Medición de Presión: La presión queda determinada por el cociente entre una fuerza y el área sobre la que actúa esa fuerza.
Así, si una fuerza F actúa sobre una superficie A, la presión P queda estrictamente definida por la siguiente expresión:
P = F /A
Los sensores de presión pueden agruparse en:
• basados en principios mecánicos, como deformación
por fuerza.
• basados en principios eléctricos, por conversión de una
deformación o fuerza a una propiedad eléctrica.
Manómetro de tubo en forma de "U"
La forma más tradicional de medir presión en forma precisa utiliza un tubo de vidrio en
forma de "U", donde se deposita una cantidad de líquido de densidad conocida (para presiones altas, se utiliza habitualmente mercurio para que el tubo tenga dimensiones
razonables; sin embargo, para presiones bajas el manómetro en U de mercurio sería
poco sensible).
El manómetro en forma de "U" conforma un sistema de medición más bien absoluto y no depende, por lo tanto, de calibración. Esta ventaja lo hace un artefacto muy común. Su desventaja principal es la longitud de tubos necesarios para una medición de presiones
altas y, desde el punto de vista de la instrumentación de procesos, no es sencillo transformarlo en un sistema de transmisión remota de presión.
Tubo bourdon
El tubo Bourdon funciona en base a la relación entre la carga y la deformación es una constante del material, conocida como módulo de Young. Si la constante de deformación es conocida, se puede obtener la carga según: Carga = D*Y. Entonces, ante deformaciones pequeñas de materiales elásticos, se peden cuantificar las cargas (fuerzas) solicitantes. El tubo Bourdon es tal vez el manómetro más común en plantas de procesos que requieran medición de presiones.
Consiste de un tubo metálico achatado y curvado en forma de "C", abierto sólo en un extremo. Al aplicar una presión al interior del tubo, la fuerza generada en la superficie exterior de la "C" es mayor que la fuerza generada en la superficie interior, de modo que se genera una fuerza neta que deforma la "C" hacia una "C" más abierta. Esta deformación es una medición de la presión aplicada, que puede determinarse por el desplazamiento mecánico del puntero conectado al tubo Bourdon, o mediante un sistema de variación de resistencia o campos
eléctricos o magnéticos. Otras formas típicas del tubo son espiral y helicoidal.
Otros basados en fuerza
Fuelle: Es un recipiente cerrado, con lados que pueden expandirse o contraerse como un acordeón. La posición del fuelle sin presión puede ser determinada por el mismo fuelle o por un resorte. La presión es aplicada sobre la cara del fuelle y su deformación y su posición dependen de la presión. Diafragma: Es un sensor que está típicamente construido por dos discos flexibles y cuando una presión es aplicada sobre una cara del diafragma, la posición de la cara del disco cambia por deformación. La posición está relacionada con la presión.
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