76657916 manual de instrumentacion y controles

INSTRUMENTACIÓN

Y CONTROLES

DE PROCESO

PARA LA INDUSTRIA

SEGUNDA EDICIÓN ESCRITO POR: ALBERIC J. ROBICHAUD

© COPYRIGHT 1996 – TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS SE PROHIBE COPIAR ESTE DOCUMENTO

Versión – 4A

PARA ORDENAR

Ins t rumentación y Controles de Proceso para la Industr ia

C o s t o $65 Env ia r Cheque Money Order , V isa Mastercard o l lamar : New England Contro ls P.I .C. for Industry 184 Target Industr ia l Ci rc le Bangor , Maine 04401 T e l. 207-9 4 2-1400 Fax . 207- 9 4 2- 2400 Esperar 4 /6 semanas para e l despacho POR FAVOR PROPORCIONAR LA SIGUIENTE INFORMACIÓN: Su Nombre

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TABLA DE CONTENIDO

CAPÍTULO I . FUNDAMENTOS DEL INSTRUMENTO Curva de Contro l del Feedback Contro l de l Proceso E l P roceso Concepto de Cont ro l Curva de Reacción Selección de la Válvula y Acción del Contro ler Termino logía de l Ins t rumento Def in ic iones Diagrama de l Proceso y e l Ins t rumento Diagrama de la Hoja de l C i rcu i to Concepto de P&ID y de la Hoja del Ci rcui to SAMA – S ímbo los de Encer ramien to Simbología de ISA Símbolos Comunes de ISA y SAMA Terminología de los Dibujos Diagrama de l Proceso y de l Ins t rumento Plano de SAMA Plano de ISA Hoja de Circui to – L I C-10 – D ibu jo 1 Hoja de Circui to – F I C- 20 – Dibujo 2 Hoja de Circui to – F I C- 20 – Dibujo 3 Hoja de Circui to – F I C- 20 – Dibujo 4 Diagrama del Cableado

CAPÍTULO 2 MEDICIÓN DE LA PRESIÓN Def in ic iones Pres ión – De f in ida Ley de Newton Pres ión Manométr ica Pres ión Abso lu ta Pres ión Di ferencia l Manómetros Manómetro de Tubo en U Men i sco Manómet ro de Pozo Manómetro de Tubo Inc l inado Tubo Bourdon Tubo Bourdon “C” Tubo Bourdon “He l ix ” D ia f ragma Cápsula Fuel les Si fón Sel lo Purga Amor t iguador de Pu lsac ión Pr inc ip ios de la Boqui l la de Chapale ta

Princ ip ios de Operación de un Transmisor de balance de Fuerza ¿Cómo podemos re lac ionarnos con e l té rmino pres ión?

CAPÍTULO 3 MEDICIÓN DEL NIVEL Def in ic iones Tubo Ind icador F lo tador y Cab le F lo tador y Cable con Contador Mecánico Desp lazamien to , F lo tac i ó n Pres ión de Carga Presión de Carga – Ejemplos Elementos Dp, Información General Supresión de Cero Elevación Términos de Cal ibrac ión y Clave de Dimensión Supres ión – Ejemplo – Tanque Ab ie r to Supres ión – Ejemplo – Brazo Ex te r io r Seco Repet idor E levación – Ejemplo – Brazo Exter ior Húmedo Supres ión Reversa Procedimiento de Cal ibrac ión de la Supres ión Reversa Tuber ía de Burbu ja Regulador del Di ferencia l Prueba de Capacidad Puen te Wheats tone AC Prueba de Conductancia Operac ión de una Prueba de Conductanc ia Prueba de Radiac ión Medidor de Deformación, E lemento de Carga Medic ión de l N ive l U l t rasón ico Medic ión de l N ive l Térmico

