gage”
Están basados en la variación de longitud y diámetro, y por lo tanto de resistencia,Están basados en la variación de longitud y diámetro, y por lo tanto de resistencia, que tiene lugar cuando un hilo de resistencia se encuentra sometido a una tensión mecánicaque tiene lugar cuando un hilo de resistencia se encuentra sometido a una tensión mecánica por lapor la acción deacción de una pruna presión.esión. El hiloEl hilo o galo galga formga forma partea parte dede un puentun puente dee de Wheatstone, queWheatstone, que cuando está sin tensión tiene una resistencia eléctrica determinada. Cualquier variación decuando está sin tensión tiene una resistencia eléctrica determinada. Cualquier variación de
presiónpresióndesequilibra el puente. Una innovación de esta tecnología lo constituyen los transductoresdesequilibra el puente. Una innovación de esta tecnología lo constituyen los transductores queque muevamueva elel diafragmadiafragma deldel transductortransductor cambiacambia lala resistenciaresistencia dede lala galgagalga yy
de presión de silicio difundido, al que se le añaden microprocesadores para añadirde presión de silicio difundido, al que se le añaden microprocesadores para añadir inteligencia al instrumento. La precisión es del orden de 0,2%.inteligencia al instrumento. La precisión es del orden de 0,2%.
Transmisores de Presión de Equilibrio de FuerzasTransmisores de Presión de Equilibrio de Fuerzas
En estos transmisores el elemento mecánico de medición (tubo bourdon, espiral,En estos transmisores el elemento mecánico de medición (tubo bourdon, espiral, fuelle, etc.) Ejerce una fuerza sobre una barra rígida del transmisor. Para cada valor defuelle, etc.) Ejerce una fuerza sobre una barra rígida del transmisor. Para cada valor de presión,presión, lala barrabarra adoptaadopta unauna posiciónposición determinadadeterminada excitándoseexcitándose unun transductortransductor dede desplazamiento tal como un detector de inductancia, un transformador diferencial o undesplazamiento tal como un detector de inductancia, un transformador diferencial o un detector fotoeléctrico.detector fotoeléctrico.
Un circuito oscilador asociado con cualquiera de estos detectores alimenta una unidadUn circuito oscilador asociado con cualquiera de estos detectores alimenta una unidad magnética y la fuerza generada reposiciona la barra de equilibrio de fuerzas. Se caracterizanmagnética y la fuerza generada reposiciona la barra de equilibrio de fuerzas. Se caracterizan porpor tenertener unun movimientomovimiento muymuy pequeñopequeño dede lala barrabarra dede equilibrio,equilibrio, poseenposeen realimentación,realimentación, buena elasticidadbuena elasticidad y alto nively alto nivel de señalde señal de salida.de salida. Son sensSon sensibles a lasibles a las vibraciones, porvibraciones, por lo quelo que su estabilidad es pobre. Su precisión es del orden de 0,5-1%.su estabilidad es pobre. Su precisión es del orden de 0,5-1%.
3._ Tipos de corriente según normas ISA3._ Tipos de corriente según normas ISA En la norma ISA se emplean líneas sólidas para representar las conexiones delEn la norma ISA se emplean líneas sólidas para representar las conexiones del procesoproceso yy líneaslíneas aa trazotrazo discontinuodiscontinuo oo líneaslíneas dede trazotrazo continuocontinuo concon marcasmarcas parapara laslas comunicaciones entre instrumentos.comunicaciones entre instrumentos.
Conexión del procesoConexión del proceso
Transmisión de señal neumáticaTransmisión de señal neumática
Transmisión de señal eléctricaTransmisión de señal eléctrica
Transmisión de señal sin hilosTransmisión de señal sin hilos
4._ Simbología de los transmisores4._ Simbología de los transmisores
Letras de identificaciónLetras de identificación
Líneas de conexión o transmisión de los instrumentosLíneas de conexión o transmisión de los instrumentos
Símbolos generales de las funciones de instrumentaciónSímbolos generales de las funciones de instrumentación
Símbolos de operadores matemáticosSímbolos de operadores matemáticos
5._ Usos y aplicaciones5._ Usos y aplicaciones
LaLa funciónfunción primordialprimordial dede unun transmisortransmisor eses tomartomar cualquiercualquier señal para convertirla en una señal estándar adecuada para el instrumento receptor, es asíseñal para convertirla en una señal estándar adecuada para el instrumento receptor, es así como un transmisor capta señales tanto de un sensor como de un transductor, aclarandocomo un transmisor capta señales tanto de un sensor como de un transductor, aclarando siempresiempre queque todotodo transmisortransmisor eses transductortransductor másmás nono unun transductortransductor puedepuede serser unun transmisor.transmisor.
