INSTRUMENTACION INDUSTRIAL

INTRODUCICION

Si analizamos nuestras actividades cotidianas, desde el momento que suena la alarma de un despertador y nos preparamos para desarrollar nuestras actividades diarias, así como encender un foco o escuchar el encendido o apagado del motor de la bomba,etc., nos auxiliaremos de instrumentos que nos ayudan a desarrollar ciertas actividades oportunamente con eficiencia, rapidez, etc. Igual manera mecánicos, electricistas, médicos, ingenieros y arquitectos, se auxilian de instrumentos para llevar a cabo sus actividades diarias, con el objetivo de lograr un avance con la mayor eficiencia, calidad y volumen de producción.

Es lógico pensar que para las industrias, sin importar el tamaño de estas, es imprescindible el uso de instrumentos industriales, para facilitar la manufactura de sus productos.

Como consecuencia de la globalización de los mercados internacionales, se ha orillado a los países del tercer mundo a competir en el mercado con productos de calidad, precio y tiempos de entrega oportunos.

Para lograr lo anterior es importante, que los industriales de nuestro país, implementen la instrumentación y la automatización de sus procesos con el avance tecnológico requerido para mantenerse en el mercado nacional e internacional si es posible.

INSTRUMENTACION INDUSTRIAL

Instrumentación

Es el grupo de elementos que sirven para medir, controlar o registrar valores de un proceso con el fin de optimizar los recursos utilizados en este.

El instrumento más conocido y utilizado es el reloj, el cual nos sirve para controlar el uso eficaz de nuestro tiempo.

En otras palabras, la instrumentación es la ventana a la realidad de lo que está sucediendo en determinado proceso, lo cual servirá para determinar si el mismo va encaminado hacia donde deseamos, y de no se así, podemos usar la instrumentación para actuar sobre algunos parámetros del sistema y proceder de forma correcta.

La instrumentación es lo que ha permitido el gran avance tecnológico de la ciencia actual en caso tales como: los viajes espaciales, la automatización de los procesos industriales y muchos otros de los aspectos de nuestro mundo moderno; ya que la automatización es solo posible a través de los elementos que pueden censar lo que sucede en el ambiente, para luego tomar una acción de control pre-programada que actúe sobre el sistema para obtener el resultado previsto.

CARACTERISTICA DE LOS INSTRUMENTOS:

De acuerdo con las normas SAMA (Scientific Apparatus Maker Association), PMC20, las características de mayor importancia, para los instrumentos son:

• Campo de medición o rango: Es el conjunto de valores dentro de los límites superiores e inferiores de medida, en los cuales el instrumento es capaz de trabajar de forma confiable. Por ejemplo, un termómetro de mercurio con un rango de 0 a50°C.

• Alcance (span): Es la diferencia entre el valor superior e inferior del campo de medida para el caso del termómetro de ejemplo el span será de 50°C.

• Error: Es la diferencia que existirá entre el valor que el instrumento indique que tenga la variable de proceso y el valor que realmente tenga esta variable en este momento.

• Precisión: Esto es la tolerancia mínima de medida que permite indicar, registrar o controlar el instrumento. En otras palabras, es la mínima división de escala d un instrumento indicador. Generalmente esta se expresa en porcentaje (%) del span.

• Zona muerta (Dead band): Es el máximo campo de variación de la variable en el proceso real, para el cual el instrumento no registra ninguna variable en su indicación, registro o control.

• Sensibilidad: Es la relación entre la variación de la lectura del instrumento y el cambio en el proceso que causa este efecto.

• Repetibilidad: Es la capacidad de un instrumento de repetir el valor de una medición, de un mismo valor de la variable real en una única dirección de medición.

• Histeresis: Similar a la repetibilidad, pero en este caso el proceso de medición se efectuara en ambas mediciones.

• Campo de medida con supresión de cero: Es aquel rango del instrumento cuyo valor mínimo se encuentra por encima del cero real de la variable.

• Campo de medida con elevación de cero: Es aquel rango de un instrumento cuyo valor mínimo se encuentra por debajo del cero de las variables.

CARACTERISTICAS ESTATICAS Y CARACTERISTICAS DINAMICAS

Las características estáticas son aquellas a las cual se refieren las variables cuando no están cambiando, en cambio las características dinámicas son aquellas que se aplican cuando las variables están cambiando.

