Otras Cosas que medimos los instrumentistas

OTRAS COSAS QUE SE MIDEN EN INSTRUMENTACIÓN PESO, DENSIDAD, etc.
Temas disponibles webinstrumentacion@gmail.com Diseño Web: Romero	Hay otros muchos parámetros que se miden en instrumentación y algunos son una combinación de varios, como es el caso de las dosificadoras. Los siguientes son los que vamos a ver aqui como se miden: PESO VELOCIDAD DOSIFICACIÓN POR CINTA (Método peso velocidad) DENSIDAD LÍQUIDOS GASES DETECTORES DE LLAMA CONSISTENCIA PESO: El elemento primario de estos equipos es la célula o galga extensiométrica. Esta consiste en un puente de wheatstone, en la que tenemos tres resistencias fijas y una variable, la cual varia su resistencia de forma directamente proporcional a la fuerza a la que es sometida. Suele estar encapsulada en resina y son por lo general muy resistentes y estables. Estas células según su fabricación pueden trabajar a la compresión, empujándolas; a la tracción, tirando de ellas; a la flexión, doblándolas; y a la torsión, retorciéndolas. Todas las células tienen unas características, de las cuales estas son las principales: Carga máxima, Tensión máxima y mV/V Esta última característica os la voy a explicar para que sepáis cuando midáis mV en una célula a que peso corresponde, y para ello lo mejor un ejemplo: - Característica de célula: 2 mV/V, 24 Vmax y 200 Kg - Alimentación 10 Vcc Con estos datos tenemos que el valor máximo de mV que podemos medir es de 20mV (2 mV/V * 10 Vcc), y que este valor lo tendremos con una carga de 200 Kg, a partir de aquí podemos calcular el peso que soporta la célula con una simple regla de tres. Tenemos que tener en cuenta que por lo general toda báscula tiene una tara, que es el peso en vacío de ésta, el cual corresponde al peso de la estructura o plataforma de pesaje, por lo que en una báscula pocas veces mediremos 0 mV. Dado que la señal generada es de mV, los cables son apantallados y las fuentes de alimentación muy estabilizadas. En básculas de gran tonelaje, nos encontramos que tenemos más de una célula. Entonces utilizamos una Caja Suma, que no es ni más ni menos que poner todas las células en paralelo y obtener una salida que es la suma de todas esas células. También veremos que los cables tienen muchas veces seis cables, esto se debe al llamado sense, que son dos cables de retorno de la alimentación y que sirven para detectar una rotura o derivación del cable de la célula. VELOCIDAD: Para la medida de velocidad, podemos utilizar varios métodos, pero los más comunes son la taco-dinamo y el tacómetro o generador de impulsos. La taco-dinamo es un generador de corriente continua, cuya salida en voltaje es proporcional a la velocidad de giro. Esta salida la aprovechamos como sale, en voltios, o la pasamos por un convertidor y generamos la señal que queramos. Los tacómetros son unos dispositivos que constan de un disco con orificios, o aspas metálicas, y un detector óptico o inductivo según el caso, el cual genera un tren de impulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad. La salida por lo general se pasa por un convertidor imp/mA o imp/Vol para su medida. DOSIFICACIÓN POR CINTA. (Método peso velocidad): Para explicaros un poco este sistema de medida, deciros que la unidad de peso es Kg/m, entendiendo como tal el peso de material existente encima de la cinta dosificadora. Antes de empezar a explicar como se realiza esta medida, quiero explicaros lo del peso efectivo. Toda dosificadora, tiene un puente de pesada como el de la figura: Como se puede observar, el rulo de pesaje esta acoplado a la célula de pesada y entre otros dos de apoyo. La distancia más generalizada entre rodillos de apoyo es de 1 metro, pero los hay de otras medidas. En todo caso el peso efectivo sobre el rodillo de pesada es la mitad del peso de material sobre el puente de pesada. Es decir si sobre el puente de pesaje hay 200 Kg.,(zona verde), el peso efectivo, el que nos indica la célula, es de 100Kg. Esto es debido a la distribución del peso sobre la cinta, (zona morada), y aunque la célula nos indique 100 kg. tenemos que tener en cuenta que a efecto de cálculos este es el doble, 200 Kg. Ahora lo dividimos entre la longitud total del puente, 1 m., y tenemos que sobre el puente de pesaje hay 200Kg/m. Si el puente de pesaje fuera de 2 m, pues tendríamos 100 Kg/m. Todo esto se refiere a una cinta que está en horizontal. En caso de ser una cinta inclinada, todos los valores de peso expresados anteriormente hay que multiplicarlos por el coseno del ángulo formado entre la cinta y el suelo Tener en cuenta a la hora de calibrar la báscula que si colocamos por ejemplo pesas encima del rodillo de pesaje, la célula nos indicará el peso sobre ella, no el distribuido, y en otros caso que se usa una cadena o pesa colocada sobre todo el puente de pesaje si nos indicará el distribuido. Bueno