Repblica Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular Para la Educacin UniversitariaUniversidad Politcnica Territorial del Oeste de Sucre Clodosbaldo RussianPrograma Nacional de Formacin en Electrnica

Variables de proceso

Profesora:Nombre:Jess DazGuillermo Ovalle C.I-20307300Karen Rodrguez C.I.- 20307300Jos Romero C.I-24873520

Caracas, Mayo de 2015INDICEContenido:

Introduccin..................

Sistemas de medicin y control......

Clasificaciones de los Instrumentos Instrumentos por Funcin.. Instrumentos por Variable de Proceso....

Medidas de Presin. Indicadores locales de Presin. Interruptores de Presin. Transmisores de Presin

Medidas de Caudal..... Medidores Deprimgenos.. Medidores de rea Variable.. Medidores de Desplazamiento Positivo.. Medidores Msicos.

Medidas de Temperatura.... Indicadores locales de Temperatura (termmetros).... Elementos Primarios de Temperatura...

Medidas de Nivel.... Indicadores de nivel de Vidrio.. Indicadores de nivel Magnticos... Indicadores de nivel con Manmetro.. Indicadores de nivel de Cinta, regleta o flotador/cuerda... Interruptor de Nivel por Flotador... Interruptor de Nivel por Lminas Vibrantes. Transmisor de Nivel por Desplazador.. Transmisor de Nivel por Servomotor.. Transmisor de Nivel por Burbujeo. Transmisor de Nivel por presin Hidrosttica y Diferencial. Transmisores de Nivel Conductivos Transmisores de Nivel Capacitivos. Transmisores de Nivel Ultrasnicos... Transmisores de Nivel por Radar Transmisores de Nivel Radioactivos...

Medidas de Anlisis..

Elementos finales de Control..

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INTRODUCCION

Cuando uno mira a su alrededor percibe que los instrumentos de medida estn en todas partes es por ello que el sistema de medicin y control es utilizada, por ejemplo, para tomar la decisin a ajustar o no un proceso La medicin de datos, se compara con los lmites de control estadsticos del proceso, y si la comparacin indica que el proceso est fuera de control, entonces se realiza algn tipo de ajuste. Otro uso de la medicin de datos es determinar si existe una relacin significativa entre dos o ms variables.

En el siguiente trabajo de investigacin se hablara de las variables de proceso donde se har una breve explicacin de la clasificacin de los instrumentos de medicin como son los instrumentos por funcin y los instrumentos por variable de proceso. Pasando a explicar cada uno de los tipos de medicin que existen ventajas y desventajas, donde hablaremos ms detalladamente sobre las medidas de caudal, de temperatura y de nivel.

Tambin podremos encontrar una breve explicacin sobre las medidas de presin y medidas de anlisis para luego pasar a los elementos finales de control.

A continuacin se muestra el desarrollo del mismo esperando que sea una lectura de fcil compresin.

SISTEMAS DE MEDICIN Y CONTROL

Los instrumentos de medicin y control son relativamente complejos y su funcin puede entenderse si se clasifican de manera adecuada. Dos clasificaciones bastante extendidas pueden ser: por funcin del instrumento y otra por variable de proceso a medir. Clasificaciones de los Instrumentos

Instrumentos por FuncinLos instrumentos por tipo de funcin pueden subdividirse en los siguientes tipos:

Elementos Primarios: Son aquellos instrumentos que estn en contacto con el fluido o variable, utilizando o absorbiendo energa del medio controlado para dar al sistema de medicin una indicacin en respuesta a la variacin de la variable controlada. Los ejemplos ms tpicos son ls placas de orificio y los elementos de temperatura (termopares o termorresistencias). Cabe indicar que a los instrumentos compactos como manmetros, termmetros, transmisores de presin, etc. ya se supone que el elemento primario est incluido dentro del propio instrumento. Transmisores: Son aquellos instrumentos que captan la variable de proceso, generalmente puede ser a travs de un elemento primario, y la transmiten a distancia en forma de seal neumtica (3-15 psi), electrnica (4-20 mA), pulsos, protocolarizada (hart) o bus decampo (Fieldbus Foundation, Profibus, etc.). Estos instrumentos dan una seal continua de la variable de proceso. Dentro de los transmisores los hay ciegos (sin indicador local) y con indicador local incorporado. Indicadores Locales: Son aquellos instrumentos que captan la variable de proceso y la muestran en una escala visible localmente. Los indicadores locales ms utilizados son los manmetros (presin), termmetros (temperatura), rotmetros (caudal), etc. Normalmente estos instrumentos no llevan electrnica asociada, aunque tambin se consideran indicadores locales a los indicadores electrnicos conectados a los transmisores. Estos ltimos pueden ser analgicos o digitales. Interruptores: Son aquellos instrumentos que captan la variable de proceso, y para un valor establecido actan sobre un interruptor. Es decir, cambian de estado de reposo a activado cuando el proceso llega a un valor predeterminado. Es un instrumento todo-nada. Los instrumentos ms habituales son los presostatos (presin), termostatos (temperatura), interruptores de nivel, flujostatos (caudal), etc. Convertidores: Son aquellos instrumentos que reciben un tipo de seal de un instrumento y la modifican a otro tipo de seal. Pueden ser convertidores de seal neumtica a electrnica, de mV a mA, de seal continua a tipo contacto, etc. Se usan habitualmente por necesidades de los sistemas de control de homogeneizacin. Elementos finales de control: Son aquellos instrumentos que reciben un tipo de seal procedente de un controlador y modifica el caudal del fluido o agente de control. Los ms habituales son las vlvulas de control, servomotor o variador de frecuencia. Otros tipos de instrumentos cada vez menos utilizados son los registradores y controladores

Instrumentos por Variable de Proceso A continuacin se pasa a desglosar en detalle las posibles variables de proceso a medir, y los diferentes tipos por funcin.

