Antes de construir un sistema de medición es necesario conocer el proceso y la técnica asociada a la variable a medir.
Objetivos:
* Caracterizar el proceso a medir.
* Manejar la técnica de medición aplicable a la variable de interés.
Características de la variable a medir: Nivel
El nivel es una herramienta que sirve para medir la horizontalidad y verticalidad de un elemento. En este caso el elemento a medir será el agua, y se realizara mediante el uso de un sensor de presión el cual será caracterizado posteriormente.
La medición de nivel es una de las mas antiguas y mas comunes dentro de la medición de variables. Las personas han venido midiendo el nivel del agua en lagos y el de granos en silos, desde hace cientos de años.
En los ríos se media la profundidad con varas, cada determinada distancia para conocer que profundidad se tenia, de tal manera que los barcos no atracaran. Así como en la antigüedad, hasta principio de 1900 la mayoría de la medición de nivel se efectuara mediante varas con marcas colocada a intervalos regulares, permitiendo que mediante estas marcas se pudiera hacer una lectura del nivel de manera relativamente fácil.
En la industria, la medición de nivel es muy importante, tanto desde el punto de vista del funcionamiento del proceso como de la consideración del balance adecuado de materias primas de productos finales.
La utilización de instrumentos electrónicos con microprocesador en la medida de otras variables, tales como la presión y la temperatura, permite añadir “inteligencia” en la medida del nivel, y obtener precisiones de lectura altas, del orden del 0,2 %, en el intervalo de materias primas o finales o en transformación en los tanques del proceso. El transmisor de nivel “inteligente” hace posible la interpretación del nivel real (puede eliminar o compensar la influencia de la espuma en flotación del tanque, en la lectura), la eliminación de las falsas alarmas (tanques con olas en la superficie debido al agitador de paletas en movimiento), y la fácil calibración del aparato en cualquier punto de la línea de transmisión.
El transmisor o varios transmisores pueden conectarse, a través de una conexión RS-232, a un ordenador personal, que con el software adecuado, es capaz de configurar transmisores inteligentes.
El nivel es la variable que puede ser medida mas fácilmente, pero existen otros factores, tales como viscosidad del fluido, tipo de medición deseada, presión, si el recipiente esta o no presurizado, que traen como consecuencias que existan varios métodos y tipos de instrumentos medidores del nivel. El medidor de nivel seleccionado dependerá de nuestras necesidades o condiciones de operación.
Los instrumentos de nivel pueden dividirse en medidores de nivel de líquidos y de sólidos.
Caracterización del proceso
El sistema está constituido por dos tubos largos colocados en forma vertical, los cuales están llenos de un líquido; dicho líquido puede llenar a los tubos a través de una llave de paso, la cual solo se utiliza para nivelar el agua. Esta llave de paso se encuentra entre los dos tubos los cuales se interconectan entre si a través de un canal; la llave de paso intentará mantener el mismo nivel de líquido entre los dos tubos a través del fenómeno hidrostático.
Cuando se requiere hacer algún control de nivel la llave de paso se mantiene cerrada.
Para este proceso no se necesita un circuito de acondicionamiento sólo se realiza la medida con el medidor de caudal. El control del proceso se realiza en el tubo donde se encuentra ubicado el sensor de presión y nivel.
En la industria, la medición de nivel es muy importante, tanto desde el punto de vista del funcionamiento del proceso como de la consideración del balance adecuado de materias primas de productos finales.
La utilización de instrumentos electrónicos con microprocesador en la medida de otras variables, tales como la presión y la temperatura, permite añadir “inteligencia” en la medida del nivel, y obtener precisiones de lectura altas, del orden del 0,2 %, en el intervalo de materias primas o finales o en transformación en los tanques del proceso. El transmisor de nivel “inteligente” hace posible la interpretación del nivel real (puede eliminar o compensar la influencia de la espuma en flotación del tanque, en la lectura), la eliminación de las falsas alarmas (tanques con olas en la superficie debido al agitador de paletas en movimiento), y la fácil calibración del aparato en cualquier punto de la línea de transmisión.
El transmisor o varios transmisores pueden conectarse, a través de una conexión RS-232, a un ordenador personal, que con el software adecuado, es capaz de configurar transmisores inteligentes.