CAPÍTULO 4 MEDICIÓN DEL FLUIDO C las i f icac iones de la Medic ión del F lu ido Desp lazamiento P laca de Or i f ic io Tubo Ventur i Boqui l la del Fl uido Teorema de Bernoul l i Número de Reynolds Ley de Cuerpos en Descenso Cálcu los de l F lu ido Tabla de I .D. de la Tubería Tabla del Factor de Tamaño Problemas de Tamaño de la Placa de Or i f ic io Ecuación de l F lu ido de Vapor Problemas de Fluido de Gas Tubo P i tot Annubar Medidor de Tar jeta de Señal Medidor de Codo

Rotámetro Medic ión del F lu ido de Canal Abier to Ver tedero Ver tedero de Muesca en V Canalón de Parshal l F lu idómet ro Magnét ico Medidor de Turb ina Vórt ice del Medidor de Derrame F lu idómetro Ul t rasón ico Medi dor del T iempo de Vuelo Med idor Dopp le r F lu idómet ro de Masa Flu ido de Masa Inferencia l F lu ido de Masa Verdadero

CAPÍTULO 5 MEDICIÓN DE LA TEMPERATURA Def in ic iones Transferencia de Calor Conducc ión Radiación Convecc ión Fórmulas de Convers ión de Temperatura Termómetros Termómetros Bimetá l icos Termómetros de Resor te de Pres ión Compensación Mecánica de Temperatura Termopar Tabla de Conversión de Termopar Tipo J Tabla de Conversión de Termopar Tipo K Tabla de Conversión de Termopar Tipo K – Con t . Tabla de Conversión de Termopar Tipo S Tabla de Conversión de Termopar Tipo S – Con t . RTD Redes de Circui to RTD Tabla de Conversión RTD

CAPÍTULO 6 ACTUADORES, VÁLVULAS, COLOCADORES & I /P ’s Discusión sobre Válvu las La Vá lvu la Au tomát ica Ac tuador Actuador , Pr inc ip io de Operación Juego del Banco de Trabajo Ajuste del Resor te para un Actuador de Acción en Reve rsa Colocadores

F isher 3582 F isher 3582, A l ineac ión, Cal ibrac ión Foxboro, Valvactor Vern ier Est i lo D Pr inc ip ios de Operación del Colocador Cal ibrac ión del Colocador General

Válvulas Girator ias – F isher 1051 con Colocador 3610J Válvulas Actuadas del Pistón

Cal ibrac ión de 3610J y de 3610JP Otras Válvulas Actuadas de Pistón – Ganchos Por tacab les y P iñón Co locadores PMV La Vá lvu la Segur idad Fal l ida I /P Válvu la Operada de l Motor Teorema de Bernoul l i para Válvulas Caracter íst icas del Flu jo L ineal Caracter ís t icas de Porcenta je Igual Capacidad de la Válvula C v Determinac ión de la Caída de Pres ión a t ravés de una Vá lvu la Operac ión Normal de la Vá lvu la Chisporroteo Cav i tac ión F luctuabi l idad de la Válvu la Caracter ís t icas de Válvu las Suger idas y su Uso Factores de Selecc ión de las Válvu las Correcc iones de la V iscos idad Problemas de Tamaño de la Válvu la

CAPÍTULO 7 RESPUESTAS DEL CONTROLER Control on/of f Banda Proporc ional Amort iguac ión de Ampl i tud ¼ Banda Proporc ional vs. Ganancia Banda Proporc iona l Cambiante Banda Proporc ional y su Relac ión con la Estabi l idad Desp lazamiento Un Contro ler Sólo Proporc ional Mecánico con Desp lazamiento Demostrac ión de Ci rcu i to Abier to In tegra l o Reseteado Der ivada E jemplos de Respuestas PID

CAPÍTULO 8 SINTONIZACIÓN DEL CONTROLER Discusión E l Concepto de S in ton izac ión Buen Cont ro l Modos de Contro l PID PID y Performance del Circui to de Contro l Ganancia Cambiante y Cómo Afecta la Sintonización Cont rolers