Medidas de Presin La medicin de presin, junto a la de temperatura y nivel, son las variables de proceso ms utilizadas en los procesos industriales. No es este el curso en el que se deba explicar fsicamente en que consiste la presin, pero si es bueno indicar que las medidas de presin comnmente utilizadas en la industria son: Presin relativa o manomtra. Presin absoluta. Presin diferencial.

Se clasifican en:

Indicadores locales de PresinLos indicadores de presin o manmetros ms utilizados son los basados en el tubo bourdon. El tubo bourdon es un tubo de seccin elptica que forma un anillo casi completo, cerrado por un extremo. Al aumentar la presin en el interior del tubo, este tiende a enderezarse y el movimiento es transmitido a la aguja indicadora. El efecto es similar al producido por un matasuegras. El metal solo se puede deformar dentro de un rango limitado para evitar la deformacin permanente. El material habitualmente utilizado suele ser acero inoxidable o aleaciones especiales tipo hastelloy o monel. Los rangos de utilizacin son desde 0 bar a cientos de bar.

Interruptores de Presin: Los interruptores de presin o presostatos, utilizan las mismas tecnologas que los manmetros, con la diferencia que se les incluye un contacto elctrico calibrado aun valor de presin, de tal manera que dicho contacto cambia de estado cuando el valor de la presin llega a dicho valor.

Transmisores de PresinEste tipo de instrumentos de presin convierten la deformacin producida por la presin en seales elctricas. Una diferencia respecto a los anteriores es la necesidad de incluir una fuente de alimentacin elctrica, mientras que tienen como ventaja las excelentes caractersticas dinmicas, es decir, el menor cambio producido por deformacin debida a la presin, es suficiente para obtener una seal perfectamente detectable por el sensor. A continuacin relatamos brevemente algunas de las tecnologas ms habitual es para los transmisores de presin y presin diferencial.

Transmisores de Presin Capacitivos: Son instrumentos que se basan en la variacin de capacidad que se produce en un condensador al desplazarse una de sus placas por la aplicacin de presin. La placa mvil tiene forma de diafragma y se encuentra situada entre dos placas fijas. Transmisores de Presin Resistivos: Son instrumentos que se consisten en un elemento elstico (tubo bourdon ocpsula), que vara la resistencia hmica de un potencimetro en funcin de la presin. Son instrumentos sencillos y la seal de salida es potente, por lo que no requiere de amplificacin. Son insensibles a pequeas variaciones, sensibles a vibraciones y tienen peor estabilidad que otras tecnologas. Transmisores de Presin Piezoresistivos o Strain Gage: Estn basados en la variacin de longitud y dimetro, y por lo tanto de resistencia, que tiene lugar cuando un hilo de resistencia se encuentra sometido a una tensin mecnica por la accin de una presin. El hilo o galga forma parte de un puente de Wheatstone, que cuando est sin tensin tiene una resistencia elctrica determinada. Cualquier variacin de presin que mueva el diafragma del transductor cambia la resistencia de la galga y desequilibra el puente. Una innovacin de esta tecnologa lo constituyen los transductores de presin de silicio difundido, al que se le aaden microprocesadores para aadir inteligencia al instrumento. La precisin es del orden de 0,2%. Transmisores de Presin de Equilibrio de Fuerzas: En estos transmisores el elemento mecnico de medicin (tubo bourdon, espiral,fuelle,etc.) ejerce una fuerza sobre una barra rgida del transmisor. Para cada valor de presin, la barra adopta una posicin determinada excitndose un transductor de desplazamiento tal como un detector de inductancia, un transformador diferencial o un detector fotoelctrico. Un circuito oscilador asociado con cualquiera de estos detectores alimenta una unidad magntica y la fuerza generada reposiciona la barra de equilibrio de fuerzas.

Medidas de CaudalLas medidas de caudal tienen una gran importancia dentro de los procesos ya que se utilizan habitualmente para control del proceso y para medidas de contabilidad (facturacin, importacin/exportacin de productos, etc.), por lo que la seleccin de la mejor tecnologa tiene una gran implicacin. Hay muchas formas de diferenciar los diferentes tipos de mediciones de caudal, siendo una de ellas la siguiente: Medidores Deprimgenos Medidores de rea Variable. Medidores de Desplazamiento Positivo. Medidores Msicos.

