NANOMETRO

Conceptos básicos de presión y medición de presión.

La presión es la cantidad de fuerza aplicada perpendicularmente a una superficie por unidad de área. En un líquido o gas estancado, es la fuerza aplicada a la pared del recipiente en un punto dado.

La presión estática (Figura 2 etiquetada A) es uniforme en todas las direcciones. Sin embargo, un fluido en movimiento aplica una presión adicional en la dirección del flujo mientras que tiene un impacto insignificante en las superficies paralelas a la dirección del flujo, como se muestra en la Figura 2. Esta presión adicional se denomina presión dinámica (Figura 2 etiquetada como C). La presión total de un flujo (también llamada presión de estancamiento) es la suma de la presión estática y la presión dinámica en ese flujo (Figura 2 etiquetada como D).

Un instrumento mide la presión total del flujo si está orientado en la dirección del flujo. Los instrumentos que se muestran en las siguientes secciones están diseñados para medir la presión estática en un sistema. La presión a menudo se mide en tres formas: presión absoluta, presión manométrica y presión diferencial. Lea nuestro artículo sobre formas de presión para obtener más detalles sobre cada tipo.

¿Qué es un manómetro?

Un manómetro es un instrumento para medir la presión de un fluido. Cabe señalar que esto sólo se puede medir en relación con una presión referencial, generalmente la presión atmosférica.

Un manómetro es un aparato que mide la presión con una sección de fluido. Un manómetro básico consiste en un cilindro en forma de U que contiene un fluido. Si el factor de presión es diferente entre los dos cierres del cilindro, el fluido se alejará de la fuente donde el factor de presión sea mayor.

Las siguientes directrices aceptan que un lado del cilindro está disponible para el aire, y que una fuente de factor de presión positivo está asociada al lado opuesto. Para obtener las lecturas más precisas del manómetro, hay que tener en cuenta una serie de puntos.

Mida la distancia entre el nivel actual del fluido en un lado y su punto cero establecido, que puede indicarse mediante una muesca en el cilindro. Aumente esta distancia por 2, dado que el exterior del fluido de la derecha recorre aproximadamente la misma distancia que el del lado izquierdo; la distancia total de desarrollo del fluido es, por tanto, el desarrollo deliberado, por un lado.

Decide el factor de presión en pulgadas de agua. Suponiendo que el fluido en el manómetro sea agua, esto es esencialmente la consecuencia de los pasos 1 en pulgadas. Aunque no es estándar, esta es una proporción típica de los factores de presión, ya que bien puede ser dictada por la estimación directa.

En primer lugar, convierta las estimaciones no métricas en métricas. A continuación, convierte la lectura del manómetro en unidades estándar del factor de presión. Utiliza la receta estándar p = d * h * 9,8 donde «p» es el factor de presión en pascales, «d» es el espesor del fluido en el cilindro en kilogramos por metro cúbico, «h» es la diferencia de altura duplicada en metros desde el paso 1 y 9,8 es la potencia descendente de la gravedad, 9,8 metros por segundo al cuadrado. Por tanto, si mides una diferencia de altura de 0,01 metros, multiplícala por dos para obtener 0,02, multiplícala por 1.000 kg por cada metro cúbico de agua y súbela por 9,8 para obtener 196 pascales de factor de presión.

Para medir la presión en los terminales de una bomba de calor se debe utilizar un manómetro diferencial. Así, esto le permitirá indicar la diferencia de presión disponible de su bomba.

Cómo funcionan los manómetros analógicos

Se han desarrollado muchas técnicas para medir la presión en un sistema, y ​​entre estas técnicas, los manómetros aneroides, también llamados manómetros mecánicos, son los más adoptados.

Los manómetros aneroides miden la presión utilizando un elemento metálico sensible a la presión. Este elemento adopta diferentes formas, pero su principal principio de funcionamiento sigue siendo el mismo: se flexiona elásticamente bajo el efecto de una presión diferencial. La deformación de este elemento se puede medir y convertir en la rotación de un puntero en una pantalla de escala analógica. Los tres tipos principales de manómetros aneroides son el tubo de Bourdon, el diafragma y el elemento de cápsula. Los medidores digitales, en comparación con los medidores analógicos, son más precisos. Lea nuestro artículo sobre manómetros digitales para conocer este tipo en detalle.

Hay muchas variaciones de manómetros.

Manómetros hidrostáticos

En las estaciones de inflado suele haber manómetros hidrostáticos. La presión de laaireen el neumático comprime un resorte en mayor o menor medida.