una vez que ya sabemos el peso, solo hay que multiplicar por la velocidad que la obtendríamos con una taco-dinamo o un tacómetro. Para ajustar y calibrar la velocidad de la cinta pesadora lo más fácil es medir la longitud total de ella y contar el tiempo que tarda en dar una vuelta si va despacio y es larga y más de una si es corta y rápida. Estos equipos se usan para medir o controlar el caudal sobre una cinta transportadora. Cuando se usa para controlar un flujo, lo más usual es controlar la velocidad con un variador de velocidad, aunque también os podéis encontrar con reguladores de vena de producto. DENSIDAD: La densidad está definida como el cociente entre la masa y el volumen de un cuerpo o fluido. La densidad de un cuerpo o fluido es muy cambiante, dependiendo de la presión y la temperatura, siendo este es más acusado en gases que en sólidos y líquidos. Por eso vamos a diferenciar de si son líquidos o gases. Líquidos: Para medir la densidad de líquidos vamos ha hacerlo con los siguientes métodos: Presión diferencial: Aquí utilizaremos dos tomas dentro de un recipiente que están a una diferencia de altura (H) fija, estas pueden estar en el mismo tanque o en un depósito por el que hacemos circular de forma continua el líquido a medir. Si el líquido es sucio o viscoso, podemos utilizar el burbujeo como sistema de limpieza y medida. La calibración del equipo sería para el zero *HD_menory para el alcance HD_mayor* . Coriolis: Este sistema explicarlo es bastante complicado. Suele estar integrado dentro de los caudalímetros másicos, por lo que os remito a la misma pagina que en estos y lo veis: www.emersonprocess.com/micromotion/tutor/spanish/learningobjectives.htm Refractómetro: Consiste en una lámpara que emite una luz sobre un prisma con un ángulo determinado. La medida de la luz recibida por un detector es la medida de la densidad del producto. No es afectado por sólidos en suspensión, por lo que en caso de ser líquidos sucios es preciso un sistema de limpieza, por lo general agua, condensado o vapor. Radioactivos: Consiste en un emisor de rayos gamma y un receptor, ambos fuera de la tubería, y que mide la cantidad de radiación que llega al receptor. Como en el caso de los niveles radioactivos estos equipos solo pueden manipularlos personal en posesión del carné de operador de instalaciones radioactivas. Estos equipos como todos los radiactivos están sometidos al envejecimiento del emisor. Como dato curioso, para compensar esta perdida de emisión, algunos equipos tienen un potenciómetro logarítmico motorizado, por lo que una vez ajustado si se deja sin alimentación eléctrica bastante tiempo hay que reajustarlo. Gases: Dada la especial característica de los gases su medida es bastante complicada, ya que esta debe de realizarse en unas condiciones muy especiales, sobre todo de limpieza. El método mas utilizado aparte del Coriolis que aquí también lo podemos utilizar es la Balanza de Gases, que consiste en una bola llena de un gas colocada dentro de una cámara de medida y el gas a medir que es introducido dentro de esa cámara. El movimiento debido al empuje del gas sobre la bola es lo que utilizamos para determinar la densidad. Detectores de llama: Existen varios métodos de detección y medida de la intensidad de una llama. Los más utilizador son los de Ionización y ultravioletas, existiendo otros sistemas, pero menos utilizados. Ionización: Consiste en un electrodo en contacto con la llama. La conductividad de la llama es menor que la del aire, y esa variación es la que medimos. Se suele utilizar más como detector que como medida de intensidad de llama, y suelen utilizarse como vigilante de llama piloto en mecheros de Fuel-Oil y en mecheros pequeños de gas. Ultravioletas: Consiste en una ampolla con dos electrodos y rellena de un gas inerte. Cuando la radiación ultravioleta incide sobre el gas este se ioniza y conduce. La gran ventaja de estos detectores es que no son sensibles a las emisiones infrarrojas que producen refractarios y elementos calientes. Para su correcto funcionamiento se les debe cortar la alimentación varias veces por segundo y también mediante una cortinilla en combinación con la tensión para que el detector se desionice y se apague (cuando está ionizado se puede ver como se ilumina el tubo detector). Se puede utilizar para medir la intensidad de llama. Consistencia: La consistencia la podemos definir como el esfuerzo que hay que realizar para hacer girar un disco dentro de un líquido. El método más utilizado consiste en un motor a velocidad constante y con un eje al que se le adjunta mediante una unión elástica otro eje y sobre este una o dos paletas, que giran dentro del líquido. El par de torsión resultante (la diferencia de movimiento entre el eje del motor y el de las paletas) es el que amplificamos como medida de consistencia.