Medidores DeprimgenosEl mtodo ms ampliamente utilizado para la medida de caudal en las plantas de proceso es el utilizado por presin diferencial. Para esto se utilizan elementos primarios del tipo: Tubos Venturi. Toberas. Tubos Pitot. Placas de orificio. Tubos Annubar.

Tubos Venturi: Los tubos Venturi son unos elementos primarios de caudal del tipo Deprimgenos que se componen de tres partes bien diferenciadas, una seccin de entrada cnica convergente en la que la seccin transversal disminuye, lo que se traduce en un aumento de la velocidad del fluido y una disminucin de la presin, una seccin cilndrica en la que se sita la toma de baja presin, y donde la velocidad del fluido se mantiene prcticamente constante, y por ltimo una tercera seccin de salida cnica divergente en la que la seccin transversal aumenta disminuyendo la velocidad y aumentando la presin. Toberas: Las Toberas presentan una entrada curvada que se prolonga en un cuello cilndrico, si bien el coeficiente de descarga es similar al del tubo venturi, la cada de presin es similar a la de la placa orificio, en las mismas condiciones. Las toberas son habitualmente utilizadas cuando se requiere una precisin mayor que la que pueden aportar las placas de orificio. Tubos Pitot: Los tubos Pitot son una de las formas de medir caudal ms antigua. Los tubos Pitotson instrumentos sencillos, econmicos y disponibles en un amplio margen de tamaos. Si se utilizan adecuadamente pueden conseguirse presiones moderadas, y aunque su principal aplicacin sea para medir la velocidad del aire, se usan tambin para medir el caudal en grandes conductos y con cualquier gas. La principal desventaja de esta tcnica es cuando existen bajas velocidades de fluido.Tambin se puede utilizar para medir lquidos aunque se corre el peligro de rotura de la sonda. Placas de Orificio: Las Placas de Orificio son las ms utilizadas y consiste en una placa perforada que se instala en la tubera. Para captar la presin diferencial es necesario conectar dos tomas, una antes y otra despus de la placa. Annubar: El tubo Annubar es una innovacin del tubo Pitot. Consta de un tubo exterior situado a lo largo de un dimetro transversal de la tubera, y de dos tubos interiores. El tubo exterior consta de cuatro orificios en la cara aguas arriba de la corriente, que se utilizan para interpolar los perfiles de velocidad y poder realizar un promedio, y otro orificio en el centro del tubo pero en la cara aguas debajo de la corriente.

Medidores de rea VariableLos medidores de caudal por rea variable utilizan el mismo principio de medida que los medidores por presin diferencial, es decir, la relacin entre la energa cintica y la energa debida a la presin.En estos instrumentos el rea de la restriccin cambia al mismo tiempo que el caudal, permaneciendo constante la presin diferencial. El instrumento de rea variable por excelencia es el rotmetro, el cul consta bsicamente de un tubo vertical troncocnico, de cristal o con armadura metlica, en cuyo interior se encuentra un flotador. El fluido entra por la parte inferior del tubo, arrastrando el flotador en direccin ascendente. Al ascender el flotador va dejando libre un rea en forma anular hasta que la fuerza producida por la presin diferencial en las caras superior e inferior del flotador se equilibra. Es por lo tanto un sistema basado en equilibrio de fuerzas. La posicin de equilibrio alcanzada por el flotador dentro del tubo es una indicacin directa del caudal de paso, marcado sobre el propio tubo o armadura. Esta tcnica de medicin se utiliza para bajos caudales y fluidos limpios.

Medidores de Desplazamiento Positivo Los medidores de desplazamiento positivo operan atrapando un volumen unitario y conocido de lquido, desplazndolo desde la entrada hasta la salida, y contando el nmero de volmenes desplazados en un tiempo determinado. En cada medidor se pueden destacar tres componentes: Cmara. Desplazador. Mecanismo que cuenta en nmero de veces que el desplazador se mueve.

Un punto importante a tener en cuenta en este tipo de instrumentos, es el conseguir una buena estanqueidad de las partes mviles, evitando un par de rozamiento inaceptable y que la cantidad de lquido de escape a travs del medidor sea moderada. Por esto es necesario calibrar el medidor para varios caudales, dentro del margen de utilizacin y con un fluido de viscosidad conocida. Con este tipo de instrumentos la medida es directa, sin tener que recurrir a ningn tipo de clculo.

Medidores MsicosLos medidores de caudal msicos estn diseados para medir directamente el caudal del fluido en unidades de masa, como por ejemplo Kg/h, en lugar de medir el caudal en volumen, como m3/h.Se suelen utilizar dos tecnologas: Instrumentos volumtricos compensados por Presin y Temperatura. Medidores msicos directos.

El primer tipo ms sencillo puede ser una placa de orificio, con transmisor depresin diferencial compensado por presin y temperatura incorporadas en el mismo conjunto. Del segundo tipo, el ms utilizado es el medidor por efecto coriolis. Segn este efecto, un objeto que se mueve en un sistema de coordenadas que rota con una velocidad angular experimenta una fuerza coriolis proporcional a la masa y velocidad del fluido, as como a la velocidad del sistema. Los medidores del tipo coriolis pueden ser de tubo en U o tubo recto.

