La medición de densidad de los líquidos tiene un gran uso para la determinación de la calidad de un producto, el control de un proceso de fermentación, el contenido de alcohol de productos destilados en porcentaje de volumen, el contenido de azúcar en bebidas carbonatadas, la calidad de los productos y lubricantes del petroleo, la composición de productos farmacéuticos, la preparación de pinturas, barnices y materiales de recubrimiento. La medición de la densidad en líquidos se realiza midiendo el impulso ascensional con un determinado cuerpo de cristal. La medición de la densidad en sólidos se realiza a través del peso y el volumen de una muestra. El dispositivo de pesado de las balanzas para medir densidad determina el peso, el volumen se calcula por el empuje de muestra dentro de un liquido, para lo que deberá conocerse la densidad de este liquido. Para determinar la densidad y la concentración de liquidos y disoluciones existen en la industria los areómetros (hidrometros) y los densimetros, que son flotadores de vidrio lastrados con perdigones de plomo en la parte inferior. Un hidrometro es un instrumento utilizado para la medición de la densidad de liquidos y sólidos. tambien es conocido como densimetro de inmersión o areómetro. Precio aproximado 15000BsF. Algunos diseños para medir densidad:
Elementos de medición a nivel industrial
jueves, 9 de octubre de 2014
domingo, 5 de octubre de 2014
Medición de presión. Industria petroquímica.
La presión, junto con la temperatura, constituyen las
variables que más frecuentemente se miden y controlan en los procesos químicos
industriales. Los elementos primarios que se emplean en estos ambientes son
fundamentalmente de dos tipos:
Elementos de columna de líquido: empleados fundamentalmente para indicación. A este grupo pertenecen los diversos manómetros de tubo y las campanas con sello líquido.
Elementos elásticos: sirven tanto para medición local como
para transmisores. Los cuatro elementos que se emplean en sensores industriales
son: Tubo de Bourdon, diafragma, cápsulas y fuelles.
Existen en el mercado diversas tecnologías para transmisores que se acoplan con los elementos elásticos, pero las más difundidas y confiables son los extensométricos (strain gage), capacitivos y de alambre vibrante. El material estándar utilizado en la tecnología de procesos químicos es principalmente el acero inoxidable de lo cual el material 316L y 1,4404/1,4435 es el más empleado a nivel internacional. Para mediciones a altas presiones se utiliza acero inoxidable altamente resistente, mientras que para mediciones de presión con elevadas temperaturas se necesita acero inoxidable refractario. Para procesos químicos incluyendo medios muy agresivos- en combinación con separadores/manómetros con membrana para la medición de presión, o vainas para medición de temperatura-se dispone de una amplia gama de materiales químicamente resistentes. En este caso todas las partes mojadas se fabrican en el material especial respectivo. Los separadores son fabricados de acero inoxidable 316 L (1,4404/1,4435) de estándar. Donde se necesitan separadores con las partes mojadas en metales especiales. La unión en la membrana y el cuerpo del separador es impermeable a la difusión, protegida contra el vacio y resistente a la rotura y eso a pesar de todas las temperaturas extremas a las cuales un separador podría ser expuesto. En manómetros relativo y manómetros de presión diferencial con membrana elástica , las partes mojadas puedes ser fabricadas con materiales especiales muy diversos. Los sistemas de medición para manómetros con tubo Bourdon se fabrican de estándar en acero inoxidable 316L.
Elementos de columna de líquido: empleados fundamentalmente para indicación. A este grupo pertenecen los diversos manómetros de tubo y las campanas con sello líquido.
Existen en el mercado diversas tecnologías para transmisores que se acoplan con los elementos elásticos, pero las más difundidas y confiables son los extensométricos (strain gage), capacitivos y de alambre vibrante. El material estándar utilizado en la tecnología de procesos químicos es principalmente el acero inoxidable de lo cual el material 316L y 1,4404/1,4435 es el más empleado a nivel internacional. Para mediciones a altas presiones se utiliza acero inoxidable altamente resistente, mientras que para mediciones de presión con elevadas temperaturas se necesita acero inoxidable refractario. Para procesos químicos incluyendo medios muy agresivos- en combinación con separadores/manómetros con membrana para la medición de presión, o vainas para medición de temperatura-se dispone de una amplia gama de materiales químicamente resistentes. En este caso todas las partes mojadas se fabrican en el material especial respectivo. Los separadores son fabricados de acero inoxidable 316 L (1,4404/1,4435) de estándar. Donde se necesitan separadores con las partes mojadas en metales especiales. La unión en la membrana y el cuerpo del separador es impermeable a la difusión, protegida contra el vacio y resistente a la rotura y eso a pesar de todas las temperaturas extremas a las cuales un separador podría ser expuesto. En manómetros relativo y manómetros de presión diferencial con membrana elástica , las partes mojadas puedes ser fabricadas con materiales especiales muy diversos. Los sistemas de medición para manómetros con tubo Bourdon se fabrican de estándar en acero inoxidable 316L.