Los manómetros de columna líquida también entran en esta categoría. Un tubo en U está lleno hasta la mitad con un líquido. Uno de sus extremos está conectado a la presión de referencia, presión atmosférica o vacío, y el otro a la presión a medir. La fórmula de nivelación barométrica da el resultado:

PAGS = PAGS 0 + Ρ XGXH

donde P representa la presión a medir, P 0 la presión de referencia, ρ la densidad del líquido manométrico, g la aceleración de la gravedad y h la diferencia de altura del líquido.

Manómetros aneroides

Los llamados manómetros aneroides se basan en la elasticidad de una pieza mecánica para medir la presión.

Los manómetros de tubo Bourdon, por ejemplo, se basan en la deformación de un tubo doblado. Cuando un tubo de este tipo se pinza, una presión interna le permite volver a su sección normal. El desplazamiento de la parte final del tubo se comunica a la aguja que indica la presión en un dial.

Criterio de selección

Los manómetros vienen en varios modelos, cada uno de los cuales sirve para aplicaciones e industrias específicas. Varios factores, como la precisión, el tamaño del cuadrante, el entorno, el medio y el rango de presión de funcionamiento, influyen en la selección de estos dispositivos.

Los manómetros también se utilizan para diversas aplicaciones, como manómetros de filtros de piscinas, manómetros de vacío, manómetros de compresores y manómetros de agua. Lea nuestros consejos de selección de manómetros para obtener más información sobre todos los factores necesarios para tomar una decisión sobre el manómetro.

Unidades de medida

Aquí hay algunas unidades de medida para cuantificar la presión, así como algunas conversiones:

• El pascal, cuyo símbolo es Pa, forma parte del Sistema Internacional de Unidades (SI). También se puede expresar en kilo pascal, kPa, o en hecto pascal, hPa, según los manómetros.

1hPa = 100Pa

1kPa = 1000Pa

• La barra es una unidad de medida de presión del Sistema CGS. En cuanto a la barra manométrica (barg), el valor cero corresponde a la presión atmosférica, y para la barra absoluta (bara), el valor cero corresponde al vacío.

1 barra = 100.000 Pa

1 bar = 1 kgf/cm² (kilogramo-fuerza por centímetro cuadrado)

1 bar = 0 bar manómetro

1 bar = 100 kN/m² (kilonewtons por metro cuadrado)

• La psi, Libra-fuerza por pulgada cuadrada, es una unidad de medida anglosajona. Define la libra-fuerza por pulgada cuadrada.

1 psi = 0,06 bar

1 psi = 6,89 kPa

Cabe señalar que la mayoría de los manómetros de cuadrante están graduados en bar y algunos ofrecen doble graduación en bar y psi.

Pantallas de unidades

• Respecto a los manómetros digitales, con Display digital, las unidades de medida son más variadas y muy precisas. A veces se pueden indicar de la siguiente manera:
• “bAr” para lubina;
• “hPA” para hectopascal;
• “_PA” para el kilopascal;
• “PSI” para psi (libra fuerza por pulgada cuadrada);
• “_g C2” para Kg/cm² (Kilogramo por centímetro cuadrado);
• “In Hg” para pulgadas Hg (pulgadas de mercurio)
• “In H20” para Pulgada H2O (pulgada de agua)
• “-t H2O” para Metros H2O (metros de agua)
• “–Hg” para mm Hg (milímetros de mercurio)
• “AtP” para Atmósfera

Cabe señalar que algunos manómetros digitales avanzados cuentan con un sistema de registro y almacenamiento de datos en una tarjeta SD. Entonces es posible transferir posteriormente toda la información a una computadora para respaldar un informe, por ejemplo. Luego, puede elegir la capacidad de almacenamiento de su tarjeta SD de acuerdo con sus necesidades y su actividad.

Los manómetros más utilizados.

El manómetro de tubo de Bourdon

El manómetro de tubo de Bourdon se utiliza para medir la presión positiva o negativa de un fluido, ya sea líquido o gaseoso. La conexión puede ser vertical, ya sea debajo del dispositivo de medición, u horizontal, o en la parte posterior del dispositivo. Este dispositivo se puede conectar a tuberías mediante soldadura fuerte, soldada o atornillada.

Un tubo de Bourdon es un tubo cerrado, aplanado y de paredes delgadas con forma de C o hélice, como se muestra en la Figura 4. Cuando se aplica presión de fluido dentro del tubo, la sección ovalada se vuelve más circular y endereza el tubo. El tubo recupera su forma cuando desaparece la presión del fluido. Cambiar la forma de este tubo crea un patrón de movimiento en el extremo libre del tubo, que se convierte en rotación de aguja con eslabones y engranajes.

