Introducció a la instrumentació de pressió

Comprendre la instrumentació de pressió és fonamental en diverses aplicacions industrials, des del control de processos fins als sistemes de seguretat. Aquesta guia ofereix una visió general clara dels dispositius de mesura de pressió habituals, els seus principis de funcionament i les aplicacions típiques. Cada secció està dissenyada per simplificar conceptes complexos, fent que l'aprenentatge sigui eficient i atractiu.

1. Manòmetre de tub Bourdon

Normalment utilitzats en sistemes industrials, com ara calderes, els manòmetres de tub Bourdon funcionen segons el principi d'un tub buit i corbat que es deforma sota pressió interna.

Principi de funcionament:

• El fluid pressuritzat entra al tub de Bourdon corbat.
• El tub es redreça lleugerament, transferint aquest moviment a través d'un sistema de:
  • Biela
  • Engranatge segmentat i pinyó
  • Punter i dial
• El punter mostra amb precisió el valor de la pressió en un esfera calibrada.

Grau de precisió:

La precisió es defineix com un percentatge de l'escala total de l'error admissible.

• Les qualificacions comunes inclouen: 0,5, 1,0, 1,5, 2,0 i 2,5.
• Un número de qualificació més baix significa una major precisió.
• Els graus 3 i 4 rarament s'utilitzen en aplicacions crítiques com ara sistemes de calderes a causa de la seva menor precisió.

2. Manòmetre de contacte elèctric

Aquest instrument és una versió millorada del manòmetre Bourdon, que integra contactes elèctrics per proporcionar funcionalitats crucials d'alarma i control.

Característiques:

• Equipat amb contactes de límit superior i inferior.
• Activa una alarma o una resposta automàtica quan se superen els llindars de pressió.
• Es pot integrar perfectament amb relés i contactors per a un control automàtic complet.
• Particularment aplicable en entorns exigents com ara sistemes de calderes de gasoil i gas.

3. Sensor de pressió capacitiu

Aquests sensors sofisticats detecten la pressió mesurant amb precisió el canvi de capacitança resultant de la deformació d'un diafragma flexible.

Principi de funcionament:

• La pressió aplicada fa que el diafragma flexible es desplaci.
• Aquest desplaçament altera directament la capacitància entre dues plaques.
• El senyal resultant es converteix amb precisió en una sortida elèctrica mesurable.

Tipus:

• Disponible tant en dissenys d'un sol extrem com diferencials.
• Els sensors de pressió diferencial solen presentar aproximadament el doble de sensibilitat que els tipus d'un sol extrem.

Avantatges:

• Alta sensibilitat, que permet mesures precises.
• Velocitat de resposta ràpida per a aplicacions dinàmiques.
• Excel·lent resistència a cops i vibracions.
• Disseny estructural simple i robust.

4. Manòmetre de manxa

Aquest manòmetre és una opció ideal per mesurar canvis de pressió subtils, especialment adequat per a sistemes de ventilació de calderes i gasoductes.

Principi de funcionament:

• La pressió entra a la cavitat especialitzada del manxó.
• La manxa s'expandeix, generant un desplaçament mecànic precís.
• Aquest moviment es transmet amb precisió a un punter mitjançant un mecanisme d'engranatges.
• Una lectura de pressió en directe es mostra directament a l'esfera de l'instrument.

5. Termòmetres de pressió

Aquests instruments integrats utilitzen un sistema segellat omplert amb un fluid específic per convertir amb precisió els canvis de temperatura en les lectures de pressió corresponents.

Components:

• Una esfera (sonda) col·locada estratègicament dins de la zona de temperatura que s'ha de monitoritzar.
• Un tub capil·lar dissenyat per suportar els canvis de pressió.
• Un tub de Bourdon, que reacciona als canvis de pressió transmesos.
• Un indicador que indica amb precisió la temperatura en un dial calibrat.

Fluids utilitzats:

• Normalment s'omple amb líquids, vapor o gasos com el nitrogen (escollit per la seva estabilitat).
• El rang de funcionament normalment abasta des de -100 °C fins a +500 °C.

Aplicacions:

• Essencial per al control continu de la temperatura i les funcions de commutació automàtica.
• Àmpliament utilitzat per a circuits de control dins de diversos sistemes industrials.

6. Sensors de pressió de manòmetre extensòmetre

Aquests sensors d'alta precisió aprofiten els extensometres per convertir la tensió mecànica directament en canvis mesurables en la resistència elèctrica.

Elements clau:

• Un extensòmetre meticulosament unit a un substrat sensible a la pressió.
• El substrat es deforma sota la pressió aplicada, alterant així la resistència del extensometre.
• Normalment s'utilitza un circuit de pont de Wheatstone per a la mesura precisa dels canvis de resistència.
• El senyal resultant s'amplifica i es digitalitza per obtenir una sortida precisa.

Variacions:

• Disponible tant en làmina metàl·lica com en semiconductors.
• Els tipus de làmina metàl·lica inclouen també subtipus de filferro i làmina.

Casos d'ús:

• Excel·lent per a una integració perfecta en sistemes de control digital moderns.
• Ofereix una alta precisió i està ben adaptat per a aplicacions de mesurament dinàmic.

Conclusió: Aprenentatge visual, habilitats pràctiques

Tant si sou novells en instrumentació com si simplement esteu actualitzant els vostres coneixements, aquestes guies animades d'instrumentació de pressió estan dissenyades per ajudar-vos a comprendre ràpidament els conceptes bàsics i a construir una comprensió pràctica.

Estigueu atents a les guies més simplificades sobre nivell, flux i instrumentació analítica, totes elaborades per fer que l'automatització de l'aprenentatge no només sigui informativa, sinó també realment agradable.