SENSORES PARA AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL.ppsx
- 1. Sensores
- 2. SENSORES ¿Qué es un sensor? Un sensor es un dispositivo capaz de transformar magnitudes físicas, químicas, biológicas, etc., llamadas variables de instrumentación, en eléctricas.
- 3. Para valorar la calidad de un sensor hay que tener en cuenta las siguientes características: Características Definición Amplitud Diferencia entre los límites de medida Calibración Comparación entre un valor de referencia y el valor medido Error Diferencia entre el valor medido y el valor real Exactitud Concordancia en el valor medido y el valor real Factor de Escala Relación entre la salida y la variable medida Fiabilidad Probabilidad del error Histéresis Diferente recorrido de la variable al aumentar o disminuir esta Precisión Dispersión de los valores de salida Ruido Perturbación no deseada que modifica el valor Sensibilidad Relación entre la salida y el cambio en la variable medida Temperatura de Servicio Temperatura de trabajo del sensor Zona de Error Banda de desviaciones permitidas en la salida
- 4. Sensor de Proximidad Un sensor de proximidad es un transductor que detecta objetos o señales que se encuentran cerca del elemento sensor. Existen varios tipos de sensores de proximidad según el principio físico que utilizan. Los más comunes son los interruptores de fin de carrera (o de posición), los detectores capacitivos, los inductivos, los ultrasónicos, los magnéticos y los fotoeléctricos, como el de infrarrojos
- 5. Sensores Ópticos Los detectores ópticos basan su funcionamiento en la emisión de un haz de luz que es interrumpido o reflejado por el objeto a detectar. Tiene mucha aplicaciones en al ámbito industrial y son ampliamente utilizados. Partes Los sensores ópticos están conformados por las siguientes partes: - Fuente. - Receptor. - Lentes. - Circuito de salida.
- 6. Tipos 1. Sensor Óptico de Barrera 2. Sensor Óptico Difuso Reflectivo
- 7. 3. Sensor Óptico Retro Reflectivo Tipo Descripción Paralelo Se usa generalmente para fibras de plástico. Coaxial Tipo de alta precisión, que consiste en un núcleo (transmisor) y área circundante (receptor). La posición de funcionamiento puede mantenerse igual, sin importar la direccióndesdelacual el objeto entra en el área de detección. Separado Este tipo, que contiene múltiples fibras de vidrio de 10 m 0.39Milde diámetro,tiene áreas separadas parael transmisor y el receptor. Fibra Óptica como Sensor Óptico Difuso Reflectivo
- 9. Sensor de Fin de Carrera (limit switch) Reed switch
- 11. Sensor Inductivo
- 12. Analógico 871C
- 13. Sensor Infrarrojo Sensores de ranura Sensores modulados Dispositivo optoelectrónico capaz de medir la radiación electromagnética infrarroja de los cuerpos en su campo de visión. Sensores pasivos Fototransistor Sensores activos
- 14. Instrumentos para medir la Presión a) Instrumentos mecánicos 1) Columnas de Líquido: - Manómetro de Presión Absoluta. - Manómetro de Tubo en U. - Manómetro de Pozo. - Manómetro de Tubo Inclinado. - Manómetro Tipo Campana. 2) Instrumentos Elásticos: - Tubos Bourdon. - Fuelles. - Diafragmas.
- 15. b. Instrumentos electromecánicos y electrónicos - Medidores de Esfuerzo (Strain Gages) - Transductores de Presión Resistivos - Transductores de Presión Capacitivos - Transductores de Presión Magnéticos - Transductores de Presión Piezoeléctricos
- 16. Principales características de los instrumentos para medir Presión
- 17. Sensores de Presión Sensores de Película Delgada /Gruesa Resistivos Tubo de Bourdon
- 19. Sensores PiezoResistivo Usa semiconductores como cintas extensométricas en vez de metal y la deformación provoca en este caso una variación de la resistencia específica
- 21. Sensor de Temperatura Termistor PTC
- 22. Termistor NTC
- 30. Sensor de Nivel Tipo Sonda Tipo Visor de Vidrio Tipo Flotador
- 34. Por Capacitancia
- 37. Por Burbujeo
- 39. Radiactivo Son utilizados para detectar el nivel de casi cualquier liquido, solido o material viscoso almacenado en un recipiente. Aplicaciones: altas temperatura, alta presión, procesos corrosivos, procesos tóxicos, altamente explosivos
- 43. Tipo Laser
- 44. Tipo Radar La diferencia de frecuencia es proporcional a la distancia al líquido, y se puede calcular con precisión. Este método se denomina de Onda Continua de Frecuencia Modulada (FMCW, por sus siglas en inglés), y se utiliza en todos los medidores por radar de alto rendimiento.