Un tubo de Bourdon mide la presión manométrica (en relación con la presión atmosférica). El tubo de Bourdon es el tipo de manómetro más utilizado debido a su excelente sensibilidad, linealidad y precisión. Lea nuestro artículo sobre manómetros de tubo de Bourdon para obtener más detalles sobre el principio de funcionamiento del dispositivo y los criterios de selección.

Los calibres de tubo Bourdon vienen en varios diseños y especialidades para cumplir con una variedad de aplicaciones. El rango de presión de los manómetros de tubo Bourdon varía de 0 a 0,6 bar (0 a 8,7 psi) a 0 a 1600 bar (0 a 23206 psi) con una clase de precisión (que se analiza más adelante en este artículo) generalmente entre 0,1 y 4,0. Suelen ser de acero inoxidable, latón o monel (aleación de níquel). El manómetro de tubo Bourdon es el más común y se usa en muchas aplicaciones para medir presiones medias a altas. Las industrias químicas, HVAC, automotriz y aeroespacial utilizan manómetros de tubo Bourdon para medir la presión.

El manómetro de cápsula

El manómetro de cápsula también permite medir una presión positiva o negativa, pero esencialmente de un fluido gaseoso. Permite la medida de bajas presiones de un gas.

Los manómetros de cápsula miden aire y gases secos a baja presión. El indicador consta de dos diafragmas circulares unidos a lo largo de su borde exterior, como se muestra en la Figura 6. Uno de los diafragmas tiene una abertura en el medio que deja pasar el medio. La expansión o contracción de la cámara debido a la diferencia de presión entre los ambientes externo e interno se usa para medir la presión. Un manómetro de fuelle funciona de la misma manera.

Los manómetros de cápsula se utilizan casi exclusivamente para mediciones de presión precisas en medios gaseosos. Son más comunes entre los sistemas neumáticos de baja presión, válvulas de ventilación, monitoreo de sobrepresión, monitoreo de filtros y bombas de vacío. El rango de medición de la mayoría de estos manómetros suele estar entre 0,1 y 0,6 m bar (0,001 y 0,009 psi) con una clase de precisión normalmente entre 0,1 y 2,5. Los manómetros de cápsula se utilizan para medir presiones positivas/negativas bajas en medios gaseosos. Aunque los manómetros de cápsula generalmente requieren muy poco mantenimiento, pueden surgir problemas en el camino. Lea nuestro artículo sobre solución de problemas de manómetros para obtener más información sobre cómo solucionar estos problemas.

El manómetro diferencial

El manómetro diferencial puede ser de cápsula o de tubo, y puede medir la diferencia entre dos presiones de fluidos gaseosos o líquidos. Este tipo de dispositivo de medición se utiliza para garantizar el control en una estación de bombeo, por ejemplo. Las 2 entradas del manómetro diferencial permiten alojar las dos presiones por separado. El manómetro diferencial indica entonces si uno de los dos es mayor y mide, como su nombre indica, la diferencia de presión entre las dos llegadas.

manómetro de diafragma

Un manómetro de diafragma utiliza la desviación de una membrana flexible que separa dos ambientes, como se muestra en la Figura 5. Un lado del diafragma puede estar expuesto a la atmósfera (en este caso, se mide la presión manométrica) o puede sellarse contra vacío (en este caso se mide la presión absoluta). El diafragma suele ser metálico o cerámico y puede sujetarse entre dos bridas o soldarse.

A medida que aumenta la presión, flexiona el diafragma que, a través de engranajes y conexiones, puede convertirlo en un indicador de cuadrante. Lea nuestro artículo sobre manómetros de diafragma para obtener más detalles sobre el principio de funcionamiento y los criterios para seleccionar el dispositivo.

Los manómetros de membrana son adecuados para gases corrosivos, líquidos o medios altamente viscosos. El medidor se usa ampliamente en los sectores químico/petroquímico, de plantas de energía, de minería, en tierra y en alta mar, y de tecnología ambiental. El manómetro de diafragma mide presiones entre 0 – 2,5 m bar (0 – 0,036 psi) y 0 – 25 bar (362,5 psi), con una clase de precisión normalmente entre 0,6 y 2,5.

Muchas industrias han utilizado con éxito los manómetros de diafragma para aplicaciones de medición de presión absoluta y diferencial. Se utilizan en aplicaciones donde se desea un alto nivel de pureza. También es adecuado para industrias que manejan fluidos corrosivos. Industrias como la alimentaria, farmacéutica, petroquímica y minera utilizan manómetros de diafragma.