Adaptación al proceso con separadores. Por medio de los separadores, los instrumentos de medición de presión pueden adaptarse a las condiciones más duras en la industria del proceso. Una membrana confeccionada en un material apropiado separa el medio de presión del instrumento de presión. El espacio interior entre la membrana y el instrumento de presión. El espacio interior entre la membrana y el instrumento está completamente llenado de un liquido de transmisión de presión. La presión de proceso se transmite por la membrana elástica al liquido de llenado y de ahí al instrumento de medición que esta conectado al separador , o bien directamente o vía una torre refrigerante o un tubo capilar. Tareas de medición extremadamente difíciles pueden realizarse combinando un instrumento con un separador:
-Uso con temperaturas extremas o fluctuaciones de temperaturas.
-Mediciones en medios agresivos, corrosivos, muy viscosos, heterogéneos, cristalizantes.
-Instrumentación sin espacios muertos o minimizados
-Conexión del proceso higiénica
-Adaptación a zonas explosivas.
También hay líquidos de transmisión de presión para el uso entre separador e instrumento de medición para satisfacer muchas aplicaciones específicas.
Hay dos tipos de separadores:
· Separadores con membrana: montados sobre accesorios o bridas ya existentes. Generalmente son accesorios que consta de piezas en T integradas en una tubería, o de manguitos soldados a una tubería, al reactor de proceso o a un tanque. Separadores con membrana ofrecen una vantaja de que la superficie de contacto entre el medio de presión y la membrana es relativamente grande, asegurando así una medida de presión exacta, sobre todo con presiones muy pequeñas (<600mbar).
Separadores tubulares: Ideales para el uso en medios de corrientes, el separador está completamente integrado en la línea de proceso, las mediciones no están afectadas por turbulencias, esquinas, espacios muertos u otros obstáculos molestos en la dirección del flujo. El separador tubular se instala directamente en la tubería, de manera que no se necesite unas conexiones especiales de puntos de medición.
En combinación con separadores, hay medidores de presión eléctricos para la medición de sobrepresión, presión absoluta, presión diferencial, nivel y flujo, estos instrumentos pueden emplearse también en fluidos muy agresivos y de alta temperatura. La ventaja de estos instrumentos es las múltiples posibilidades de configuración en el instrumento o vía software, permiten una adaptación fácil a las tareas de medición. Por ejemplo, la entrada de geometría de tanque o de la densidad del fluido.
Instrumentos medidores de presión electrónicos. Precio aproximado: 12000,00 BsF.
Manómetros con muelle tubular. Precio aproximado: 2450,00 BsF.
Manómetro con membrana o capsula
Manómetros para presión diferencial
Manómetros con equipo electrónico adicional
Combinación y posibilidades de montaje de instrumentos medidores de presión y separadores
Medición de la temperatura . Industria Petroquímica.
Dispositivos industriales de medición de temperatura
Existen muchos dispositivos que sirven para medir temperatura, pero solo
algunos han sido adaptados para su uso en ambientes industriales.
Eléctricos.
Termocupla: La f.e.m. inducida en dos alambres de distintos
metales o aleaciones depende en forma directa de la diferencia de temperaturas
entre los dos extremos soldados (juntas). Van de -200 a 2000 ºC.
Termoresistencias: Se infiere la temperatura a partir de la variación en la resistencia
eléctrica de un metal, generalmente platino, cobre o níquel. Van de -200 a 700
ºC.
Termisores: Similar al anterior, pero de un semiconductor. La resistencia tiene
relación inversa con la temperatura. Temperaturas mayores a 300ºC.
Expansión térmica.
