Conceptos básicos de instrumentación industrial

En toda planta industrial existen diversas variables que deben ser controladas y supervisadas, para esta tarea es necesario contar con los mas diversos equipos de instrumentación especializados en esta tarea. Las variables a controlar son muchas, y dependen del tipo de producto final que obtiene una determinada planta, entre las variables mas comunes que se controlan se tiene:

• La presión
• El caudal
• La temperatura
• El nivel
• El PH
• La humedad
• La conductividad
• La velocidad

Entre otras.....

Según lo explicado anteriormente, los instrumentos especializados en la medición de variables en la industria se clasifican:

• Según su tipo
• Según la variable a medir

Los instrumentos según su tipo son:

Elementos primarios:

Se definen como aquellos elementos que están en contacto directo con la variable del proceso y absorben energía del medio para dar una indicación. Algunos ejemplos de elementos primarios son: placa orificio para medición de caudal, termómetro de vidrio para medición de temperatura, tubo de Bourdon para medición de presión, entre otros.

Placa Orificio Termómetro de vidrio Tubo Bourdon

Transductores:

Son aquellos instrumentos que reciben una o mas señales en función de una magnitud física y la convierte, modificada o no, en una señal de salida. Algunos ejemplos de transductor son, un elemento primario, un relé, un transmisor, un termopar, una termoresistencia, entre otros.

Termoresistencia

Instrumento ciego:

Son aquellos instrumentos que no poseen indicación visible de la variable a medir, es decir solo se le ajustan los valores limites de trabajo (histeresis). Entre estos instrumentos encontramos a los presostatos y a los termostatos, los cuales son interruptores que se activan y desactivan según el valor ajustado en el mismo para tal tarea.

Presostato

Termostato

Instrumentos indicadores:

Son aquellos instrumentos que dan una lectura visible de la variable a medir, están compuestos por un índice y una escala graduada para visualizar el rango de medida, también existen los instrumentos indicadores digitales los cuales constan de una pantalla LCD y pueden indicar el valor de una determinada variable con números digitales. Entre los instrumentos indicadores podemos encontrar: los rotametros, los termómetros, entre otros.

Rotametro

Termómetro digital

Transmisores:

Son aquellos instrumentos que captan la señal medida por el elemento primario y la transmiten a través de una señal estándar de comunicación, esta señal puede ser hidráulica o eléctrica, la señal estándar de comunicación hidráulica mas usada es la que va de 3 a 15 psi, y la señal estándar de comunicación eléctrica mas utilizada es la que va de 4 a 20 mA. Hoy en día los transmisores hidráulicos se ven muy poco, están casi desaparecidos, por el gran avance que han tenido las comunicaciones electrónicas y los diferentes protocolos de comunicación.

Transmisor de presión diferencial inteligente

Transmisores de temperatura

Registradores:

Son aquellos instrumentos que mantienen un registro del comportamiento de las variables en un intervalo de tiempo a través de trazos continuos o de puntos, estos suelen ser de gráficos circulares, rectangulares o alargados. Los registradores gráficos circulares suelen tener el gráfico de una revolución en 24 horas, mientras que los de gráfico rectangular suelen tener una velocidad de 20 mm/h. Hoy en día es muy común observar registradores gráficos digitales, ya que los mecánicos están quedando en la obsolescencia, sin embrago pueden conseguirse en algunas plantas de vieja data histórica.

Registrador gráfico circular de temperatura

Registrador grafico digital

Controladores:

Son aquellos instrumentos que reciben el valor de la variable medida y la comparan con un valor deseado (set point) para luego tomar una acción correctiva si el valor de desviación es muy grande. Estos instrumentos pueden recibir la señal directamente del elemento primario o indirectamente a través de una señal de transmisión estándar procedente de un transmisor.

Algunos tipos de controladores

Controlador de temperatura

Convertidores:

Son instrumentos que reciben una señal estandar de presion de 3 a 15 psi, o una señal estandar de corriente de 4 a 20 mA procedente de un determinado instrumento y despues de modificarla la transmiten a la salida en una señal estandarizada. Ejemplo de estos instrumentos son los convertidores P/I (presión - corriente) y los convertidores I/P (corriente - presión).

Convertidor P/I

Convertidor I/P

Elementos final de control:

Son los elementos que reciben una señal del controlador para dar un efecto final de control en un determiando proceso. Un ejemplo de elemento final de control suelen ser las valvulas con actuador neumatico que se utilizan para controlar el caudal de un fluido en determinados proecesos industriales, por lo general estas valvulas vienen asociadas con un convertidor de tipo I/P, ya que reciben una señal electrica de corriente continua de 4 a 20 mA del controlador y se transforma en una señal estandar de presion de 3 a 15 psi para el control de la parte mecanica de la valvula.

Valvula con actuador neumático y posicionador

Los elementos según la variable a medir son:

• Medidores de presión
• Medidores de caudal
• Medidores de temperatura
• Medidores de nivel
• Entre otros

En este blog, por ahora, se explicaran los nombrados anteriormente por ser los mas usados en las diferentes industrias a nivel mundial.