OTRAS COSAS QUE SE MIDEN EN INSTRUMENTACIÓN

PESO, DENSIDAD, etc.

Temas disponibles

Diseño Web: Romero

Hay otros muchos parámetros que se miden en instrumentación y algunos son una combinación de varios, como es el caso de las dosificadoras.

Los siguientes son los que vamos a ver aqui como se miden:

PESO

VELOCIDAD

DOSIFICACIÓN POR CINTA (Método peso velocidad)

DENSIDAD

LÍQUIDOS

GASES

DETECTORES DE LLAMA

CONSISTENCIA

PESO: El elemento primario de estos equipos es la célula o galga extensiométrica.

Esta consiste en un puente de wheatstone, en la que tenemos tres resistencias fijas y una variable, la cual varia su resistencia de forma directamente proporcional a la fuerza a la que es sometida. Suele estar encapsulada en resina y son por lo general muy resistentes y estables. Estas células según su fabricación pueden trabajar a la compresión, empujándolas; a la tracción, tirando de ellas; a la flexión, doblándolas; y a la torsión, retorciéndolas.

Todas las células tienen unas características, de las cuales estas son las principales: Carga máxima, Tensión máxima y mV/V

Esta última característica os la voy a explicar para que sepáis cuando midáis mV en una célula a que peso corresponde, y para ello lo mejor un ejemplo:

- Característica de célula: 2 mV/V, 24 Vmax y 200 Kg

- Alimentación 10 Vcc

Con estos datos tenemos que el valor máximo de mV que podemos medir es de 20mV (2 mV/V * 10 Vcc), y que este valor lo tendremos con una carga de 200 Kg, a partir de aquí podemos calcular el peso que soporta la célula con una simple regla de tres. Tenemos que tener en cuenta que por lo general toda báscula tiene una tara, que es el peso en vacío de ésta, el cual corresponde al peso de la estructura o plataforma de pesaje, por lo que en una báscula pocas veces mediremos 0 mV.

Dado que la señal generada es de mV, los cables son apantallados y las fuentes de alimentación muy estabilizadas.

En básculas de gran tonelaje, nos encontramos que tenemos más de una célula. Entonces utilizamos una Caja Suma, que no es ni más ni menos que poner todas las células en paralelo y obtener una salida que es la suma de todas esas células.

También veremos que los cables tienen muchas veces seis cables, esto se debe al llamado sense, que son dos cables de retorno de la alimentación y que sirven para detectar una rotura o derivación del cable de la célula.

VELOCIDAD: Para la medida de velocidad, podemos utilizar varios métodos, pero los más comunes son la taco-dinamo y el tacómetro o generador de impulsos.

La taco-dinamo es un generador de corriente continua, cuya salida en voltaje es proporcional a la velocidad de giro. Esta salida la aprovechamos como sale, en voltios, o la pasamos por un convertidor y generamos la señal que queramos.

Los tacómetros son unos dispositivos que constan de un disco con orificios, o aspas metálicas, y un detector óptico o inductivo según el caso, el cual genera un tren de impulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad. La salida por lo general se pasa por un convertidor imp/mA o imp/Vol para su medida.

DOSIFICACIÓN POR CINTA. (Método peso velocidad): Para explicaros un poco este sistema de medida, deciros que la unidad de peso es Kg/m, entendiendo como tal el peso de material existente encima de la cinta dosificadora.

Antes de empezar a explicar como se realiza esta medida, quiero explicaros lo del peso efectivo.

Toda dosificadora, tiene un puente de pesada como el de la figura:

Como se puede observar, el rulo de pesaje esta acoplado a la célula de pesada y entre otros dos de apoyo. La distancia más generalizada entre rodillos de apoyo es de 1 metro, pero los hay de otras medidas. En todo caso el peso efectivo sobre el rodillo de pesada es la mitad del peso de material sobre el puente de pesada. Es decir si sobre el puente de pesaje hay 200 Kg.,(zona verde), el peso efectivo, el que nos indica la célula, es de 100Kg. Esto es debido a la distribución del peso sobre la cinta, (zona morada), y aunque la célula nos indique 100 kg. tenemos que tener en cuenta que a efecto de cálculos este es el doble, 200 Kg. Ahora lo dividimos entre la longitud total del puente, 1 m., y tenemos que sobre el puente de pesaje hay 200Kg/m. Si el puente de pesaje fuera de 2 m, pues tendríamos 100 Kg/m.

Todo esto se refiere a una cinta que está en horizontal. En caso de ser una cinta inclinada, todos los valores de peso expresados anteriormente hay que multiplicarlos por el coseno del ángulo formado entre la cinta y el suelo

Tener en cuenta a la hora de calibrar la báscula que si colocamos por ejemplo pesas encima del rodillo de pesaje, la célula nos indicará el peso sobre ella, no el distribuido, y en otros caso que se usa una cadena o pesa colocada sobre todo el puente de pesaje si nos indicará el distribuido.