- 45. Rango de medida: hasta 40m. Precisión: 2mm.
- 46. Los materiales sólidos, como el cemento, suelen presentar unos índices de reflexión de las señales de radar sumamente pequeños, por lo que requieren la antena más sensible: parabólica de 20 pulgadas. El montaje en tubo guía o tubo tranquilizador se recomienda en aplicaciones de GLP, en las que la superficie se encuentra a veces en ebullición, así como en determinadas condiciones de turbulencia extrema. El tubo reduce la espuma y la turbulencia, aumentando a la vez la reflexión superficial. Las aplicaciones en tanques con agitadores requieren un medidor radar de alta sensibilidad y un sistema de procesamiento de señales avanzado para separar la señal de medición del ruido creado por las perturbaciones.
- 47. TIPOS DE FLUJO 1) Flujo Volumétrico.– El volumen de un flujo que pasa por un punto en la tubería por unidad de tiempo Q = A x V Donde: Q = Velocidad de flujo volumétrico A = Área interna de la tubería V = Velocidad promedio de flujo 2) Flujo másico.- Peso de un volumen de fluido que fluye por unidad de tiempo. 3) Flujo totalizado.- Flujo acumulado o flujo integrado
- 48. Sensor de Caudal Placa Orificio Relación de diámetros, β β= d/D Conforme al apartado 5.1.8.1 de la norma ISO 5167-2(2003), para que el cálculo sea correcto se deben cumplir las siguientes condiciones: d≥ 12,5 mm 0,10≤β≤0,75 q= Cd·(2gΔP)½ Caudal Volumétrico qm= (C/(1-β4 )½ ) · (π/4) · d2 · (2ΔPρ)½ Caudal Másico C=Cd: es el coeficiente de descarga (adimensional)
- 49. PLACA DE ORIFICIO CONCÉNTRICA Aplicaciones: - Fluidos limpios - Líquido con gases - Gas o vapor con líquido
- 50. PLACA DE ORIFICIO EXCÉNTRICA Para los gases donde los cambios de presión implican condensación. Cuando los fluidos contienen un alto porcentaje de gases disueltos.
- 51. Placa de orificio segmentado Partículas en suspensión implican turbulencias que limpiarán (para que no se aglomeren partículas) el lado de alta presión evitando errores en la medición.
- 52. Con el fin de evitar arrastres de sólidos o gases que pueda llevar el fluido, la placa incorpora un orificio de purga. Perfiles de la Placa de Orificio:
- 53. Placa Orificio MEDICIÓN DE FLUJO CON PLACA ORIFICIO
- 54. Medidores de Caudal Sólido Material seco a granel o granulado, de diámetro de hasta 25 mm, en un rango de 200 Kg./h a 2000t/h. La medición puede efectuarse en productos con densidades muy diferentes : trigo soplado, mineral de hierro, los polvos fluidificados como la ceniza volante, y los productos pegajosos con posibilidad de depósito, como las virutas de torno. Los medidores de caudal sólido pueden utilizarse en aplicaciones con productos tan diversos como: cemento, arena, carbón coque, carbón, cal, trigo, arroz, harina, azúcar, productos alimenticios para animales, astillas de madera y virutas de plástico.
- 56. Sensor de Flujo tipo Pistón Aplicaciones Típicas Cabezas láser, rotores de alta velocidad, robots, prensas, cintas transportadoras, robots, prensas, reguladores, destilación, purificación de agua. Caudales de 0.5 a 20 LPM
- 57. Tipo Paleta De Elevación Para medir grandes caudales, de más de 20 LPM Para ajustar la sensibilidad del sensor se perforan orificios en el tapón. Para toda presión, muy confiable.
