En el entorno industrial, la precisión absoluta puede no ser tan importante como la repetibilidad. Si las presiones de proceso varían a lo largo de un amplio rango, es fundamental elegir transductores con buena linealidad y baja histeresis. Además, las variaciones de temperatura, tanto ambientales como de proceso, pueden afectar la medición de presión, especialmente en el caso de bajas presiones y pequeñas diferencias de presión. En estas situaciones, es necesario utilizar compensadores de temperatura.
El Sensor de Presión de Película Gruesa de Silicona
Un tipo común de transductor de presión es el sensor de presión de película gruesa de silicona. Este sensor está disponible en un rango de 10 a 30,000 psia y es ampliamente utilizado en diversas aplicaciones industriales.
Otro factor a considerar es la variación en el suministro de energía, ya que puede afectar el rendimiento de los transductores de presión. La sensibilidad (S) de un transductor determina la cantidad de cambio que ocurre en el voltaje de salida (VO) cuando el voltaje de suministro (VS) cambia, manteniendo constante la presión medida (Pm) y la presión nominal (Pr) del transductor. Esta relación se puede expresar mediante la siguiente fórmula:
En un sistema de medición de presión, el error total se puede calcular utilizando el método de la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de los errores individuales.
Criterios de Selección para Transductores de Presión
A la hora de seleccionar un transductor de presión, es importante tener en cuenta varios criterios para asegurar un funcionamiento óptimo. En general, los transductores de presión generan señales de salida en milivoltios, que luego son amplificadas a nivel de voltaje y convertidas en bucles de corriente, como el popular 4-20 mA dc.
La carcasa del transductor también debe ser elegida cuidadosamente para cumplir con las clasificaciones de área eléctrica y las exigencias en cuanto a la corrosión en una instalación específica. La protección contra la corrosión debe tener en cuenta tanto derrames de líquidos corrosivos como la exposición a gases corrosivos en el entorno externo de la carcasa, así como la exposición del elemento de detección a materiales corrosivos del proceso. Para satisfacer estas exigencias, se pueden utilizar materiales resistentes a la corrosión, revestimientos y sellos químicos.
Si la instalación se encuentra en un área donde pueden estar presentes vapores explosivos, es necesario elegir un transductor o transmisor adecuado para esos entornos. Esto se logra generalmente utilizando carcasas purgadas, a prueba de explosiones o diseños intrínsecamente seguros.
Consideraciones sobre el Intervalo de Presión
Probablemente la decisión más importante al seleccionar un transductor de presión es determinar el intervalo adecuado. Hay dos consideraciones a tener en cuenta: la precisión del instrumento y la protección contra sobrepresión. Desde el punto de vista de la precisión, el intervalo de un transmisor debe ser pequeño, con la presión de operación normal aproximadamente en la mitad del intervalo, para minimizar el error, que generalmente se expresa como un porcentaje de la escala completa. Sin embargo, también es importante considerar las consecuencias de los daños por sobrepresión debido a errores de operación, diseño defectuoso o fallas en el aislamiento del instrumento durante pruebas de presión y activaciones. Por lo tanto, es fundamental especificar tanto el intervalo requerido como el nivel de protección contra sobrepresión necesario.
La mayoría de los instrumentos de presión se suministran con protección de sobrepresión que oscila entre el 50% y el 200% de la amplitud. Estas protecciones suelen ser adecuadas para la mayoría de las aplicaciones. Sin embargo, en casos de sobrepresiones más altas de naturaleza temporal, como picos de presión de corta duración (segundos o menos), se pueden instalar snubbers para filtrar los picos, aunque esto puede afectar la eficiencia de la medición. Si se espera una sobrepresión de mayor duración, se puede proteger el sensor mediante la instalación de una válvula de alivio de presión, aunque esto puede resultar en una pérdida de medición cuando la válvula de alivio esté abierta.
Consideraciones de Temperatura en Transductores de Presión
Si el transmisor está destinado a operar en condiciones de temperatura ambiente alta, es posible enfriar la carcasa eléctricamente utilizando el efecto Peltier o mediante el uso de agua. Otra opción es trasladar el transmisor a un área con aire acondicionado. Por otro lado, cuando se esperan temperaturas congelantes, es necesario utilizar calefacción por resistencia eléctrica o tubos de vapor junto con aislamiento térmico.
En aplicaciones donde las temperaturas de proceso son elevadas, se pueden considerar varios métodos para aislar el instrumento de presión del proceso. Estos métodos incluyen sellos de retorno, sifones, sellos químicos con tuberías capilares para montaje remoto y purgadores.
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