Ganancia vs. Banda Proporc ional Error Cálculo de la Sal ida Única de Ganancia Desp lazamiento

Agregando Respuesta Integra l

Agregando Der ivada o Rata El Controler S in ton izac ión de l C i rcu i to Cer rado Determinar la Ganancia Úl t ima Fórmulas de S in ton izac ión de Zeigler/Nichols Método de Osc i lac ión Amor t iguada Método de Sintonización del Ci rcui to Cerrado Métodos de Sintonización de la Curva Abier ta Curva de Reacción del Proceso

CAPÍTULO 9 CALIBRACIÓN – PRESIÓN Def in ic iones Caracter ís t icas del Inst rumento Es t á t i c o Caracter ís t icas del Inst rumento Dinámico Estándares de Cal ibrac ión S imulac ión de l Proceso Tester del Peso Muerto Ins t rumento de Prueba Manómetros Cal ibradores Neumát icos Pr inc ip ios de Cal ibrac ión Ajuste del Cero A juste de l Tramo Ajuste de la No Lin ea l i dad Proced imientos de Cal ib rac ión Procedimientos Estándares de la Prueba de Cal ibrac ión

CALIBRACIÓN – TEMPERATURA Discus ión sobre la Cal ibrac ión de la Temperatura Estándares de Cal ibrac ión S imulac ión de l Proceso El Termopar Tabla del Termopar T ipo J Tabla del Termopar Tipo K Tabla del Termopar Tipo S RTD Tabla de Conversión RTD de 100 ohm Termómetro de V idr io y Tubo Termómetro de Temperatura B imetá l ico Sistemas Llenados Método de Cal ibrac ión

CAPÍTULO 10 PROCEDIMIENTOS DE INSTALACIÓN Dispos i t i vos Secundarios Insta lac iones del F lu ido Líquido Insta lac ión del Vapor Ins ta lac ión de l F lu ido Gaseoso Dist r ibuidor de Tres Válvulas Red de Circui tos del Transmisor de Dos Alambres Red de Circui tos del Transmisor, Contro ler , I /P y de la Vá lvu la

Red de Circu i tos Mec ánica de l F lu idómetro Magnét ico

LENGÜETA 11 CONVERSIONES UNITARIAS,

TABLAS DE VAPOR LENGÜETA 12 ÍNDICE

GLOSARIO DE TÉRMINOS 1 GLOSARIO DE TÉRMINOS 2 B IBLIOGRAFÍA PIRÁMIDE DE ADIESTRAMIENTO

Notas : Cal ibración 1. PSI + 14,7 = PSIA 2. (Masa, Longi tud y T iempo) Cual idades fundamentales de la medic ión f ís ica. 3. Galones por min. es una unidad de medición para el f lu jo. 4. D iv id i r la dens idad de l f lu ido de l proceso ent re la dens idad de l agua y e l

ace i te da un número s in d imensión l lamado gravedad especí f ica. 5. A medida que aumenta la ve loc idad de un f lu ido a t ravés de una rest r icc ión,

disminuye la presión del f lu ido. 6. La d i ferencia entre la indicación del instrumento y e l valor real de la var iable

medida es un error en e l inst rumento de medic ión. 7. E l contacto se c ier ra cuando la temperatura excede los 40°F = T>40. 8. El cabezal h idrostát ico, e l peso, las propiedades radioact ivas, la densidad y

los detectores son un método deducido de medic ión del n ivel . 9. El Trans. DP mide el nivel del cabezal h idrostát ico. 10. El n ive l de l cabezal h idrostát ico no puede ser medido con una sonda de

resistencia. 11. Los e lementos del n ive l térmico in f ieren e l n ive l mid iendo la temperatura. 12. RTD = Detector de Temperatura de Resistencia. 13. Rango de Temperatura 100-200F 3- 15ps ig 150°F = 9ps ig 14. El t ransductor que convier te la corr iente en vol ta je es un I /E. 15. El rango de valores sobre los cuales puede ser cambiada una señal de

entrada s in que se observen cambios en la sal ida, es l lamado Banda Muerta. 16. No es necesario un per íodo de ca lentamiento a l l levar a cero o ca l ibrar un

f lu idómetro magnét ico. 17. El rango de temperatura de un Trans. es 0 - 200F sal ida 3 -15ps ig