Medidores magnticos: Como su nombre indica, este tipo de instrumento se basa en las leyes de los campos magnticos. A grandes rasgos, el instrumento lleva unos electrodos, siendo la f.e.m.. generada a travs de los electrodos directamente proporcional a la velocidad media del fluido. El material de los electrodos tiene que ser compatible con el fluido. Medidores Ultrasnicos: Como su nombre indica, este tipo de instrumento mide el caudal por diferencia de velocidades del sonido al propagarse este en el sentido del fluido y en el sentido contrario. Medidores Vortex: Utilizados principalmente para medir gases, aunque a veces tambin se utilizan para lquidos y vapores. Tiene una baja prdida de carga, larga estabilidad y amplios rangos de medida.

Medidas de TemperaturaAl igual que las medidas de presin y nivel, la medida de temperatura en una de las variables de proceso ms utilizadas en los procesos industriales. No es este el curso en el que se deba explicar fsicamente en qu consiste la temperatura pero si es bueno indicar que las medidas de temperatura para su transmisin remota se producen como consecuencia de una serie de fenmenos que a continuacin enumeramos: Efecto Seebeck (Generacin de una f.e.m. por el efecto de variacin de la tra. entre un bimetal o termopar). Efecto Peltier (efecto contrario al Seebeck, al generar una corriente en un bimetal, se desprende calor). Efecto Thomson (diferencia de densidad de electrones en diferentes puntos de un hilo a distinta temperatura).

As como se utilizan diversos fenmenos, tales como: Variaciones en volumen o estado de cuerpos (termmetros de mercurio, gases, etc.). Variacin de la resistencia de un conductor (termorresistencias). Variacin de la resistencia de un semiconductor (termistores). F.e.m. creada en la unin de dos bimetales (termopares). Intensidad de radiacin (pirmetros pticos). Etc.

Al igual que casi todas las variables de proceso, las limitaciones de las diferentes tecnologas de medicin dependen de la precisin requerida, velocidad de respuesta, condiciones del proceso, etc. A diferencia de otras mediciones, cabe mencionar que las medidas de temperatura, en general, tienen una inercia bastante ms elevada que otras variables de proceso como la presin o caudal (casi instantneas).

Indicadores locales de Temperatura (termmetros).Los indicadores de temperatura ms utilizados en la industria son los termmetros bimetlicos. Los termmetros bimetlicos se basan en el diferente coeficiente de dilatacin existente entre dos metales diferentes y unidos. Otro tipo de termmetro utilizado es el llamado de termmetro de Bulbo. Estos consisten esencialmente en un bulbo conectado por un tubo capilar a una espiral. Cuando la temperatura del bulbo vara, el volumen del gas del interior vara, enrollndose o desenrollndose la espiral moviendo la aguja en consecuencia. Adems de un gas, tambin es posible que los bulbos contengan lquido, vapor o mercurio.

Elementos Primarios de Temperatura. En primer lugar cabe indicar que para la transmisin de medidas de temperatura se necesitan dos o tres equipos, que son termopozo, elemento primario y si se quiere llevar una seal de 4-20 mA, convertidor de temperatura. En este apartado hablaremos de los elementos primarios o sensores de temperatura. Existen dos tipos de elementos primarios que son los termopares y las termoresistencias. En ambos casos, la adicin de un convertidor basado en microprocesador, hace que las seales se conviertan a una forma mas estandarizada (4-20 mA, hart, etc.).

Termopares: El termopar se basa en el efecto descubierto por Seebeck, de la circulacin de una corriente en un circuito formado por dos metales diferentes cuyas uniones se mantienen a distinta temperatura. Por el efecto Seebeck y una serie de leyes fundamentales, se ha llegado a la conclusin de que en el circuito correspondiente se desarrolla una pequea tensin continua proporcional a la temperatura de la unin de medida, siempre que haya una diferencia de temperaturas con la unin de referencia. Termorresistencia: Si se construye una bobina de un hilo metlico y se mide su resistencia a una temperatura conocida, se puede utilizar la medida de la resistencia a otra temperatura para conocer esta temperatura, este es el fenmeno en el que se basan las termorresistencias, es por lo tanto una medida indirecta ya que no se mide directamente. Para ello se requiere un circuito de medida para inferir la temperatura partiendo de la resistencia. El circuito habitualmente utilizado es el puente de Wheatstone. En este caso es necesario compensar la resistencia de los cables que forman la lnea desde la termorresistencia al sistema de medida. Los materiales que se usan normalmente en las sondas de resistencia son el platino y el nquel. El platino es el elemento ms adecuado desde el punto de vista de precisin y estabilidad, pero tambin es el ms caro. Termopares o Termorresistencias: En cualquier proyecto surge la eterna pregunta a la hora de especificar los elementos primarios de temperatura, Qu instalamos termopares o termorresistencias?. La respuesta a esta pregunta, habitualmente la contestan las especificaciones del cliente final o unos criterios de diseo de cumplimiento. Medir la temperatura con un termopar, requiere medir adems la temperatura de la junta fra, siendo sta una fuente de posibles errores, adems, se suele instalar el cable de extensin de termopares lo que suele dar un error adicional. Estos errores secundarios suelen ser ms importantes que los del propio sensor. La exactitud de una termorresistencia es mejor que la de un termopar, ya que no requiere de una compensacin de una junta fra y no requiere de cables de extensin.Otro factor importante es el concepto de la deriva. Los termopares son propensos a tener deriva, desviacin permanente de una seal que se produce de forma muy lenta a lo largo de un cierto periodo de tiempo, producidos por la propia naturaleza de construccin. La velocidad de respuesta es similar en ambos casos, siendo el coste del termoparmas barato como equipo, aunque ms caro como instalacin cuando se requiere cable de compensacin. El elemento primario es la punta del iceberg en cuanto al coste conjunto. Convertidores o Transmisores de Temperatura: Estos equipos son instalados cuando se requiere una medida de 4-20 mA a la entrada del sistema receptor. Lo que hacen es convertir la seal del termopar o termorresistencia a una seal de salida del tipo 4-20 mA. Hoy en da, los convertidores son capaces de admitir cualquier tipo de elemento primario, siendo solo necesaria una pequea configuracin y calibracin. Estos equipos pueden ir instalados en la propia cabeza de conexiones del elemento primario, en un armario (rail DIN), o con una envolvente tipo transmisor. Interruptores de Temperatura o Termostatos: Las tecnologas son las mismas, con la diferencia que se les incluye un contacto elctrico calibrado a un valor de temperatura, de tal manera que dicho contacto cambia de estado cuando el valor de la temperatura.

