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Transductores de Presión de Alta Temperatura vs. Elementos de Refrigeración

Transductores de Presión La medición de la presión es a menudo una tarea difícil debido a los rudos ambientes encontrados con frecuencia en la producción industrial. Las altas temperaturas son un problema particular para los componentes electrónicos, que suelen tener baja tolerancia al calor. Los transductores de alta temperatura son la solución más común para medir la presión en ambientes calientes, aunque la reducción de calor con un elemento de refrigeración puede ser una mejor opción para algunas aplicaciones. Por ejemplo, los sensores normales son generalmente adecuados para temperaturas debajo de 80°C (176°F). Por lo tanto, la medición de la presión tiende a ser una cuestión de escoger entre un transductor de alta temperatura y un elemento de refrigeración, cada uno con ventajas y desventajas.
 Transductores de presión de alta temperatura
Transductores de presión de alta temperatura
 Elemento de refrigeración
Elemento de refrigeración
 

Transductor de presión de alta temperatura

 Transductor de alta temperatura
Transductor de alta temperatura
Los transductores generalmente convierten energía de una forma a otra, aunque la energía es típicamente una señal. Habitualmente se utilizan en sistemas automatizados, que son controlados a menudo por las mediciones de cantidades físicas tales como fuerza, movimiento, temperatura y presión. Un sensor es un tipo específico de transductor que detecta una propiedad física de su entorno e informa este cambio, por lo general en forma de una señal eléctrica. Por ejemplo, un sensor de presión detecta la presión e informa a un indicador que indica la presión.

Un transductor de presión de alta temperatura no contiene componentes electrónicos, lo que supone una tolerancia mucho mayor para calor que los transductores de presión normales. Estos dispositivos son clasificados normalmente para temperatura hasta 343°C (649,4°F), en función del modelo específico. Un transductor de presión de calidad de este tipo puede proporcionar mediciones muy estables a altas temperaturas. Por ejemplo, algunos modelos pueden medir la presión con una precisión de 0,25% y una deriva térmica del 0,1% a 38°C (100°F).

El rango de presión de un transductor de presión de alta temperatura puede variar enormemente, desde 15 libras por pulgada cuadrada (psi) a más de 10.000 psi. Un registro de calibración del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) puede estar disponible para estos transductores de presión. Los fabricantes también pueden calibrar los transductores en diversas fases de su ciclo de vida.

Este alto nivel de rendimiento es posible mediante el uso de tecnología de película delgada que utiliza depósitos de pulverización para formar una adherencia molecular entre el indicador y el substrato. Esta técnica de fabricación elimina virtualmente los cambios a la calibración del transductor, incluyendo el arrastramiento, la desviación y el cambio. Los transductores de presión de alta temperatura deben tener una cavidad de presión hecha de acero inoxidable y una caja aislada doble para asegurar la integridad de la unidad en un severo ambiente en operación. Una construcción soldada aumentará aún más la tolerancia de un transductor de presión de estrés físico.

Amplificación

Los transductores de presión de alta temperatura proporcionan una salida de milivoltios, lo que significa que necesitan un amplificador externo para convertirlo en una señala del 4 a 20 mA o 0 a 10V. La necesidad de un amplificador externo también aumentará el precio del sistema.

Una nueva técnica para la transmisión de temperatura de un transductor a un dispositivo de visualización consiste en un montaje de amplificador DIN sobre un carril. Este enfoque permite que el amplificador acepte muchas entradas comunes y procesos para señales de temperatura. La salida puede utilizar solo dos cables, aunque una perspectiva de 3 cables aislará la tensión. Un amplificador que utiliza una salida de relé doble deberá aislar también los relés de uno al otro. La señal de salida para este tipo de amplificador es normalmente entre el 4 y 20 mA. El rango de temperatura en un transmisor de temperatura montado en carril también debe ser lineal con respecto a la temperatura.

Un transmisor de temperatura debe permitir fácil configuración mediante un puerto USB. Esta característica permite al usuario conectar el transmisor a un PC con un cable USB estándar y subir datos de configuración del transmisor. El usuario puede usar el software para hacer los cambios que desee y descargar la configuración de nuevo hacia el transmisor. El transmisor no requiere energía adicional durante este proceso ya que está recibiendo la energía necesaria de la interfaz USB.

Este tipo de transmisor también debe aceptar entradas aisladas de un botón, con el ajuste de recorte en el mismo rango como la señal de salida. Un LED indica la fase de ajuste durante este proceso. La función de recorte debe bloquearse si no requiere ajuste durante la configuración. El LED indica cuando la señal está fuera del alcance durante las operaciones normales.

Elemento de refrigeración

Los elementos de refrigeración generalmente se basan en el principio de transferencia de calor por convección, que es el mecanismo por el cual el calor se transfiere debido al movimiento de fluidos. En contraste, la transferencia de calor por conducción es la transferencia de energía debido a las vibraciones moleculares. Además de elementos de refrigeración, la convección se utiliza también en muchas otras prácticas de ingeniería.

Un elemento de refrigeración puede reducir la temperatura de los medios de comunicación, que suele ser una solución mucho más barata que un transductor de alta temperatura. Este enfoque permite que la presión permanezca sin cambios, asumiendo que la densidad de los medios no es afectada significativamente por los cambios de temperatura dentro del rango de funcionamiento normal. Los elementos de refrigeración funcionan normalmente en aire y agua, pero no son adecuados para medios de aceite como fluido hidráulico. Un transductor de alta temperatura se debe usar en estas aplicaciones, ya que la viscosidad de este medio es altamente dependiente sobre temperatura.

Un elemento de refrigeración debe ser fabricado de acero inoxidable para proporcionar resistencia máxima a la corrosión de la mayoría de los medios de proceso. El contenido de níquel de este acero es típicamente el 1.25%, con un contenido de cromo en el rango del 0.65% y 0,8%. El elemento de refrigeración debe tolerar una presión máxima del 5000 psi a 38°C (100.4°F) y el 3.500 psi a 400°C (752°F). También se debe reducir la temperatura de un proceso líquido del 260 a 38°C (500 a 100.4° F) en el elemento de detección.

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