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ABC sobre transductores de presión

Por Silge Electrónica

Los transductores de presión forman parte de la medición y control de procesos que permiten mejores resultados dentro de variadas industrias. 

A través de los transductores, los técnicos e ingenieros, pueden medir la variable “presión” para el manejo correcto de gases y líquidos. Debido a que cada sustancia puede cambiar de estado a partir de la presión, esto se puede  aplicar en la generación de productos de acuerdo a la necesidad de la industria correspondiente.

Es por esta razón que conocer en profundidad sus características y funcionamiento es fundamental para su posterior uso y aplicación.

 

Qué es un transductor de presión

Un transductor de presión es un dispositivo que transforma la presión de un líquido o un gas en una señal eléctrica analógica.

Entre los diversos tipos de transductores se encuentra el llamado extensométrico o transductor de base de calibrador de tensión.

Su funcionamiento se basa en la aplicación de presión deformando los extensómetros que están unidos al diafragma del  transductor. Es a través de esa presión sobre el sensor que se origina la deflexión del diafragma que se encarga de deformar los medidores. 

Y es esa deformación la que provoca que la resistencia eléctrica cambie proporcionalmente a la presión.

 

Transductor de presión  - transmisor de presión

En muchos casos se utilizan ambos términos como sinónimos; y en otros, se considera al transmisor como un tipo de transductor. Esto se debe a que tienen una diferenciación en cuanto la manera de amplificar la señal.

El transductor de presión emite señales sin amplificar, del tipo 2mV y comúnmente se utiliza para aplicaciones OEM. 

Un transmisor de presión, en cambio, amplifica la señal y la convierte en una señal estandarizada como es el caso de 4-20mA. 

La característica de esta amplificación es que no se ve afectada por el ruido eléctrico ni por la resistencia en los cables. Esa es la razón por la que estos transmisores se usan para transmitir señales a grandes distancias.

Tipos de transductores

Existen diferentes tipos de transductores, que son:

-Transductor de presión de propósito general

Son los más comunes porque están concebidos para que se adapten a una gran cantidad de aplicaciones.

Tienen una precisión de 0.25% de  escala completa o mayor.

 

-Transductor de presión de alta estabilidad/alta precisión

Si bien son más caros que los de propósito general, es la única opción si se necesita alta precisión. Ya que ofrecen errores muy bajos, hasta de 0.05% de  escala completa, de acuerdo al modelo.

 

-Transductor de presión de diafragma al ras

Su principal característica es que se elimina la cavidad que está por encima del diafragma, debido a que dicho diafragma está al ras con el proceso. Descartando así  la acumulación del material del proceso de fluido.

Este tipo de aplicación incluye el monitoreo de la presión de líquidos o alimentos que poseen una alta viscosidad.

 

-Transductor de propósito especial

Entre ellos se pueden mencionar:

-transductor de presión para medir presión en temperaturas muy altas o muy bajas.

-transductor de presión con salida de comunicación digital o  salida inalámbrica.

-transductor de presión barométrico.

-transductor de presión sumergible.

 

-Transductor de presión de silicio

Este tipo de transductor de silicio micro-mecanizado se puede conseguir en más de un millón de configuraciones diferentes.  Asegura una mejor adaptación a cualquier requisito de aplicación.

 

Salidas

Las salidas eléctricas de los transductores de presión se pueden especificar en:

 

-Milivoltios

Esta salida se encuentra en los transductores de presión más económicos. La salida nominal es de 30 mV. En tanto la real es proporcional directamente a la energía que entra o a la excitación del transductor. En este caso, si la excitación varía, la salida también.

A causa de esta vinculación entre la excitación y la salida, se sugiere utilizar fuentes de alimentación reguladas para los transductores de milivoltios.

Otra recomendación es que el transductor no se ubique en un lugar con mucho ruido eléctrico, ya que la señal de salida es baja.