Sistema de dilatación: Son elementos que aprovechan la capacidad de los
fluidos (líquidos y gases) de dilatarse con la temperatura. Generalmente se
asocian a transmisores neumáticos. -195 a 760ºc
Termómetros de vidrio: Similares a los anteriores pero para indicación sobre una escala. -200 a
350 ºC
Bimetálicos: Consisten en dos piezas de aleaciones de distinto coeficiente de
dilatación térmica que producen cambios de forma por efecto de la
temperatura de -50 a 500ºC.
Radiación térmica.
Pirómetros óptico, de
radiación total y de relación: Sistema que mide
la temperatura basándose en la radiación que emite la superficie cuya
temperatura es censada. El elemento sensible no está en contacto con el cuerpo
sobre el que se practica la medición. De -40 a 4000.
Visuales.
Indicadores de color: Se trata de compuestos químicos que tienen la
propiedad de cambiar su color con la temperatura. Solo sirven de indicación. De
-50 a 1000 ºC.
Para
aplicaciones en las industrias químicas, farmacéutica y biotecnología, las
termoresistencias, debido a las condiciones de proceso y los requerimientos de
la precisión de medición, están especialmente apropiadas. La función principal
de un transmisor es el acondicionamiento del cambio de la resistencia
dependiente de la temperatura (o de termorresistencias) o la transformación de
la variación de tensión dependiente de l temperatura (de termopares) en una
señal estándar independiente de la temperatura (de termopares) en una señal
estándar independiente de la carga. La señal más utilizada es la señal
analógica 4…mA, pero señales digitales. estándares (tecnología de bus de campo)
ganan más y más importancia. Mediante una señal analógica de 4…20 mA, en
combinación con algún diseño de circuito inteligente, cualquier error del
sensor que pudiera presentar, puede ser señalado y al mismo tiempo el valor
medido transmitido vía un circuito a dos hilos (bucle de corriente). El
acondicionamiento y la transmisión de las señales estándares (analógicas o
digitales) se realiza, por grandes distancias, absolutamente sin
perturbaciones. Todas las termorresistencias y todos los transmisores
presentados pueden utilizarse para aplicaciones en zonas potencialmente explosivas.
Adicionalmente, se distinguen por un amplio rango permisible de temperaturas
ambientes desde -40 ºC…+85ºC con una humedad máxima de 100%. Transmisores de
temperatura funcionales a elección instrumentos con señal analógica 4…20mA o
4…20 mA/Protocolo HART℗.
Combinaciones posibles de sondas de temperatura eléctricas con transmisores
Termorresistencia.
Termopar.
Son sensores de temperatura que suministran directamente un voltaje dependiente de la temperatura. Se dispone de varios tipos de termopares adaptados a la temperatura a medir apropiada. Termopares son apropiados especialmente para temperaturas altas hasta 1600ºC y con cargas de vibraciones (dependiendo del tipo de instrumentos, sensor y materiales mojados). Valor aproximado : 22400,00 Bsf
Termopares y termorresistencias
Termopares y termorresistencias
Termopar V-PAD.
Se ha diseñado para medir la influencia de
altas temperaturas de radiación en el punto de medición de una superficie de
tubo. El termopar V-PAD se solda directamente a la superficie de un tubo de
proceso y se suministra con o sin escudo aislante. Se ideal para muchas
refinerías del mundo donde ha aportado resultados de medición
ultraexactos y fiables en calentadores o hornos de alta potencia. Mediciones
fiables de suiperficies de tubos son esenciales aportando inmediatamente
informaciones sobre un aumento de la temperatura en el tubo. De esta manera l,
la vida de los tubos se puede prolongar y la frecuencia de tiempos muertos
debido al mantenimiento puede reducirse considerablemente
Medición de
temperatura fiable en superficies.
· Industria química
· Aplicaciones con vapor recalentado
· Refinerías
· Hornos
· Cambiadores térmicos
· Calderas de gran potencia
Medición de temperatura multipunto
Las
reacciones químicas son fuertemente afectadas por la temperatura. Eso
significa que, si la temperatura dentro de un reactor difiere
considerablemente, se puede partir de la base deque también la reacción química
no ocurrirá de manera homogénea. Es necesario la medición de la distribución de
temperaturas dentro de un grupo constructivo. Hay ensamblajes multipuntos que
pueden contener hasta 50 puntos de medición de temperatura individuales cuyas
señales de medición pueden transmitirse directamente o mediante
transmisores
Aplicaciones.
