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Instrumentación y control de procesos

Si se hace circular una corriente alterna, a la temperatura ambiente, la termopila se calienta y comienza a generar una corriente
continua, que se acopla a la alterna, cuya intensidad depende de la resistencia, que aumenta con la temperatura. Pero ella depende
de la disipación de calor al medio ambiente, que disminuye al bajar la densidad del gas, como ocurre cuando se mide al vacío. Esta
relación entre la resistencia y la presión, sirve para medir, indirectamente, presiones menores a 20 hPa. La escala es logarítmica y la
lectura mejora hacia el cero. Hay con salida de 4 a 20 mA. Otro es el presómetro de Pirani M.(Italia 1880-1968) que en vez de una
termopila tiene una resistencia, pero trabaja sobre el mismo principio. Ambos son muy buenos entre 1μ y 5 Torr, pero no mayores.

Hay trasmisores de presión cerámicos, con salida 4 a 20 mA para cualquier presión manométrica. Toleran hasta 100ºC y por ello,
para fluidos muy calientes hay que intercalar un sello hidráulico.

· Medición de nivel

Se realiza con transmisores de presión diferencial de 50 a 1000 mm H2O. Si en el recipiente hay vapor, la cámara de medición y
la toma superior se llenará de condensado, detalle importante.

Interesante por su simplicidad es el transmisor radar a onda guiada, que es una zonda colocada en la tapa del recipiente, que
llega cerca del fondo. Cuando no se puede acometer desde arriba, se conecta un caño lateral al lado del recipiente, con válvulas.
Resisten hasta 150ºC, pero puede prolongarse el caño de entrada, a manera de disipador de calor.

· Medición de caudal Figura 6 - Placa orificio

La placa orificio y el tubo de Venturi G.B. (Italia 1746-1822), sirven para crear una
diferencial de presión en un caño y, con ello, medir el caudal. En una corriente líqui-
da, de acuerdo con el teorema de Bernoulli D. (Suiza 1700-1782), cuya derivación
está en nuestro Manual Técnico del Vacío, pag 67 entre las secciones 1 y 2 antes y
después de la placa:

(1)

u: velocidad, m/s. p: Presión, Pa ρ: Densidad, kg/m ;
3
Pero: (2)

Remplazando u en la (1), despejando u y multiplicando por A tenemos el caudal: Pero hay diferencias entre lo teórico y lo actual,
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2
2
pues el chorro se sigue contrayendo después de la placa y el área verdadera es cerca del 60 % la del orificio. Esto no ocurre en el
Venturi, pero hay perdidas por rozamiento y por ello se multiplica por un coeficiente C igual a caudal real dividido el teórico.
d
(3)

3
Q: Caudal volumétrico, m /s
Δp = p -p , presión diferencial, Pa
2
1
Si se quiere trabajar con diferenciales en mm de columna de agua hay que multiplicar Δp por 9,81.
El coeficiente K engloba a C y el “factor de contracción” 1 / √(1-β ). Hay tablas ISO, ASME, BRITISH, UNI, ARNOR, que dan
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d
valores de K en función de D, el β y del número de Reynolds. Pero, con buena aproximación C = 0,62 en placas orificio y para
d
un Venturi: C = 0,98.
d
La fórmula (3) es aplicable también a gases, a condición de usar la densidad media entre 1 y 2. Pero se obtendría el caudal a la
presión y temperatura en la sección 1. Por ello, con gases se prefiere tener el caudal másico w( kg/s), multiplicando por ρ, o lo

A&G 100 • Tomo XXV • Vol. 3 • 412-439 • (2015) 415