Y otra cuestión para tener en cuenta es que la pantalla, el transductor y la instrumentación estén a una corta distancia

 

-Voltios

En estos transductores existe un acondicionador de señal incorporado que genera una salida mucho más alta que los de milivoltios.

Su salida normal es de 0-5Vcc o 0-10Vcc. Y  si bien la salida depende  del modelo, no es una función de la excitación como es el caso del de milivoltios. Esto implica que es suficiente el suministro de energía no regulada siempre que se encuentre dentro de un rango especificado de tensión.

Otra característica es que al transductor con salida de voltios no lo afecta tanto el ruido eléctrico como es el caso del transductor de milivoltios. Esa es la causa por la que se lo utiliza en variadas locaciones industriales.

 

-En 4-20mA

En este caso se conoce al dispositivo como transductor o transmisor de presión de salida de 4-20 mA.

Contiene una señal de salida que se ve menos afectada por la resistencia en los alambres de señal, y por el ruido eléctrico. Esa es la razón por la cual este transductor se utiliza para la transmisión a través  de grandes distancias, por ejemplo a más de 500 metros.

 

Qué tener en cuenta a la hora de elegirlos

Hay muchos tipos de transductores de presión que sirven para una determinada cantidad de aplicaciones. Es por eso que, en el momento de su elección, se deben tener en cuenta los diferentes  aspectos que van a afectar el funcionamiento. Así como también las aplicaciones para que dicho transductor funcione mejor.

Esa es la razón por la que se recomienda seguir las siguientes pautas para su selección:

 

1. Aplicación y tipo de medición

El tipo de medición de  la presión comprende:

-manómetro

-medidor absoluto

-diferencial

-de vacío

-bidireccional

-sellado

De acuerdo a la aplicación se determina el tipo de medición más adecuado.

 

2. Rango de la presión

Este es un ítem fundamental en el momento de la elección de un transductor de presión.

Esto se debe a que existen dos consideraciones que pueden entrar en conflicto: la precisión del instrumento y su protección contra la sobrepresión.

Con respecto a la precisión, el rango de un transductor debe ser bajo. O dicho de otro modo, que la presión sea alrededor de la mitad del rango. Así se consigue que  se minimice el error, habitualmente un porcentaje de la escala completa.

En cuanto a la sobrepresión y sus consecuencias pueden ocurrir a partir de errores de operación, falla para aislar el instrumento cuando se realiza la prueba de presión, diseño defectuoso y el arranque.  Esa es la razón por la cual es fundamental especificar no solo el rango, sino también la cantidad de protección contra la sobrepresión necesaria.

 

3. Rango de temperatura y entorno de instalación

Los transductores se pueden ver limitados en su funcionamiento correcto ante temperaturas extremas y vibraciones.

Para las temperaturas extremas, se utiliza la tecnología de película delgada porque es superior. Se debe tener en cuenta que las temperaturas extremas crean errores en las salidas del transductor. Este error suele expresarse en porcentaje de escala completa por encima de 1ºC (% FS/ º C).

Por su parte, los entornos de alta vibración son los ideales para los transductores no amplificados más pequeños. Por esa razón es conveniente la elección de un transductor con una carcasa que cumpla tanto con la clasificación correspondiente al área eléctrica como con los requisitos que debe tener para evitar la corrosión. 

En ese sentido es vital la protección contra la corrosión, ya sean salpicaduras de líquidos corrosivos como la exposición del exterior de la carcasa a gases corrosivos. 

Cuando se instala un transductor o transmisor en un área donde existen vapores explosivos, tanto el transductor como su fuente de alimentación deben adecuarse para ese entorno. Esto se puede lograr colocándolo dentro de una carcasa a prueba de explosión, o purgada o con un diseño seguro.

Si se necesita un tamaño compacto, se recomienda un transductor no amplificado.