· Industria química
· Columnas de destilación
· Depósitos
Hay industrias que combinan el display digital
y los termorresistores. Este tipo de termómetros son de uso múltiple y funciona
sin energía auxiliar externa. El display asegura una lectura correcta. Variadas
posibilidades de combinación de longitudes de inserción, longitud de exensión
de cuello, racor a la vaina, etc. Resultan termómetros apropiados para
cualquier dimensión de vaina y cualquier aplicación.
Instrumentos
medidores de temperaturas mecánicos Termómetros bimetálicos
El termómetro bimetálicos consiste en dos
tiras de metal unidad permanentemente, donde cada metal tiene diferente
coeficiente de dilatación y se curva cuando la temperatura cambia. La curvatura
es aproximadamente proporcional al cambio de temperatura. De las tiras bimetálicas
se han diseñado dos diferentes tipos de sistemas de medición: muelle helicoidal
y muelle espiral. La deformación mecánica de las tiras bimetálicas en esas
formas de muelles resulta en un movimiento rotativo cuando la temperatura
cambia. Si uno de los extremos del sistema de medición bimetálico es sujetado,
el otro extremo gira el eje de aguja, y por consiguiente, la aguja. Precio aproximado: 3500,00 BsF.
Aplicaciones.
· Industria química y petroquímica
· Construcción de máquinas, plantas y
recipiente
· Técnica de energía y de central
eléctrica
Instrumentos medidores de temperatura mecánicos Termómetros a
presión de gas
El sistema de medición consiste de un
inmersor, un capilar y una caja con el tubo de Bourdon. El sistema de medición
completo está llenado con un gas inerte bajo presión. Cualquier cambio de
temperatura en el inmersor causa un cambio en la presión interna del sistema de
medición entero. La presión deforma así la muelle cuya desviación se transmite
a la aguja. Si se utiliza un capilar la transmisión a distancia de la
temperatura es posible hasta 100m. Variaciones de las temperaturas ambientes en
la caja se pueden dejar de lado, puesto que un elemento bimetálico está
insertado entre le movimiento y el tubo de Bourdon para compensación. Precio aproximado : 2000,00BsF.
Elementos de medición en procesos industriales.
Los procesos industriales exigen el control de la
fabricación de los diversos productos obtenidos. Los procesos son muy variados
y abarcan muchos tipos de productos: la fabricación de los productos derivados
del petróleo, de los productos alimenticios, la industria cerámica, las
centrales generadoras de energía, la siderurgia, los tratamientos térmicos, la
industria papelera, la industria textil, etc. En todos estos
procesos es absolutamente necesario controlar y mantener constantes algunas
magnitudes, tales como la presión, el caudal, el nivel, la temperatura, el pH,
la conductividad, la velocidad, la humedad, el punto de rocío, etcétera. Los
instrumentos de medición y control permiten el mantenimiento y la regulación de
estas constantes en condiciones más idóneas que las que el propio operador
podría realizar. En los inicios de la era industrial, el operario llevaba
a cabo un control manual de estas variables utilizando sólo instrumentos
simples, manómetros, termómetros, válvulas manuales, etc., control que era
suficiente por la relativa simplicidad de los procesos. Sin embargo, la gradual
complejidad con que éstos se han ido desarrollando ha exigido su automatización
progresiva por medio de los instrumentos de medición y control. Estos
instrumentos han ido liberando al operario de su función de actuación física
directa en la planta y al mismo tiempo, le han permitido una labor única de
supervisión y de vigilancia del proceso desde centros de control situados en el
propio proceso o bien en salas aisladas separadas; asimismo, gracias a los
instrumentos ha sido posible fabricar productos complejos en condiciones
estables de calidad y de características, condiciones que al operario le serían
imposibles o muy difíciles de conseguir, realizando exclusivamente un control
manual. Los procesos industriales a controlar pueden dividirse
ampliamente en dos categorías: procesos continuos y procesos discontinuos. En
ambos tipos, deben mantenerse en general las variables (presión, caudal, nivel,
temperatura, etc.), bien en un valor deseado fijo, bien en un valor variable
con el tiempo de acuerdo con una relación predeterminada, o bien guardando una
relación determinada con otra variable.
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