150°F=12psig. 18. Un error del instrumento de medic ión es la di ferencia entre el valor real de la

var iable medida y lo ind icado por e l inst rumento. 19. Para asegurar la exact i tud de un contro ler neumát ico en todos los rangos, se

debe ajustar con precis ión la angulosidad. 20. Se ut i l iza un tester de peso muerto para ca l ibrar un manómetro 0-800psi .

FUNDAMENTOS DEL INSTRUMENTO

Los c i rcu i tos senc i l los de cont ro l de l feedback constan de cuat ro componentes mayores: la medic ión, e l e lemento de cont ro l f ina l , e l cont ro ler y e l proceso. No exis te un orden de pr ior idad en cuanto a cuál par te v iene pr imero. Si fa lt a una de las cuatro partes, e l c i rcui to es abier to y no es posible el control automát ico. Una Medición o var iable del proceso (P v ) es la condic ión que va a ser cont ro lada. Ex is ten muchos t ipos de medic iones. Genera lmente, las var iab les de l proceso usadas por la industr ia, medidas más comúnmente, son el f lu jo, e l n ivel , la tempera tura o la pres ión. Ot ras medic iones comunes inc luyen: Ph, ORP (Potencia l de Reducción de Oxidación), CD (Monóxido de Carbono), posic ión del C O2 (D ióx ido de Carbono) , DO (Oxígeno Disue l to ) , O2 (Oxígeno) , conduct iv idad, opacidad, etc. Los Elementos de Control Final var ían o regulan e l suminis t ro de energía desde o hacia e l proceso. El e lemento de contro l f ina l más usado es una válvu la actuada de l d ia f ragma. Otros e lementos de cont rol f inal son la propuls ión AC o DC que enc ienden un motor , que ro tan una bomba. Puede usarse un ac tuador de p is tón para est rangular amor t iguadores de lucerna o de pa le ta . La ve loc idad de un motor h idrául ico puede lograrse contro lando e l ángulo de una p laca osci lante.

Los Controlers son e l cerebro de un c i rcu i to senc i l lo de cont ro l de l feedback. Su t rabajo es mantener la medic ión y reduci r la var iac ión. Los pr inc ip ios d iscut idos para los contro lers pueden ser apl icados a equipo neumát ic o, e lectrónico o d ig i ta l . Todos los contro lers ut i l izan las mismas respuestas a las var iables de contro l . El Proceso, por ú l t imo, producirá a lgún t ipo de producto. El proceso existe en d i ferentes combinac iones de capacidad, res is tenc ia y t iempo muer to . La F igura IF- 1 muestra un ejemplo de c i rcui to de contro l del feedback.

Control del Proceso E l verdadero propósi to del contro l es balancear e l suminist ro de energía o mater ia l hac ia e l proceso, cont ra las demandas de l proceso de la sa l ida de ese s is tema. Es esenc ia l que todos los componentes re lac ionados que conforman un c i rcu i to de cont ro l de l feedback sean de la más a l ta ca l idad. Mient ras mejor real ice su t rabajo un d isposi t ivo, mayor será la capacidad del contro ler para reduci r las var iac iones en la var iable del proceso. Un ci rcui to de control del feedback mide una entrada y la compara con el punto f i jado del contro ler . Si hay un error ent re la medic ión y e l va lor deseado, e l contro ler cambia su sa l ida para l levar la var iable medida otra vez al punto f i jado. E l s is tema f ís ico que va a ser cont ro lado debe ser e léct r ico, térmico, neumát ico, h idrául ico o mecánico. Todos estos s is temas operan con las mismas leyes de f ís ica y d inámica. E l compor tamiento de l proceso caracter izado con respecto a l t iempo descr ibe las caracter ís t icas d inámicas de l p roceso. E l compor tamiento de l p roceso que no invo lucra e l t iempo def ine las caracter ís t icas estát icas de l proceso. La Figura IF- 2 muestra un ejemplo de cómo la información es pasada alrededor de un circui to cerrado de cont ro l de l feedback.