Medidas de NivelLa medicin de nivel quizs sea la que ms tecnologas disponen para su medicin, y al contrario que el resto de las variables de proceso, existen en el mercado diversos sistemas de medicin para las mismas aplicaciones. Es por ello que tambin la complicacin que tienen los usuarios finales para poder seleccionar un sistema de medicin. La forma de seleccionar la tecnologa casi siempre depende de dos factores como son el precio y la precisin requerida, aparte de la validez de la tecnologa para nuestro proceso. En el pasado, las tecnologas de medicin estaban basadas principalmente en mtodos mecnicos y neumticos, hasta la llegada de la tecnologa electrnica. A continuacin se da una ligera visin de una seleccin representativa de las tcnicas de medicin de nivel ms comnmente utilizadas.

Indicadores de nivel de Vidrio Era la medicin de nivel ms utilizada en la industria para indicaciones locales, aunque cada vez ms, es sustituido por los indicadores de nivel magnticos. El sistema de medicin est basado en el principio de vasos comunicantes. Se utiliza para lquidos limpios. El depsito requiere de dos conexiones para conectar el nivel, instalando entre las conexiones del nivel y el depsito unas vlvulas de aislamiento para poder separar ambos sistemas. Ventajas: Sencillo de instalar y barato (depende de presiones y temperaturas).Inconvenientes: No vlido para fluidos sucios, viscosos, no permite instalar dispositivos para retransmitir las seales.

Indicadores de nivel Magnticos Es la medicin de nivel ms utilizada en la industria para indicaciones locales. Al igual que los niveles de vidrio, el sistema de medicin est basado en el principio de vasos comunicantes, con la diferencia que se sustituye el vidrio transparente por una serie de lminas magnticas que van cambiando de posicin, y por lo tanto de color, a medida que detectan nivel. Ventajas: Sencillo de instalar y es posible utilizar con altas presiones y temperaturas. Se le pueden acoplar contactos para utilizar como interruptor de nivel.Inconvenientes: No vlido para fluidos sucios o viscosos.

Indicadores de nivel con ManmetroEs una medicin de nivel sencilla, que se puede utilizar en tanques atmosfricos donde no se requiere una alta precisin. El mtodo consiste en instalar un manmetro diferencial en la parte baja del depsito, con una conexin al tanque y la otra a la atmsfera. De esta manera el manmetro medir la columna de agua correspondiente. En caso de que el lquido no sea agua, se debe compensar la medida con la densidad del lquido. Ventajas: Sencillo de instalar y muy barato.Inconvenientes: Poco preciso y sensible a los cambios de densidad.

Indicadores de nivel de Cinta, regleta o flotador/cuerdaEs una forma de medir nivel local de manera sencilla y utilizada principalmente en tanques atmosfricos, donde por la dimensin del mismo no sale rentable la instalacin de otra tecnologa de medicin. El sistema de medicin consiste en un flotador, un cable fino, dos apoyos y un contrapeso en la parte exterior del tanque. En la parte exterior del tanque se coloca una varilla graduada, que con la posicin del contrapeso indica el nivel del tanque. Ventajas: Tecnologa sencilla, adecuado para diversos productos y precisos.Inconvenientes: No vlido para fluidos sucios o viscosos, y requiere de una instalacin mecnica un poco complicada.