Las aplicaciones de los transmisores dentro del ámbito industrial son muy amplias, yaLas aplicaciones de los transmisores dentro del ámbito industrial son muy amplias, ya que pueden estar involucrados en cualquier sistema de proceso ayudando a la obtención deque pueden estar involucrados en cualquier sistema de proceso ayudando a la obtención de productos finales.productos finales.
Algunas de las industrias en donde son aplicados están:Algunas de las industrias en donde son aplicados están:
Industria Química.Industria Química. Industria Petrolera.Industria Petrolera. Industria Petroquímica.Industria Petroquímica. Industria de alimentos.Industria de alimentos. Industria de las telecomunicaciones.Industria de las telecomunicaciones.
Las aplicaciones para las que los transmisores inteligentes ofrecen ventajas seránLas aplicaciones para las que los transmisores inteligentes ofrecen ventajas serán aquellas que se beneficien de su capacidad de comunicación o de su superior precisión,aquellas que se beneficien de su capacidad de comunicación o de su superior precisión, según los casos, como por ejemplo:según los casos, como por ejemplo:
a) Precisión: balance de materias, facturación, localizaciones donde haya grandesa) Precisión: balance de materias, facturación, localizaciones donde haya grandes
variaciones de temperatura ambiente, nivel, etc.variaciones de temperatura ambiente, nivel, etc.
b) Comunicaciones: ubicaciones poco accesiblesb) Comunicaciones: ubicaciones poco accesibles o peligrosas, procesos tipo batch queo peligrosas, procesos tipo batch que requieran frecuentes cambios de rango, lazos críticos donde deba minimizarse el tiempo derequieran frecuentes cambios de rango, lazos críticos donde deba minimizarse el tiempo de interrupción por posibles averías (ya que la capacidad de diagnóstico acelera la resolucióninterrupción por posibles averías (ya que la capacidad de diagnóstico acelera la resolución de las mismas), plantas piloto, etc.de las mismas), plantas piloto, etc.
La aplicación de transmisores de presión se requiere para el control de procesosLa aplicación de transmisores de presión se requiere para el control de procesos donde la exactitud es primordial debido a lo crítico del proceso.donde la exactitud es primordial debido a lo crítico del proceso.
La aplicación de los transmisores de temperatura es necesaria cuando los procesosLa aplicación de los transmisores de temperatura es necesaria cuando los procesos requieren de exactitud y confiabilidad, tanto en la lectura como en la velocidad de respuestarequieren de exactitud y confiabilidad, tanto en la lectura como en la velocidad de respuesta enen elel controlcontrol dede temperaturatemperatura enen procesosprocesos críticos.críticos. LosLos transmisorestransmisores amplificanamplifican yy acondicionan la señal del sensor de temperatura y la transmiten por medio de un par deacondicionan la señal del sensor de temperatura y la transmiten por medio de un par de conductores hasta el indicador o la sala de control.conductores hasta el indicador o la sala de control.
En la industria farmacéutica para opciones de monitoreo de humedad de ambiente seEn la industria farmacéutica para opciones de monitoreo de humedad de ambiente se puedepuede optaroptar porpor instrumentosinstrumentos indicadoresindicadores dede paredpared oo mesada,mesada, instrumentosinstrumentos dede manomano parapara
uso de supervisores o auditores o instrumentos transmisores controladores de uso fijo.uso de supervisores o auditores o instrumentos transmisores controladores de uso fijo.
Aplicaciones y usos de algunos trasmisores:Aplicaciones y usos de algunos trasmisores:
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