Los picos ejercen presión sobre el sensor.

Los sistemas hidráulicos a menudo contienen sensores de presión para monitorear la seguridad y usan retroalimentación de circuito cerrado para optimizar el rendimiento del sistema. Por ejemplo, los sensores de presión en los sistemas de control hidráulico pueden garantizar que las cargas pesadas no vuelquen las carretillas elevadoras, monitorear el rendimiento de los compactadores de basura, controlar las bombas hidráulicas en las plataformas petroleras o garantizar el rendimiento preciso del tren de aterrizaje de los aviones. Si bien las aplicaciones hidráulicas varían ampliamente en términos de seguridad y precisión, se aplican los mismos principios para proteger los sensores de presión contra eventos de sobrepresión hidráulica, fatiga y condiciones ambientales.

Los picos de presión causan la falla del sensor

Los sensores de presión se pueden especificar para operar en estado estable o en condiciones pulsátiles. Los sistemas hidráulicos típicos, ya sean estacionarios o móviles, operan en un rango de presión de 0 a 500 psi (35 bar) a 10 000 psi (700 bar). La mayoría de los sensores de presión se especifican con especificaciones de resistencia o sobrepresión;Por lo tanto, el sensor debe operar dentro de las especificaciones al doble de la presión nominal (por ejemplo, 6000 psi para un sensor de presión de 3000 psi).

Para algunas aplicaciones benignas, el sensor de presión se puede colocar directamente en el sistema hidráulico y operar con precisión sin modificaciones. En otros casos, el evento de estrés excederá con creces el límite de presión de funcionamiento normal del sensor. Por ejemplo, si el compactador de basura hidráulico en la ferretería local tiene un bloqueo y el concreto se atasca debajo del borde del cuerpo móvil, las pulsaciones de presión enviadas al sensor de presión pueden exceder con creces la presión de funcionamiento normal del sistema hidráulico. sistema. Tal evento de presión puede ser cinco veces la presión nominal del sensor, lo que hace que el sensor estándar falle. En otro escenario, si un operador de montacargas levanta una carga completa en la horquilla y la baja al suelo, la horquilla puede tocar fondo y enviar un pico de presión a través de las líneas hidráulicas. Cuando el pico alcanza el sensor,

Las válvulas de acción rápida también pueden producir transitorios de presión. Por ejemplo, los eventos de presión de los sensores ubicados cerca de las válvulas que se abren y cierran pueden crear sobretensiones aguas abajo de la válvula. Los aumentos repentinos de presión pueden hacer que el sensor de presión falle en el elemento sensor que se encuentra sobre él al deformar o romper el diafragma. Las posibles consecuencias incluyen un diafragma cerámico roto, el movimiento del dispositivo lleno de aceite y el desprendimiento del cable de unión del medidor de tensión.

La formación de hielo también puede crear condiciones similares a los transitorios de presión. Si el agua queda atrapada en un sistema hidráulico sin presión, se congela en condiciones ambientales frías y crea una presión simulada de 1500 psi. Los sensores de presión no pueden discernir la diferencia entre la presión y el hielo, y fallarán después de una exposición prolongada a estas condiciones.

Sensor de alta presión

Una forma de proteger el sensor de presión de picos de presión o cambios rápidos de presión es agregar un tapón restrictor (amortiguador) dentro o fuera de la conexión del proceso. Los amortiguadores se utilizan para suprimir picos y sobretensiones en el sensor de presión, Figura 1. Los topes internos reducen la altura total del transmisor, mientras que los topes externos ayudan a limpiar los sistemas hidráulicos que tienden a acumular contaminantes.

Otra posibilidad es aumentar la presión de verificación del sensor de presión. Los avances en el procesamiento de señales ahora permiten a los fabricantes usar diafragmas más gruesos al fabricar el cuerpo interno de la celda, lo que aumenta el voltaje soportado en el mismo rango de medición con una pérdida de rendimiento mínima. En lugar de reducir la resolución aumentando el rango de medición del dispositivo, los fabricantes de sensores pueden calibrar el mismo rango de presión con una presión de verificación más alta.

Las soluciones resistentes a la presión son ideales para los problemas de formación de hielo. Usando un tampón, el agua puede quedar atrapada dentro del transductor. Por otro lado, una cavidad abierta con una presión soportada más alta que la presión máxima inducida por congelación ejercida sobre el diafragma tendrá más probabilidades de sobrevivir.

Todos los sensores de presión, excepto los sensores de diafragma de descarga, tienen una cavidad que transmite la presión del fluido al diafragma. Se puede instalar un parachoques con un diámetro interior más pequeño dentro de esta cavidad para amortiguar los picos de presión a medida que se transmiten hidráulicamente al transductor. En lugar de que una onda de presión golpee el diafragma, golpea la superficie del parachoques y envía lentamente el líquido al orificio.

consideraciones técnicas

El tipo de tecnología elegido para un sensor hidráulico depende en gran medida de la naturaleza de la aplicación y la presión de funcionamiento. Por ejemplo, los sensores de presión con diafragmas cerámicos capacitivos o de película gruesa (Figura 2) generalmente se especifican para aplicaciones de estado estable de hasta 400 bar y 1,5 veces la presión nominal. El transductor fallará debido a la fatiga en aplicaciones dinámicas y pulsantes porque las cerámicas funcionan mal bajo tensión.

Del mismo modo, las técnicas basadas en películas delgadas que operan a altos niveles de tensión fallan con el desplazamiento cero. Además, a medida que aumenta el rango de presión, la presión soportada cae rápidamente a medida que el nivel de deformación se acerca al límite elástico del material del diafragma. La figura 3 muestra los valores típicos de tensión para la tecnología de detección de presión. La tecnología Krystal Bond ofrece un diseño de una sola pieza y una tensión operativa baja ideal para aplicaciones hidráulicas exigentes donde los picos de presión y la cavitación son las principales preocupaciones.

Componentes clave de alta presión

Los puertos de presión y las interfaces mecánicas son partes fundamentales de los transductores de presión en el funcionamiento seguro de los sistemas hidráulicos de hasta 45 000 psi (3000 bar). Se pueden usar rangos de presión de hasta 7500 psi de ¼ de pulgada. Puertos cónicos como National Pipe Thread (NPT) o British Standard Pipe Taper (BSPT). Más allá de este rango de presión, se deben usar sellos de metal a metal en operación dinámica o de alto ciclo, Figura 4.

Rosca recta, por ejemplo, ¼ de pulgada. Tubo paralelo estándar británico (BSPP), G¼,7⁄/dieciséis-20 UNF, y9⁄/dieciséisEl -218 UNF usa una junta tórica para sellar el fluido. Estas juntas tóricas son adecuadas para funcionamiento estático hasta 1.000 bar. Sin embargo, en condiciones dinámicas y de alta vibración, deben reducirse a 400 bar según lo recomendado por SAE. De lo contrario, los accesorios se aflojarán y el líquido se escapará.

Greg Montrose es gerente de marketing y Karmjit Sidhu es vicepresidente de American Sensor Technologies, ubicada en Oliver Hill, NJ. Para mayor información por favor visite www.astsensors.es o llame al (973) 448-1901.

error: Content is protected !!