Bueno una vez que ya sabemos el peso, solo hay que multiplicar por la velocidad que la obtendríamos con una taco-dinamo o un tacómetro. Para ajustar y calibrar la velocidad de la cinta pesadora lo más fácil es medir la longitud total de ella y contar el tiempo que tarda en dar una vuelta si va despacio y es larga y más de una si es corta y rápida.

Estos equipos se usan para medir o controlar el caudal sobre una cinta transportadora. Cuando se usa para controlar un flujo, lo más usual es controlar la velocidad con un variador de velocidad, aunque también os podéis encontrar con reguladores de vena de producto.

DENSIDAD: La densidad está definida como el cociente entre la masa y el volumen de un cuerpo o fluido.

La densidad de un cuerpo o fluido es muy cambiante, dependiendo de la presión y la temperatura, siendo este es más acusado en gases que en sólidos y líquidos. Por eso vamos a diferenciar de si son líquidos o gases.

Líquidos: Para medir la densidad de líquidos vamos ha hacerlo con los siguientes métodos:

Presión diferencial: Aquí utilizaremos dos tomas dentro de un recipiente que están a una diferencia de altura (H) fija, estas pueden estar en el mismo tanque o en un depósito por el que hacemos circular de forma continua el líquido a medir.

Si el líquido es sucio o viscoso, podemos utilizar el burbujeo como sistema de limpieza y medida.

La calibración del equipo sería para el zero H*D_menory para el alcance H*D_mayor .

Coriolis: Este sistema explicarlo es bastante complicado. Suele estar integrado dentro de los caudalímetros másicos, por lo que os remito a la misma pagina que en estos y lo veis:

www.emersonprocess.com/micromotion/tutor/spanish/learningobjectives.htm

Refractómetro: Consiste en una lámpara que emite una luz sobre un prisma con un ángulo determinado. La medida de la luz recibida por un detector es la medida de la densidad del producto. No es afectado por sólidos en suspensión, por lo que en caso de ser líquidos sucios es preciso un sistema de limpieza, por lo general agua, condensado o vapor.

Radioactivos: Consiste en un emisor de rayos gamma y un receptor, ambos fuera de la tubería, y que mide la cantidad de radiación que llega al receptor.

Como en el caso de los niveles radioactivos estos equipos solo pueden manipularlos personal en posesión del carné de operador de instalaciones radioactivas.

Estos equipos como todos los radiactivos están sometidos al envejecimiento del emisor. Como dato curioso, para compensar esta perdida de emisión, algunos equipos tienen un potenciómetro logarítmico motorizado, por lo que una vez ajustado si se deja sin alimentación eléctrica bastante tiempo hay que reajustarlo.

Gases: Dada la especial característica de los gases su medida es bastante complicada, ya que esta debe de realizarse en unas condiciones muy especiales, sobre todo de limpieza.

El método mas utilizado aparte del Coriolis que aquí también lo podemos utilizar es la Balanza de Gases, que consiste en una bola llena de un gas colocada dentro de una cámara de medida y el gas a medir que es introducido dentro de esa cámara. El movimiento debido al empuje del gas sobre la bola es lo que utilizamos para determinar la densidad.

Detectores de llama: Existen varios métodos de detección y medida de la intensidad de una llama. Los más utilizador son los de Ionización y ultravioletas, existiendo otros sistemas, pero menos utilizados.

Ionización: Consiste en un electrodo en contacto con la llama. La conductividad de la llama es menor que la del aire, y esa variación es la que medimos. Se suele utilizar más como detector que como medida de intensidad de llama, y suelen utilizarse como vigilante de llama piloto en mecheros de Fuel-Oil y en mecheros pequeños de gas.

Ultravioletas: Consiste en una ampolla con dos electrodos y rellena de un gas inerte. Cuando la radiación ultravioleta incide sobre el gas este se ioniza y conduce. La gran ventaja de estos detectores es que no son sensibles a las emisiones infrarrojas que producen refractarios y elementos calientes. Para su correcto funcionamiento se les debe cortar la alimentación varias veces por segundo y también mediante una cortinilla en combinación con la tensión para que el detector se desionice y se apague (cuando está ionizado se puede ver como se ilumina el tubo detector). Se puede utilizar para medir la intensidad de llama.

Consistencia: La consistencia la podemos definir como el esfuerzo que hay que realizar para hacer girar un disco dentro de un líquido.

El método más utilizado consiste en un motor a velocidad constante y con un eje al que se le adjunta mediante una unión elástica otro eje y sobre este una o dos paletas, que giran dentro del líquido. El par de torsión resultante (la diferencia de movimiento entre el eje del motor y el de las paletas) es el que amplificamos como medida de consistencia.