El Proceso Un contro ler automát ico apl ica su sal ida a un e lemento de contro l f inal para mantener e l contro l de una var iab le del proceso. La habi l idad para contro lar cualquier proceso depende de la ef ic iencia de la señal de la medic ión para responder a los cambios en la sa l ida del cont ro ler . A medida que la medic ión se acerca a l punto f i jado, la vá lvu la se est rangula lentamente reduciendo e l cambio en la med ic ión has ta a lcanzar e l punto f i jado. Cua lqu ier p roceso puede ser caracter izado por medio de dos elementos de respuesta. El pr imero es el t iempo muer to o e l t iempo antes de que la medic ión comience a responder . Un e jemplo

sería apl icar agua f r ía a un tubo y a un intercambiador de calor del tubo. Si e l agua fr ía fuera d isminu ida en 5% cada vez, tomar ía un t iempo para que la temperatura fuera perc ib ida por e l t ransmisor de temperatura. Esto crear ía un re tardo o t iempo muer to en la medic ión observada. La segunda carac ter ís t ica de l proceso es la capac idad. La capac id ad representa la energía que debe entrar o sal i r de un proceso para cambiar la medic ión. La capacidad es la medic ión de la apt i tud del proceso para a lmacenar vo lumen l íqu ido, masa, ca lor , in formación o cualquier forma de energía o mater ia. Concepto de Control Para lograr e l cont ro l , e l c i rcu i to de cont ro l automát ico debe estar cer rado. La in formac ión es pasada cont inuamente a l rededor de l c i rcu i to desde e l t ransmisor a l cont ro ler , a l e lemento de contro l f ina l , una y ot ra vez. La sa l ida de l cont ro ler mueve la vá lvu la. La válvu la debe ser capaz de afectar la medic ión y, a su vez, e l t ransmisor debe reportar este cambio de medic ión al controler . Si se rompe la vía, e l c i rcui to es abier to. Cuando el contro ler es colocado en manual , e l contro l automático es int errumpido y e l c i rcui to es abier to. La respuesta del contro ler causado por la medic ión no afectará la posic ión de la válvula. Para cont ro lar un proceso, e l cont ro ler compara la medic ión con e l punto f i jado y hace un a jus te de la sa l ida mient ras regresa la var iab le del proceso ot ra vez a l punto f i jado. Dos condic iones l imi tan e l contro l del contro ler sobre la medic ión. Son precisión y respuesta . S i la medic ión es incorrecta o s i ex is te un ret raso en e l proceso, se d isminuye la habi l idad del contro ler de man ipular la var iable del proceso. Hay otros factores que l imi tan e l t rabajo del contro ler . Una señal de punto f i jado imprecisa o la f r icc ión debida a l empaque del vástago de la válvula automát ica ev i tarán que e l cont ro ler produzca una pos ic ión de vá lvu la especí f ica. La f r icc ión se evidencia como una di ferencia entre la medic ión y e l punto f i jado. Esta d i ferencia entre la medic ión y e l punto f i jado causa que el contro ler f luctúe. Cuando e l cont ro le r es fo rzado a f luc tuar es impos ib le lograr un buen cont ro l . U na so luc ión a l prob lema de f r icc ión ( f luc tuac ión) ser ía u t i l i zar un co locador de vá lvu la para superar la h is téres is . Si la válvula se mueve con demasiada lent i tud, la habi l idad para contro lar será despaciosa. Las medic iones ru idosas harán que e l c ic lo de la válvula ocasione desgaste y rotura excesivos. Cuando se encuentra un recalco, e l cambio en la sa l ida del contro ler debe ser en una d i recc ión opuesta a l cambio en la medic ión. En la Figura IF- 3 se observa un proceso s imple que muestra una capacidad y una res is tenc ia s imples.