Las características estáticas de los instrumentos son:

• La precisión: es la capacidad del instrumento para indicar o registrar el valor real de la variable medida.

• La reproducibilidad: es un instrumento de medición, es la capacidad del instrumento para indicar o registrar valores idénticos de la variable medida, cada vez que las condiciones sean las mismas.

• La sensibilidad es un instrumento de medición, es el menor cambio de la variable medida al cual los instrumentos responden.

Las características dinámicas de los instrumentos son:

Su capacidad de respuesta a los cambios de la variable medida y de la fidelidad, que es la capacidad del instrumento para indicar correctamente o registrar un cambio en el valor de la variable medida.

CLASIFICACION DE LOS INSTRUMENTOS

Existen dos formas de clasificar los instrumentos las cuales son:

o De acuerdo a su función en el proceso:

• Instrumentos indicadores: Son aquellos que como su nombre bien dice, indican directamente el valor de la variable del proceso. Ejemplo: Manómetros, termómetros, entre otros.

• Instrumentos ciegos: Son los que cumplen una función reguladora en el proceso, pero no muestran nada directamente. Por ejemplo termostato, presostato, entre otros.

• Instrumento registradores: En algunos casos podrá ser necesario un registro histórico de la variable que se estudia en un determinado proceso. En este caso se usaran instrumentos de este tipo.

• Elementos primarios: Algunos elementos entran en contacto directo con el fluido o variable de proceso que se decide a medir, con el fin de recibir algún efecto de este (absorben energía del proceso), y por este medio pueden evaluar la variable en cuestión (placa orificio).

• Transmisores: Estos elementos reciben la variable de proceso a través del elemento primario, y la trasmiten a algún lugar remoto. Estos trasmiten la variable del proceso en forma de señales proporcionales a esas variables.

• Transductores: Son instrumentos fuera de línea (no en contacto con el proceso), que son capaces de realizar operaciones lógicas y/u matemáticas con señales de uno o más trasmisores.

• Convertidores: En ciertos casos, la señal de un transmisor para ser combatible con lo esperado por el receptor de esta señal, en ese caso se utilizara un elemento convertidor para lograr la ante mencionada compatibilidad de señal.

• Receptores: Son los instrumentos que generalmente son instalados en el panel de control, como interface en el proceso y el hombre. Estos reciben la señal de los trasmisores o de un convertidor.

• Controladores: Este es uno de los elementos más importantes, ya que será el encargado de ejercer la función de comparar lo que está sucediendo en el proceso, con lo que realmente se desea que suceda en él, para posteriormente, en base a la diferencia, envíe una señal en el proceso que tienda a corregir las desviaciones.

• Elemento final del control: Será este elemento quien reciba la señal del controlador y quien estando en contacto directo con el proceso en línea, ejerza un cambio en este, de tal forma que se cambien los parámetros hacia el valor deseado. Ejemplo: válvula de control, compuertas, entre otros.

o De acuerdo a la variable del proceso que miden

Esta clasificación, como su nombre lo indica se refiere a la variable de proceso que tratemos de medir, en la actualidad se puede medir casi sin excepción, todas las variables de procesos existentes, sin embargo, algunas se medirán de forma directas y otras indirectas.

• Transductores y señales de campo: Transductor es todo dispositivo o elemento que convierte una señal de entrada en una de salida pero de diferente naturaleza física. Normalmente se desea transformar señales de variables físicas o químicas que seamos medir, en magnitudes electrónicas que son las que manejamos con más facilidad en instrumentación. La salida del transductor es una función conocida de la magnitud de entrada y la relaciones entre ambas (magnitud a medir y salida de transductor) puede no ser lineal, aunque se procura que lo sea para simplificar su tratamiento.

Aunque lo más habitual es que una de las dos formas de energía que intervienen en el proceso de transducción sea eléctrica, no siempre es cierto. Pensamos por ejemplo en los micrófonos ópticos en los que sonido produce deformaciones en una lámina metálica en la que se refleja un haz luminoso. La señal de salida es una variación de un brillo de haz reflejado que posteriormente será convertida mediante un fotodetector (que no es más que un transductor electróptico) en una señal eléctrica.

La señal eléctrica

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