- 58. Sensores de Caudal o Caudalímetros Medidores de Turbina Para captar la velocidad de la turbina existen dos tipos de convertidores: · Reluctancia: La velocidad está determinada por el paso de las palas individuales de la turbina a través del campo magnético, esta variación cambia el flujo induciendo una corriente alterna en la bobina captadora. · Inductivo: El rotor lleva incorporados un imán permanente y el campo magnético giratorio que se origina produce una corriente alterna en una bobina captadora exterior. Para estos dos convertidores el rotor de turbina genera la frecuencia la cual es proporcional al caudal, siendo del orden a 250 a 1200 hertz para caudal máximo.
- 59. Basado en la Ley de Faraday: Al pasar un fluido conductivo a través de un campo magnético, se produce una fuerza electromagnética (F.E.M.), directamente proporcional a la velocidad del mismo, de donde se puede deducir también el caudal. El voltaje generado es directamente proporcional a la velocidad del fluido, Su salida es completamente independiente de la temperatura, viscosidad, gravedad específica o turbulencia. Los tamaños existentes en el mercado van desde 5 mm hasta varios metros de diámetro. RANGO: En líquidos funciona tanto con caudales bajos y altos (<2 LPM y >20000 PLM). En gases se puede ajustar para caudales bajos (<20 LPM) Electromagnético
- 61. Principales ventajas de los medidores ultrasónicos •Son fáciles de transportar. •Su instalación es rápida y sencilla. •Se instalan en cualquier tipo de tubería. •Son equipos de alta precisión, independientemente del perfil de velocidad, magnitud del flujo y temperatura del fluido. •Son bidireccionales, capaces de medir el flujo en ambas direcciones. •Son no-intrusivos, por lo que los transductores no deben estar en contacto con el flujo. •La calibración de campo generalmente no es necesaria. •El equipo no utiliza pares móviles y es muy fácil de utilizar.
- 64. Caja de Conexiones Zona de Medida Bridas Transductores Tomas de presión 1 1 2 3 4 5
- 65. Por Efecto Doppler Los medidores ultrasónicos de tipo Doppler utilizan el concepto de que si se deja pasar el ultrasonido en un fluido en movimiento con partículas, el sonido será reflejado de nuevo desde las partículas. La variación de frecuencia del sonido reflejado será proporcional a la velocidad de las partículas.
- 66. - No se utilizan en fluidos limpios, ya que se requiere que una mínima cantidad de partículas o burbujas de gas estén presentes en la corriente del fluido. - Requiere un máximo de 25 ppm de sólidos suspendidos en la corriente del fluido, o burbujas de por lo menos 30 micrones. - La exactitud de estos medidores generalmente es de +2% a +5% del valor medido. - Debido a que las ondas ultrasónicas pierden energía cuando se transmiten a través de la pared de la tubería, estos medidores no deben ser utilizados con materiales tales como concretos
- 67. Medición del Flujo Másico por Efecto Coriolis Diversas sustancias son transportadas y distribuidas por tuberías hoy en dia: Agua, petróleo, gas, etc. Un método de medición del flujo está basado en el principio de medición de Coriolis. Este principio permite medir directamente el flujo másico. Al ingreso de fluido las secciones en la entrada y la salida oscilan al tiempo en direcciones diferentes Los sensores altamente precisos captan el cambio en la oscilación del tubo en función del tiempo y del espacio. Esto es, hay una variación de fase y es una medida directa de cuanto líquido o gas está fluyendo dentro de la tubería. Cuanto mayor sea la velocidad del flujo y por tanto el flujo total mayor es la deflexión del tubo de medición oscilante. También se mide la densidad del fluido. Para hacerlo los sensores registran la frecuencia de oscilación. Cuanto un fluido es más denso oscilará más lentamente. Así la frecuencia de oscilación es una medida directa de la densidad del fluido
- 68. Endress + Hauser Siemmens