La norma es un proceso con más de una res is tenc ia y capac idad. Su curva de reacción es di ferente a la mostrada en la Figura IF - 3. La adic ión de constantes de t iempo RC ext ra agrega r et raso a l proceso tota l . Los procesos también exh iben t iempo muerto . E l t iempo muer to es e l re t raso ent re dos acc iones re lac ionadas. Si un sensor de temperatura está local izado a c inco p ies de un in tercambiador de ca lor y e l l íqu ido v ia ja a una ve loc idad de un p ie por segundo, e l t iempo muer to es igua l a c inco segundos. E l t iempo muer to puede ser la var iable más di f íc i l de contro lar . La Figura IF- 4 muestra un e jemplo de proceso con más de una resistencia y capacidad.

Curva s de Reacción La Figura IF- 5 i lust ra e l comportamiento o curva de reacc ión de cuatro procesos d i fe rentes (e léc t r ico , p res ión de carga o n ive l , p res ión y temperatura) . Para mostrar este compor tamiento, se induce un cambio de paso o reca lco en e l p roceso. El resul tado es una respuesta de aumento del t iempo exponencia l . Esta curva es la misma para los cuatro s is temas. El t iempo que toma cargar a 63,2% de la energía apl icada es l lamada constante de un t iempo. La constante de un t iempo es el producto de la resis tenc ia y la capac i tanc ia . Después de c inco constantes de t iempo completas se obtendrá una carga completa.

Selección de la Válvula y Acción del Control La mayoría de las válvulas t ienen una posic ión de segur idad de fa l la . Si una vá lvu la est rangula e l agua de enf r iamiento, que a su vez manipu la la var iab le de l proceso, debe fa l lar en la pos ic ión abier ta cuando se p ierde e l a i re sumin is t rado. Si se ut i l iza vapor para calentar un producto, esta válvula debe fa l lar en la pos ic ión cerrada para evi tar que e l proceso de sobrecal iente y cree un r iesgo en la segur idad. E l pr imer paso en la se lecc ión de la acc ión de l cont ro ler es determinar la posic ión de segur idad de fa l la de la válvula. Es de hacer notar que s i se u t i l i za un co locador de acc ión reversa, la segur idad de fa l la se conv ier te en un problema. La válvula se asegurará contra fa l la con la pérd ida de presión de suminist ro; s in embargo, la válvula fa l lará en la d i rección opuesta s i se p ierde el a i re del inst rumento (señal de cont ro l 3-15psi) . Una vez determinada la segur idad de fa l la , debe considerarse e l efecto que tendr ía un cambio sobre la medic ión y de qué manera debe co locarse la vá lvu la a sí misma para oponerse a ese cambio. Si la válvula no se opone al cambio en la med ic ión, ocurr i rá un embalamiento del proceso.

Una vez se lecc ionada la acc ión aprop iada, la pos ic ión cor rec ta de la vá lvu la automát ica determinará qué tan b ien está s iendo cont ro lado e l proceso. E l objet ivo del contro l es proporc ionar equi l ibr io entre e l suminis t ro y la demanda. S i va a contro larse e l n ive l en un tanque, debe hacerse que e l f lu jo que ent ra y que sale a t ravés de un esquema de contro l sea igual . Si ex iste a lguna di ferencia ent re la medic ión y e l punto f i jado, e l cont ro ler cambiará su sa l ida para ba lancear e l s is tema a un estado estab le y restaurar e l cont ro l .