Criterios a considerar

Aquí hay algunos criterios a considerar al usar e instalar un manómetro:

Según la norma NF EN 837-2, es necesario “elegir el rango de medida de modo que la presión máxima represente el 75% del fondo de escala en estático, o no supere el 65% del fondo de escala en dinámico”. De hecho, los picos de presión no deben exceder estos rangos de medición para que su manómetro no se dañe. Si no se respetan, su dispositivo de medición tendrá una esperanza de vida considerablemente reducida.

Un manómetro no debe someterse a choques mecánicos o vibraciones. Si su instalación presenta tal riesgo, se recomienda encarecidamente conectar su manómetro a través de una manguera de conexión a sus tuberías.

Si su manómetro está instalado en una instalación exterior, deberá protegerlo de la intemperie y las heladas con la ayuda de una funda protectora.

Accesorios

Diversos accesorios que se pueden utilizar con manómetros. Los más comunes son:

Juntas/juntas: proporcionan un buen sellado.

Plano: El sello es plano y no permite más rotación de la pantalla del manómetro.

Contorneado: la junta está contorneada y permite girar la pantalla del indicador media vuelta o una vuelta completa para garantizar la orientación correcta de la instalación. Las juntas de los perfiles se pueden centrar por fuera o por dentro.

Tapas de seguridad: una tapa de goma para colocar sobre el manómetro para mayor durabilidad y absorción de impactos.

Reductores: Si el tamaño de la entrada del manómetro y la conexión de salida son diferentes, se puede utilizar un reductor. También puede ser útil si el tipo de conexión es diferente en los dos (es decir, BSPP y NPT).

Conectores a presión: Los conectores a presión agilizan y facilitan la instalación o desinstalación de una manguera al manómetro.

Amortiguadores: un amortiguador de presión amortigua los efectos de los picos de presión y las pulsaciones, lo que permite que el manómetro permanezca legible y prolongue su vida útil.

Materiales

Dado que los manómetros utilizan diferentes elementos para medir la presión, es importante tener en cuenta la compatibilidad química de los materiales al elegir el manómetro adecuado. Consulte la tabla de compatibilidad química.

Tipos de montaje y conexión

Conexión roscada estándar: este tipo de calibre simplemente se enrosca en una rosca disponible. La estanqueidad de las roscas está asegurada por una junta de compresión para las roscas cónicas y por una junta tórica para las roscas paralelas.

Manómetro integrado: El montaje de este manómetro está asegurado por una rosca hembra.

Manómetro de brida: Este tipo de montaje se ofrece a aquellos que deseen instalar el manómetro en un armario de control.

Seguridad y vida útil

Según EN 837-2, por motivos de seguridad, se debe elegir un manómetro con un rango tal que la presión máxima de trabajo no supere el 75% del valor máximo de la escala para presión constante o el 65% del valor máximo de la escala para presión constante. la presión cíclica.

Cuando se utilizan fluidos a presión peligrosos como oxígeno, acetileno, sustancias combustibles y sustancias tóxicas, es necesario elegir un manómetro con medidas de seguridad adicionales, como un dispositivo de purga en la parte posterior. Estas medidas de seguridad aseguran que cualquier fuga o explosión de componentes presurizados no lesionará a nadie en la parte delantera de la báscula.

Toda la carcasa de los manómetros que están sujetos a vibraciones mecánicas constantes suele estar llena de aceite o glicerina. Este es el caso de los manómetros utilizados en las lavadoras de alta presión.

En el caso de presiones que pulsan rápidamente, como los manómetros colocados por bombas recíprocas, normalmente se usa una restricción de orificio para nivelar las fluctuaciones de presión y proporcionar una lectura promedio.

Esto aumenta la vida útil del manómetro al evitar el desgaste innecesario de los engranajes del manómetro. El desgaste es normal para los manómetros con el tiempo. Lea nuestro artículo sobre mantenimiento y resolución de problemas de manómetros para obtener más información.

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PREGUNTAS FRECUENTES:

¿Para qué se utiliza un manómetro industrial?

Mide la presión de un gas o un líquido en un entorno industrial. El dispositivo monitorea y controla la presión del fluido en una amplia gama de aplicaciones automotrices, aeroespaciales, médicas y de fabricación.

¿Cómo funcionan los manómetros?

Los manómetros consisten en un elemento sensible a la presión conectado a un mecanismo de medición y una pantalla, como un dial o una pantalla digital. El elemento sensible a la presión se deforma bajo la presión del gas o líquido y esta deformación se convierte en una medida legible por el mecanismo de medición.

¿Qué es un manómetro de gas natural?

Un manómetro de gas natural mide la presión del gas natural y detecta fugas. Por lo general, está hecho de latón o acero inoxidable.