Interruptor de Nivel por FlotadorEs una medicin de nivel sencilla y utilizada cuando se requiere detectar un lmite de nivel (alto, bajo, para realizar un permisivo o enclavamiento, etc.). La seal de salida es un contacto que cambia de estado cuando el lquido llega al punto donde se ha calibrado el flotador y no se tiene indicacin local ni continua. El mtodo consiste en un flotador, boya o cuerpo flotante montado sobre un brazo mvil ya coplado magnticamente a un microinterruptor (externo al proceso). Tambin hay versiones que consisten en un flotador redondo con un pequeo imn que sube a lo largo del tubo. En el tubo hay uno o varios rels de lminas, que harn conmutar el rel a medida que el flotador (imn) pase. Ventajas: Sencillo de instalar, adecuado para muchos productos y barato.Inconvenientes: Mal funcionamiento con productos viscosos, adherentes, etc. y requiere de una instalacin directa al tanque, o a travs de una derivacin del mismo.

Interruptor de Nivel por Lminas VibrantesEs una medicin de nivel sencilla y, al igual que los anteriores, es utilizada cuando e requiere detectar un lmite de nivel (alto, bajo, para realizar un permisivo o enclavamiento, etc.). La seal de salida es un contacto que cambia de estado cuando el lquido llega al punto donde se ha calibrado. El mtodo consiste en una horquilla oscilante preparada para que oscile en el aire a una resonancia determinada. Si la horquilla se recubre del lquido a detectar, la frecuencia de resonancia se reduce o amortigua completamente, transmitindose como una de salida. El tipo de horquilla y la frecuencia de resonancia sern seleccionados en funcin del lquido a detectar. Ventajas: Sistema de aplicacin universal, no requiere ajustes, montaje sencillo y relativamente barato.Inconvenientes: Mal funcionamiento con slidos de un determinado tamao de grano, ya que los grnulos se pueden quedar atrapados entre las horquillas.

Transmisor de Nivel por Desplazador Es una medicin de nivel sencilla en cuanto a tecnologa, y el mtodo consiste por desplazamiento de un flotador, boya o cuerpo flotante, y basado en la diferencia entre el peso del flotador y la fuerza de flotacin hacia arriba que el medio ejerce sobre el cuerpo de desplazamiento. La fuerza de flotacin hacia arriba depende del volumen del cuerpo de desplazamiento, la densidad relativa y el nivel del medio. Obviamente para que el cuerpo se desplace, debe ser ms pesado que el medio. La fuerza diferencial se transmite a un medio de transmisin basado en una de barra de torsin, acoplado a un transductor que transforma la fuerza en una seal acondicionada y estndar, siendo esta habitualmente 4-20 mA. Lo ms habitual es montar el desplazador en un tubo portante, y colocarlo externamente al tanque, con el fin de mejorar las condiciones de mantenimiento, calibracin y estabilidad del producto. Ventajas: Sistema bastante preciso.Inconvenientes: Sistema que depende de la densidad del producto y el mtodo de instalacin requiere equipamiento mecnico.

Transmisor de Nivel por Servomotor. Es una medicin de transmisin de nivel cuyo sistema consiste en que en la parte superior del depsito o silo, un tambor impulsado por un motor elctrico hace descender un fleje sonda lastrado por un peso en su extremo. Una rueda de medicin e interruptores de proximidad generan pulsos en lo que est descendiendo el fleje. Cuando el peso llega al producto, el fleje se destensa y el motor invierte el sentido de giro y devuelve al peso a su posicin de reposo. El nmero de pulsos medido durante el descenso se resta de la altura total del depsito mediante un contador previamente puesto a cero. Ventajas: Sistema adecuado para depsitos/silos altos, buena precisin y vlido para diversos productos.Inconvenientes: Requiere bastante mantenimiento y tienen consumo elctrico.

Transmisor de Nivel por BurbujeoEs una medicin de nivel sencilla en cuanto a tecnologa, y el mtodo consiste en medir la presin hidrosttica en un tanque, insertando un tubo delgado en el lquido y aplicando aire comprimido en el tubo, de modo que se empuja hacia abajo la columna de lquido del tubo hasta que salgan burbujas de aire del lquido. La presin de aire en el tubo es entonces igual a la presin de la columna de lquido y se puede medir con un transmisor de presin, que convierte la presin en 4-20 mA. El aire comprimido se puede sacar de la red de aire de planta o aire de instrumentos, debindose ajustar por medio de un rotmetro. Este mtodo se usa habitualmente cuando es un depsito o foso abierto, con fluidos sucios o corrosivos,etc.Ventajas: Sistema bastante sencillo y apto para todo tipo de lquidos. Inconvenientes: Sistema que requiere de aire comprimido, as como tiene un gasto contino de aire. No utilizable en depsitos presurizados.

Transmisor de Nivel por presin Hidrosttica y Diferencial.Es una medicin de nivel sencilla y basada en el mismo sistema que Indicadores de nivel con Manmetro. La presin hidrosttica de la columna de lquido se mide directamente con un transmisor de presin o de presin diferencial. El transmisor se monta en la parte ms baja del depsito. En el caso de depsitos presurizados, es necesaria la instalacin de un transmisor de presin diferencial, de modo que a un lado de la cmara se mida la presin ejercida por la columna del lquido, mas la sobrepresin del proceso, y en el otro slo la sobrepresin. De esta manera la diferencia de presin es el peso de la columna del lquido. Ventajas: Sistema bastante sencillo y buena precisin.Inconvenientes: Sistema que depende de la densidad y relativamente costoso por la instalacin requerida.