El nivel es la variable que puede ser medida mas fácilmente, pero existen otros factores, tales como viscosidad del fluido, tipo de medición deseada, presión, si el recipiente esta o no presurizado, que traen como consecuencias que existan varios métodos y tipos de instrumentos medidores del nivel. El medidor de nivel seleccionado dependerá de nuestras necesidades o condiciones de operación.
Los instrumentos de nivel pueden dividirse en medidores de nivel de líquidos y de sólidos.
Caracterización del proceso
El sistema está constituido por dos tubos largos colocados en forma vertical, los cuales están llenos de un líquido; dicho líquido puede llenar a los tubos a través de una llave de paso, la cual solo se utiliza para nivelar el agua. Esta llave de paso se encuentra entre los dos tubos los cuales se interconectan entre si a través de un canal; la llave de paso intentará mantener el mismo nivel de líquido entre los dos tubos a través del fenómeno hidrostático.
Cuando se requiere hacer algún control de nivel la llave de paso se mantiene cerrada.
Para este proceso no se necesita un circuito de acondicionamiento sólo se realiza la medida con el medidor de caudal. El control del proceso se realiza en el tubo donde se encuentra ubicado el sensor de presión y nivel.
El sensor de presión se encuentra ubicado en el nivel cero, el cual es una caja constituida por dicho sensor y el circuito de acondicionamiento; a partir del nivel cero se ubica la cinta métrica que se usará para medir el nivel del agua en el tubo.
Este proceso también contiene una bomba la cual no posee comunicación directa con el tubo de medición; esta se utiliza para variar el nivel del agua en el tubo cuando la bomba es encendida, haciendo que el nivel del agua descienda, enviando esta al otro tubo. (Si este tubo se encuentra abierto está bomba se utilizará también para bajar la presión si se sobrepasa.)
Descripción del método patrón a utilizar para medir la variable
Este proceso también contiene una bomba la cual no posee comunicación directa con el tubo de medición; esta se utiliza para variar el nivel del agua en el tubo cuando la bomba es encendida, haciendo que el nivel del agua descienda, enviando esta al otro tubo. (Si este tubo se encuentra abierto está bomba se utilizará también para bajar la presión si se sobrepasa.)
Descripción del método patrón a utilizar para medir la variable
El método ha utilizar para realizar la medición de la variable es a través del proceso de hidrostática; la medición de nivel se hará con el mismo sensor con el que se hará la medición de presión. Para observar la magnitud de las distintas medidas se utilizará una cinta métrica a lo largo de ambos tubos para observar como va subiendo el nivel del agua y asociar esto a la presión detectada por el sensor a diferentes niveles de agua.
Descripción del sensor a utilizar
Características técnicas
Características del Sensor
Los sensores de presión en miniatura con un diafragma de silicio y un único sistema de interconexión por sello conductor, que elimina la necesidad de soldaduras de cables internos o conexiones de lengüeta. Se dispone de sensores manométricos y diferenciales. Las versiones diferenciales son capaces de medir entre medios húmedos, lo que permite introducir la mayoría de sustancias por ambas tomas.
• Calibración de la señal de salida, tanto en cero como a fondo de escala
• Compensación de temperatura, por lo que pueden ser remplazados sin necesidad de una calibración
• Idóneos para aplicaciones que requieran una medida exacta de presión, así como repetibilidad, baja histéresis y estabilidad a largo plazo
• Se suministra con anillo de bloqueo en acero
Los sensores de presión en miniatura con un diafragma de silicio y un único sistema de interconexión por sello conductor, que elimina la necesidad de soldaduras de cables internos o conexiones de lengüeta. Se dispone de sensores manométricos y diferenciales. Las versiones diferenciales son capaces de medir entre medios húmedos, lo que permite introducir la mayoría de sustancias por ambas tomas.
• Calibración de la señal de salida, tanto en cero como a fondo de escala
• Compensación de temperatura, por lo que pueden ser remplazados sin necesidad de una calibración
• Idóneos para aplicaciones que requieran una medida exacta de presión, así como repetibilidad, baja histéresis y estabilidad a largo plazo
• Se suministra con anillo de bloqueo en acero
Arquitectura del Sistema de Medida, aplicando Margen Dinámico, resolución, Ganancia y número de bits del conversor.
De acuerdo con esto el sistema nos queda:
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