 |
| medidor de nivel de membrana |
Uso y ventajas de los medidores de presión de diafragma
En comparación con los manómetros de tubo de Bourdon, éstos ocupan el segundo lugar, pero cuando los "best-sellers" de los manómetros de proceso alcanzan sus límites físicos, es el momento de los especialistas de la industria de procesos: los manómetros de diafragma, que son adecuados para mediciones críticas, como con medios altamente corrosivos o viscosos, bajas presiones y sobrepresiones.
Los medidores de presión de diafragma son adecuados para mediciones de presión relativa, absoluta y diferencial. Su principal característica es un diafragma circular y corrugado, que está sujetado o soldado entre dos bridas. Cuando este diafragma es plano, se deforma plásticamente al ser presionado, lo que hace imposible una medición precisa, de ahí la importancia de la forma del diafragma ondulado. El principio de funcionamiento es simple, porque cuando se presiona, la flexión de este diafragma se transmite por una biela al mecanismo que acciona las agujas.
Cómo funciona un medidor de presión de diafragma
El camino de la membrana es muy corto, alrededor de un milímetro, lo que permite una gran precisión. Sin embargo, esta propiedad significa que se cumplen exigentes normas de calidad en lo que respecta al material, el espesor, el diámetro y el contorno de onda de la membrana, que en conjunto determinan las propiedades de la membrana y el resultado preciso de la medición para el rango de presión correspondiente.
Hace años, se necesitaban muchas pruebas para desarrollar una membrana. Hoy en día, el diseño del elemento sensible está determinado por el método de los elementos finitos (FEM), que ahorra tiempo y dinero. La representación gráfica de este cálculo permite determinar la ubicación de las mayores tensiones de compresión. A partir del cálculo del MEF podemos optimizar no sólo la vida útil de los diafragmas, sino también propiedades esenciales como la linealidad, la desviación del muelle y la precisión.
Estos "compañeros" de diafragma tienen claras ventajas sobre los manómetros de tubo de Bourdon: Los manómetros de diafragm de medición de baja presión pueden medir presiones a partir de 16 mbar, mientras que los instrumentos con un sistema de tubo de Bourdon tienen la lectura más baja posible de 600 mbar. Cuanto mayor sea el diámetro del diafragma, menor será la fuerza requerida, como indica la fórmula presión = fuerza / área. A presiones inferiores a 16 mbar, los diafragmas alcanzan sus límites, ya que tendrían que ser extremadamente delgados para la elasticidad requerida y por lo tanto no serían confiablemente estables.
Sin embargo, este problema puede ser resuelto por una versión especial: el manómetro de resorte de la cápsula. Los elementos sensibles de la cápsula consisten en dos diafragmas soldados, que suelen ser presurizados desde el interior, logrando así una doble desviación del resorte. Esto significa que se pueden medir presiones más bajas sin tener que reducir el grosor de la pared. Sin embargo, una clara desventaja de los manómetros de resorte de cápsula es que su cámara de presión no drena automáticamente, lo que hace que estos medidores no sean adecuados para aplicaciones con medios líquidos.
Alta protección contra la sobrepresión Los sistemas de medición de diafragma ofrecen una buena protección contra la sobrepresión gracias a su diseño, ya que el diafragma puede apoyarse en la brida superior. Los manómetros de diafragma, por ejemplo, tienen una protección contra sobrecargas de 5 veces el valor de escala completa como estándar, mientras que con los manómetros de tubo Bourdon esta protección es sólo 1,3 veces este valor. Además, la protección contra la sobrepresión puede aumentarse considerablemente hasta 400 bares. En estos casos, la brida superior se gira especialmente, creando un negativo del diafragma sobre el que se apoya en el extremo del rango de medición. Al soportar toda la superficie, la deformación plástica es imposible y se aumenta la estabilidad a largo plazo. Este diseño también proporciona protección en caso de succión de vacío: con el correspondiente negativo de la membrana en el reborde inferior.
El diafragma, el corazón de un medidor de presión de diafragma con su variedad de materiales especiales
Por ejemplo, los diafragmas pueden estar hechos de diferentes materiales o revestimientos especiales para hacerlos más resistentes a la corrosión, desde revestimientos de PFA o tántalo hasta Hastelloy o titanio o incluso oro. Dependiendo de los requerimientos, una película del material especial se adhiere a la membrana. Si el material lo permite y las propiedades de deformación elástica requeridas cumplen los requisitos, también es posible producirlos enteramente a partir de estos materiales. En el caso de medios muy agresivos, el reborde inferior del diafragma puede ser recubierto adicionalmente para que la zona en contacto con el producto quede completamente protegida.
Manómetro con diafragma enrasado para aplicaciones estériles
En procesos con medios viscosos, contaminados o cristalizantes, pueden sellar los hilos estrechos o, en dispositivos con tubos de Bourdon, el interior del manantial. Para evitarlo, los manómetros de diafragma pueden fabricarse con una conexión de proceso de brida abierta, creando una gran cámara de presión que hace imposible la sedimentación de las sustancias.
Conclusiones En este artículo se subraya la versatilidad de este modelo de manómetro en la industria de procesos, cuyos aspectos más destacados son - Medición de bajo rango - Protección contra sobrepresión - Membranas especiales para medios agresivos - Conexión abierta para medios viscosos o con partículas Los manómetros de membrana están diseñados para satisfacer las más altas exigencias de resistencia a medios agresivos, como los que se encuentran en la industria química o petroquímica, así como las duras condiciones de la industria del "petróleo y el gas", y son ideales para su uso en la industria farmacéutica o alimentaria.
Incluso en la era digital, los manómetros como los de diafragma siguen desempeñando un papel importante en la industria de procesos, ya que también pueden utilizarse como indicadores tecnológicos con versiones con contactos eléctricos y/o una señal de salida analógica.