Transmisores de Nivel Conductivos Es una medicin de nivel utilizada para aquellos productos que sean conductivos. Se mide la diferencia de conductividad en un electrodo parcialmente aislado cuando la sonda est cubierta por el producto conductivo, y cuando no lo est. La pared metlica del tanque se puede emplear como segundo electrodo, o si no es posible se debe introducir otro electrodo en el tanque. Ventajas: Sistema bastante sencillo, buena precisin, no muy caro y se puede utilizar como interruptor Inconvenientes: Se debe tener cuidado en aquellos productos que puedan variar su conductividad, as como los que puedan tener la posibilidad de depositarse en la superficie de los electrodos.

Transmisores de Nivel CapacitivosEs una medicin de nivel bastante utilizada y el principio de medicin consiste en que una sonda metlica (aislada) y la propia pared del depsito actan como dos placas de un condensador. La capacidad del condensador depende del medio que haya entre la sonda y la pared. Si slo hay aire, es decir, si el depsito est vaco, la capacidad del conductor es baja. Cuando parte de la sonda est cubierta por el producto, la capacidad se incrementar. El cambio en la capacidad se convertir a una medida estndar, habitualmente siendo esta 4-20 mA. Ventajas: Adecuado para productos corrosivos.Inconvenientes: Por el principio de medicin utilizado, est limitado a productos con propiedades elctricas constantes.

Transmisores de Nivel UltrasnicosEs una medicin de nivel bastante utilizada cuando se pretende evitar el contacto entre el instrumento y el producto, por problemas de agresividad del producto, etc. Consisten en que el mtodo de reflexin del sonido se basa en el principio de retorno de un pulso de sonido emitido por un sensor. El pulso ultrasnico emitido se refleja en la superficie del producto y el mismo sensor vuelve a detectarlo despus de un tiempo. El tiempo de retorno es proporcional a la altura vaca del tanque, y por lo tanto al nivel del mismo. Ventajas: Adecuado para productos que sean problemticos al contacto.Inconvenientes: Da problemas en aquellos productos que puedan formar espuma. No es apto para fluidos a altas presiones y temperaturas, as como para procesos al vaco.

Transmisores de Nivel por RadarEs una medicin de nivel bastante utilizada cuando se pretende evitar el contacto entre el instrumento y el producto, por problemas de agresividad del producto, etc. Consisten en que el mtodo de reflexin de las microondas y se basa en el principio de retorno de un pulso de microondas emitido por un sensor. Las microondas se reflejan por la diferencia de impedancia entre el aire y el producto y el mismo sensor vuelve a detectarla. El tiempo de retorno es proporcional a la altura vaca del tanque, y por lo tanto al nivel del mismo. Ventajas: Adecuado para productos que sean problemticos al contacto. Fcil instalacin y vlido para altas presiones y temperaturas.Inconvenientes: El producto debe tener una constante dielctrica mnima determinada.

Transmisores de Nivel RadioactivosEs una medicin de nivel poco utilizada, y slo se usa cuando el producto o las condiciones as lo requieren (tanques de cido sulfrico o fluorhidrico, muy altas presiones, temperaturas, altas viscosidades, etc.). Este mtodo de medicin tiene la particularidad de que no hay contacto con el fluido, ya que utiliza el principio de radiacin gamma. La radiacin gamma no requiere equipo dentro del depsito puesto que penetra fcilmente las paredes del tanque. El mtodo se basa en el hecho de que la radiacin electromagntica que emite una fuente de rayos gamma alcanza el detector sin impedimentos cuando el tanque est vaco, pero es absorbida en mayor grado cuanto ms lleno est el depsito. Ventajas: Adecuado para todos los productos y condiciones, y no requiere de modificaciones en los depsitos.Inconvenientes: Equipo caro y requiere de unas condiciones de seguridad especiales (productos radioactivos) en transporte, instalacin y operacin.

Medidas de Anlisis Una variante muy especfica de las variables de proceso son las medidas de anlisis (variables fsicas y qumicas). En el mundo de las plantas industriales existen infinidad de variables que se pueden medir, siendo estas tan complejas como uno se pueda imaginar. No es misin de este curso el entrar en detalle sobre todas y cada una de las variables, as como en las posibles tecnologas. Tampoco existe una diferenciacin clara de cmo clasificar dichas tecnologas. Un punto muy importante a tener en cuenta es que la mayora de los analizadores requieren de un sistema de extraccin de la muestra, de una lnea de transporte de la muestra y de un sistema de acondicionamiento de muestras. En algunos casos es ms importante el transporte y acondicionamiento que el propio analizador. A continuacin simplemente enumeramos las medidas de anlisis ms utilizadas en la industria y plantas de proceso, de acuerdo a la anterior clasificacin.

Analtica de Agua-Vapor: Los parmetros mas medidos en los ciclos agua-vapor son: Conductividad. pH. Oxigeno Disuelto. Ozono. Slidos en suspensin Slice. Cloro. Slice. Sodio. Fosfatos. Turbidez. Hidradica. Cloro. TOC (Carbono Orgnico Total) Hierro/Cobre.

