Manómetro: A medida

  • Tubos de Bourdon en C, Espiral y Espiral
  • fuelles, y
  • Pilas de cápsulas individuales y multicápsulas.
  • Diseño de tubo de Bourdon

    Desde la invención del manómetro de tubo de Bourdon hace más de un siglo, los fabricantes de manómetros han desarrollado diferentes tipos de manómetros para satisfacer necesidades específicas sin cambiar el principio básico de funcionamiento. Los medidores de presión de tubo Bourdon ahora se usan comúnmente para medir una variedad de presiones manométricas, absolutas, selladas y diferenciales, y vacío. Se fabrican con una precisión de hasta el 0,1 % del intervalo y tienen diámetros de cuadrante que oscilan entre 1,5 y 16 pulgadas. Varios accesorios pueden ampliar su rendimiento y utilidad. Se pueden instalar amortiguadores y aisladores de manómetro para proteger el funcionamiento interno sensible de los picos de presión.

    La instrumentación que utiliza un tubo de Bourdon en forma de C como cámara elástica, que se muestra en la imagen superior izquierda, es con mucho la más común. El fluido presurizado ingresa al vástago de la válvula (a veces la entrada) en la parte inferior y al tubo de Bourdon. El tubo tiene una sección transversal plana y está sellado en su punta. Cualquier presión en el tubo que exceda la presión externa (generalmente atmosférica) hace que el tubo de Bourdon cambie elásticamente su forma, haciéndolo más redondo en sección transversal.

    Este cambio en la forma de la sección transversal tiende a enderezar la forma de C del tubo de Bourdon. Con el extremo del vástago inferior fijo, el enderezamiento hará que la punta del otro extremo se mueva una pequeña distancia, de 1/16 a 1/2 pulgada, según el tamaño del tubo. El movimiento mecánico luego transmite este movimiento de la punta al tren de engranajes, que gira la manecilla indicadora en la escala para mostrar la presión aplicada. A menudo, el movimiento se combina para proporcionar una ventaja mecánica para multiplicar el movimiento relativamente corto de la punta del tubo.

    Diseños de tubos de Bourdon espirales y helicoidales

    Los tubos de Bourdon también se pueden fabricar en forma helicoidal (Fig. 1) o helicoidal (Fig. 2). Cada uno utiliza un tubo largo y plano para proporcionar un mayor recorrido de la punta. Esto no cambia el funcionamiento del tubo de Bourdon, pero produce un movimiento de punta igual a la suma de los movimientos individuales producidos por cada parte de la hélice o hélice considerada como una forma de C. Se pueden fabricar hélices y espirales de diámetro pequeño para proporcionar suficiente movimiento para conducir el puntero directamente a través de un arco de hasta 270° sin el uso de movimiento multiplicador. Alternativamente, pueden fabricarse para usarse junto con movimientos de multiplicación. En este caso, el movimiento requerido se distribuye en varias vueltas, reduciendo la tensión en el material de Bourdon.

    Otros diseños

    Las aplicaciones de baja presión no generan suficiente fuerza en el tubo de Bourdon para operar el mecanismo de multiplicación;Por lo tanto, los manómetros de tubo Bourdon generalmente no se usan para intervalos de presión inferiores a 12 psi. Para estos rangos, se debe usar alguna otra forma de cámara elástica, como fuelles metálicos. Estos fuelles suelen estar hechos de tubos de paredes delgadas. Sin embargo, para una vida de fatiga razonable y un movimiento más lineal con presión, el resorte helicoidal complementa la tasa de resorte inherente del fuelle. Estos manómetros de fuelle cargados por resorte se utilizan normalmente en un rango de presión de 100 psi y 1 in-Hg.

    Los diafragmas metálicos también se utilizan como cámaras elásticas para manómetros de baja presión. La placa del diafragma está hecha de una lámina de metal delgada como una copa poco profunda con ondulaciones concéntricas. Para hacer elementos con índices de resorte bajos, con deflexión significativa a través de pequeños cambios de presión, se pueden soldar dos placas en el perímetro para formar una cápsula, y se pueden unir cápsulas adicionales en sus centros para formar una pila.

    Los elementos de diafragma se pueden utilizar en disposiciones opuestas. Al evacuar un lado del conjunto, el manómetro puede indicar la presión absoluta. Si se aplica presión a un lado del conjunto y se aplica una segunda presión al otro lado, se indicará la presión diferencial. La presión diferencial está limitada en relación con la presión estática que se puede aplicar. Es decir, un manómetro puede ser adecuado para indicar entre 10 psi y 12 psi, pero no para indicar entre 100 psi y 102 psi. Además, se deben considerar las consecuencias de aplicar inadvertidamente toda la presión a un lado del elemento y ninguna presión al otro lado del elemento.

    elegir
    Especificar un manómetro implica muchas consideraciones:

    • Tamaño de conexión: tamaño nominal, macho o hembra, y tamaño de rosca del puerto o accesorio al que se enroscará el manómetro
    • Configuraciones de montaje: montaje en poste central inferior o posterior o montaje en panel
    • Tamaño de la esfera: lo suficientemente grande para que se vea claramente desde la distancia, pero lo suficientemente pequeño para evitar que ocupe demasiado espacio
    • Unidades de medida: determina si el dial debe calibrarse en psi, bar, kPa, etc. Muchos fabricantes ofrecen medidores con escalas bidimensionales
    • Materiales de construcción: los medidores pueden tener cristales de vidrio o plástico, carcasas de metal o plástico, generalmente conexiones de latón. Asegúrese de que los materiales sean compatibles con el medio ambiente y los fluidos.
    • Secos o llenos de líquido: los manómetros llenos de líquido a menudo contienen glicerina para mitigar los efectos de golpes y vibraciones y para proporcionar una lubricación continua al movimiento para una vida útil prolongada, y
    • Rango de presión: como regla general, elija un manómetro con una lectura de presión máxima del doble de la presión medida esperada. Esto proporciona un margen de seguridad para evitar que las pulsaciones temporales de alta presión o los picos dañen el medidor.

    Opciones y Accesorios
    Hay disponible una variedad de opciones y accesorios para mejorar la vida útil y el funcionamiento del medidor. Las lecturas digitales se logran montando galgas extensiométricas en el elemento sensor y utilizando componentes electrónicos integrados para convertir la tensión inducida por la presión en lecturas digitales en un panel LED o LCD. Los medidores digitales requieren una fuente de alimentación, generalmente una batería de larga duración, y pueden usar un interruptor, por lo que la energía solo se consume cuando se presiona un botón para leer la presión.

    Se instala un aislador de medidor entre el medidor y el circuito para evitar que el medidor quede expuesto a la presión del fluido a menos que se presione un botón. De esta forma, el manómetro no se ve afectado por picos de presión y pulsaciones a menos que se produzcan al leer la presión.

    Un orificio o amortiguador protege el manómetro eliminando las fluctuaciones de presión vistas por el manómetro. Los amortiguadores pueden causar una respuesta lenta del medidor, pero pueden prolongar la vida al amortiguar las rápidas fluctuaciones de presión. Para ayudar a proteger el medidor de golpes físicos externos, existen protectores de caja que encapsulan el medidor en goma.

    Los fabricantes ofrecen una variedad de otras opciones útiles, como un interruptor de presión ajustable integrado para hacer que el manómetro sea más versátil.

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