Exis ten t res condic iones que ocas ionarán per turbac ión a la var iab le de l proceso que requiere de un cambio de posic ión de la válvula para regresar la medic ión ot ra vez a l punto f i jado. Si t iene lugar un cambio en la demanda, e l punto f i jado o el suministro, e l contro ler debe ser capaz de mover la válvula y restaurar e l balance.

Terminología del Instrume n t o En esta secc ión se cubre la termino logía re ferente a los t ransmisores, cont ro lers , vá lvulas y ot ros d isposi t ivos. Se d iscuten los Diagramas del Proceso y del Instrumento, los Diagramas de la Hoja de Circui to, y los Símbolos I .S.A. y S.A.M.A. Def in ici o n e s 1. Controler – El e lemento en un s is tema de contro l que proporc iona la

acc ión correct iva. 2. Proceso o Variable Medida – La cant idad o condic ión que va a ser

medida y /o cont ro lada. A veces se hace re ferenc ia a e l la como Var iab le del Proceso o P v.

3. Var iable Manipulada – La var iable que es contro lada afectando e l proceso

o var iab le medida. E jemplo: En un c i rcu i to de cont ro l de temperatura, la temperatura ser ía la var iable medida; e l contro l del vapor para calentar sería la var iable manipulada.

4. Transmisor – E l d ispos i t ivo que perc ibe la var iab le medida y proporc iona

una sa l ida proporc ionalmente medida a l contro ler , a l ind icador , a l registrador o al s istema de alarma.

5. Punto Fijado – El valor deseado o punto de control . e l punto f i jado puede

ser generado localmente (en e l contro ler) o remotamente (e l punto f i jado es generado en un punto remoto desde e l contro ler) .

6. Auto/Manual – La mayoría de los contro lers t ienen una función

auto/manual . Cuando está en automát ico, e l contro ler mant iene su medición a un punto f i jado especí f ico. En manual , la sa l ida es cambiada a mano, usualmente por un operador.

7. Elemento de Control Final – E l d ispos i t i vo que cont ro la d i rec tamente e l

f lu jo de energía hacia y desde un proceso. 8. Transductor – Un disposi t ivo que convierte una form a de energía en otra.

Ejemplo: I /P, P/I , E/I o I /E. 9. Control – Una var iab le cont ro lada es medida y luego comparada con e l

punto f i jado. Si ex is te un error entre la medic ión y e l punto f i jado, la sal ida de l cont ro ler cambia la pos ic ión de un e lemento de cont ro l f ina l (o vá lvu la) que a su vez l leva la medic ión de nuevo al punto f i jado.

10. Feedback – La medic ión es comparada con un va lor deseado. La

comparación de estas dos var iables hace posib le que e l s is tema balancee su suminis t ro contra la demanda.

11. Circuito – Un ar reg lo de componentes que comple ta un s is tema y rea l iza

una función de contro l especí f ica.

12. Acción Directa – S i la var iab le de l proceso aumenta por enc ima del punto f i jado y esto a su vez ocasiona que la sa l ida aumente, es un e jemplo de acción direc ta.

13. Acción Reversa – Si la var iab le del proceso aumenta por encima del

punto f i jado y esto a su vez ocasiona que la sal ida d isminuya, es un ejemplo de acción reversa.

14. Unidades de Ingenier ía – Son los números exactos que representarán

4 mi l iamper ios y 20 mi l iamper ios en un indicador. Se asume que un t ransmisor mide la temperatura de l f lu jo de a i re de combust ión. E l rango de la medic ión es -50 grados Fahrenhei t hasta +150 grados Fahrenhei t . Cuando e l t ransmisor perc ibe una temperatura f ís ica de –5 0 g r a do s Fahrenhei t , la sa l ida de l t ransmisor será de 4 mi l iamper ios y e l receptor indica e l número – 50 grados Fahrenhei t . Cuando e l t ransmisor perc ibe una temperatura f ís ica de +150 grados Fahrenhei t , la sa l ida de l t ransmisor será de 20 mi l iamperios y el receptor despl iega e l número +150 grados Fahrenheit .