 

4. Procesar los medios

Este es otro criterio importante a tener en cuenta: el proceso del fluido que se va a medir. Normalmente los materiales conocidos como “partes húmedas” deben ser elegidos de acuerdo a la afinidad  que tienen con el fluido que se mide. 

Así en sitios con aire seco y limpio se puede utilizar cualquier material. Pero en el caso de entornos que utilicen agua de mar, hay que elegir aleaciones con alto nivel de níquel. Otros materiales que se emplean son el acero inoxidables 17-4 y el 316.

 

5. Precisión

Los transductores de presión tienen muchas precisiones distintas. Los más comunes varían de 0.5% a 0.05% de la salida a escala completa.

Hay que tener en cuenta que se necesitan mayores precisiones, cuando se requiere leer presiones muy bajas en aplicaciones muy exigentes.

 

6. Salida

Existen diferentes tipos de  salidas para estos transductores. Entre ellas se pueden encontrar:

-radiométrica

-de MV/V

-de voltaje amplificado

-de mA

-digital como USBH

La  elección del tipo de salida depende de los beneficios y restricciones de cada una con respecto a su aplicación.

Transductores_silge.com.ar

 

Transductores de presión recomendados por Silge 

En Silge tenemos más de 850 transductores de presión, entre ellos están los siguientes modelos destacados:

 

*SML-10.0-0001000-BAR-G-G14-E-22-MVS/C

Marca ADZ-Nagano GMBH. Rango 0…10 bar; salida 4-20mA; rosca ¼” GAS, linealidad % 0.5.

 

*SML-20.0-0000250-BAR-G-G14E-22-MVS/C

Marca ADZ-Nagano GMBH. Rango 0…2,5bar; salida 0-10V; rosca ¼” GAS; linealidad % 0.5.

 

*DS-DG 2000B

Marca ADZ-Nagano GMBH. Transmisor de presión con indicación de campo; rosca  ¼”; rango de sensado 0…2000 bar.

 

*M31-6-M-P05M-1-4-K

Marca Gefran SPA. Transductor de alta temperatura (MELT). Rango 0…5000 Psi, salida 3.33 mv/V; precisión 0.50 FSO.

 

*TKG-E-1-M-N01D-H

Marca Gefran SPA. Salida 4-20 mA; conexión roscada  G ¼” macho; rango – 1…+10 bar; ajuste de cero y spam; clase 0,3%, protección IP 65; salida a conector.

 

*W31-6-M-B35D-1-4-D-000

Marca Gefran SPA- Transductor de presión para alta temperatura (MELT); rango 0…350 Bar; salida 3.33 mV/V; precisión 0.50  FSO.

 

*SIT-F-10.0-2,5B

Marca ADZ-Prignitz; transductor de presión membrana expuesta salida 4-20m; conexión a proceso G ½”; rango 0-2,5 bar.

 

*984M.523104B

Marca Beck GMBH; transmisor de presión diferencial para aire y gases no corrosivos; rango de sensado de 0 a 100 Pascal (1.0 mbar); capacidad de sobrepresión 20kPa; señal de salida 0-10v; sin display; rosca a proceso para manguera de 6 mm.

 

*984M.353214

Marca Beck GMBH; transmisor de presión diferencial para aire y gases no corrosivos; rango de sensado de 0 a 1 KPa (10 mbar) / 0 a 2,5 KPa (25 mbar); capacidad  de sobrepresión 20kPa; señal de salida 4…20mlA, con display; rosca a proceso para manguera de 6 mm.

 

Sin dudas, un transductor de presión es un dispositivo que facilita el manejo y el transporte de gases y fluidos en su entorno industrial. Por eso es fundamental conocer su funcionamiento, sus modelos y los elementos a tener en cuenta para su elección.

Si luego de leer este artículo, quiere realizarnos una consulta al respecto, no dude en utilizar el chat de Silge, en donde uno de nuestros vendedores especializados, lo asesorará.

Etiquetas: Medición

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