La misin principal de este tipo de analizadores, es la de controlar dichosparmetros, para poder proteger sistemas y avisar de la necesidad de tratar qumicamente los fluidos (dosificar), as como para comprobar la calidad de ciertos fluidos bien de consumo o de sus efluentes.

Analtica de Emisiones y Condiciones Atmosfricas: Los parmetros ms medidos para la monitorizacin de emisiones son: Contenido de Oxigeno. COV (Compuestos Orgnicos Voltiles) CO. CO2. SO2. NOx. Opacidad (partculas).

La misin principal de este tipo de analizadores, es la de controlar las emisiones a la atmsfera de las plantas industriales.Hoy en da, y sobre todo a partir de los requerimientos del protocolo de Kioto, estas medidas se estn requiriendo cada vez ms para poder controlar las emisiones.

Analtica de otros parmetros Fsicos-Qumicos: Aparte de los parmetros anteriormente indicados, que quizs sean los ms empleados en la mayora de las plantas de proceso, existen otros muchos parmetros ms especficos dependiendo del tipo de proceso. Entre otros se podran enumerar: Pour Point (Refinacin y Petroqumicas). Presin de Vapor Reid PVR (Refinacin y Petroqumicas). Punto de Inflamacin (Refinacin y Petroqumicas). Punto de Nube (Refinacin y Petroqumicas). Punto de Congelacin (Refinacin y Petroqumicas). Viscosidad (Refinacin y Petroqumicas). Color (Refinacin y Petroqumicas). Poder Calorfico (Refinacin y Petroqumicas). Indice de Wobbe (Refinacin y Petroqumicas). Punto de destilacin (Refinacin y Petroqumicas). H2S en Hidrocarburos (Refinacin y Petroqumicas). Azufre Total en Hidrocarburos (Refinacin y Petroqumicas). Hidrocarburos en Agua (Refinacin y Petroqumicas). Cromatografa de gases (composicin de gases). Indice de refraccin (Refinacin y Petroqumicas). Monitor de sal en crudo (Refinacin y Petroqumicas). Humedad relativa en gases (Refinacin, Petroqumicas, Plantas de prod. Gases, etc.). Punto de Roco en gases (Refinacin, Petroqumicas, Plantas de prod. Gases, etc.). Pureza de Oxigeno (Plantas de prod. Gases). Trazas de N2 en corriente de Argn (Plantas de prod. Gases). Pureza de O2 (Plantas de prod. Gases). Trazas de O2 (Plantas de prod. Gases). Densidad en lquidos Deteccin de Interfases. Consistencia (Papeleras). Blancura (Papeleras).

Por ltimo otra variante de los analizadores son los detectores de gases y fuego. Estos son utilizados en las plantas para detectar fugas de gases peligrosos para el cuerpo humano (H2SO4, HF, Amoniaco, etc.), o por posibles explosiones (gases dehidrocarburos, etc.).

Elementos finales de ControlEn la mayor parte de los procesos industriales aparecen lazos de control formados por tres elementos tpicos: transmisor, regulador y vlvula. Actuando conjuntamente garantizan una operacin controlada y eficiente de la planta junto con otros equipos automticos. Los avances de la electrnica en la instrumentacin industrial han ido desplazando a la neumtica clsica que fue pionera en la automatizacin. Ms recientemente la incorporacin de la electrnica digital permite usar transmisores inteligentes, sistemas de control distribuido y avanzado optimizando, an ms, los procesos de produccin. A diferencia de otros instrumentos, la vlvula de control est siempre modulando energa y es pieza clave que puede minimizar la eficacia de un sistema de control sofisticado y caro. Es por esto la necesidad de elevar el nivel de exigencia en los criterios de seleccin de las vlvulas de control para lo que se requiere una mayor formacin y conocimiento de su tecnologa, que tambin ha evolucionado en los ltimos aos como consecuencia de un mayor conocimiento de los fenmenos fsicos que tienen lugar en plantas donde se trabaja a altas presiones y temperaturas, los nuevos materiales disponibles y la mejora en los sistemas de clculo. El objetivo de este curso no es el entrar con detenimiento en el diseo y clculo de las vlvulas de control, sino el apreciar la importancia que tienen dentro de los procesos industriales y tener una breve idea de los tipos y principales caractersticas.

Dentro de las vlvulas de control se podran distinguir dos tipos en funcin del tipo de control: Vlvulas Todo-Nada Vlvulas de Control.

CONCLUSION

Para finalizar el siguiente trabajo de investigacin hemos comprendido que en las variables de proceso el sistema de medicin y control es utilizada, para tomar la decisin a ajustar o no un proceso y determinar si existe una relacin significativa entre dos o ms variables.

Pudimos apreciar que las variables de proceso se clasificaban en instrumentos por funcin y los instrumentos por variable de proceso. Donde los tipos de medicin que existen tienen ventajas y desventajas y se conoci ms detalladamente las medidas de caudal, de temperatura, de nivel, de presin, medidas de anlisis y los elementos finales de control.

Se espera que este trabajo de investigacin haya sido claro y preciso para la fcil comprensin del mismo

http://planespecifico.blogspot.com/2011/08/medicion-de-nivel.html