15. Especi f icac iones del Instrumento – D ispos i t i vos como t ransmisores , contro lers , reg is t radores, ind icadores, e lementos de contro l f ina l o s is temas de a larma pueden ser descr i t os en términos de cómo la sa l ida de un d isposi t ivo responde a un cambio en la entrada. Las especi f icac iones del inst rumento pueden ser descr i tas ut i l izando los s igu ientes términos:

a. Caracter íst icas Estát icas – Las carac ter ís t icas es tá t icas se

re f ie ren a las var iables que no cambian. 1. Exacti tud – la habi l idad de un d isposi t ivo para lograr y

mantener una var iable. Error Estát ico – la d i ferencia entre e l valor real y la lectura del inst rumento.

2. Reproducibi l idad – la hab i l idad de un ins t rumento para ind icar o regist rar valores idént icos cuando las condic iones de medic ión sean las mismas. Desviac ión – un cambio gradual en la sa l ida aunque la señal de entrada s iga s iendo la misma.

3. Sensibi l idad – e l cambio más pequeño a l cual responde un ins t rumento. Zona Muerta – rango donde un instrumento no responde.

b. Caracter ís t icas Dinámicas – Las caracter ís t icas d inámicas se

ref ieren a las var iables que cambian. 1. Respuesta – la habi l idad de un inst rumento de segui r los

cambios. Retraso – la inhabi l idad de un inst rumento de seguir los cambios. Tiempo Muerto – e l per íodo durante e l cual un instrumento no responde.

2. Fide l idad – reproducción f idedigna de la var iable medida. Error de Dinámica – la d i ferencia entre e l va lor +cambiante y la lec tura de l ins t rumento.

16. Control de Circui to Abierto – E l cont ro l s in feedback es probablemente la forma más s imple de cont ro l . La sa l ida de l cont ro ler es f i jada manualmente y la var iab le contro lada actúa en ese a juste. Un s is tema de contro l de c i rcui to abier to no t iene medios para enviar la información de vuel ta a l cont ro ler . Un e jemplo pudiera ser un auto lavado. E l t iempo en que e l agua t ib ia es apl icada, es agregado e l jabón o la cera depende de los parámetros in t roducidos en un tempor izador programado. No hay feedback rea l en lo que se re f ie re a s i e l carro está l impio o no. Otros e jemplos de contro l de c i rcu i to ab ier to pudieran inc lu i r un lavaplatos automát ico o una lavadora. La sal ida del d isposi t ivo actúa en función de los a justes programados.

17. Control de Circuito Cerrado – E l cont ro l donde e l feedback es ev idente.

Un e jemplo s imple ser ía un contro l on/of f de un horno a petró leo en una casa. Cuando la temperatura del cuar to baja del punto de confor t deseado (punto f i jado) e l horno se enciende. Cuando la temperatura está por encima de la esperad a, e l horno se apaga. Se insta la una banda muerta en e l contro ler ( termostato) para ev i tar que e l horno tenga c ic los demasiado frecuentes.

Diagrama del Instrumento y del Proceso Los d iagramas del ins t rumento y de l proceso muestran la d ispos ic ión genera l de la tuber ía y la loca l izac ión de los inst rumentos a l rededor de un proceso. Se han adoptado dos d i ferentes juegos de s ímbolos que muest ran las d ispos ic iones de l ins t rumento. Un juego es proporc ionado por la Sc ient i f i c Apparatus Makers Associat ion (S.A.M.A.) y e l ot ro por la Instrument Society of Amer ica ( I .S.A.) . Las tab las s igu ientes descr ib i rán los s ímbolos y las le t ras de ident i f icac ión ut i l izados con más f recuencia. Diagrama de la Hoja del Circui to El Diagrama de la Hoja de l Ci rcu i to debe contener in formac ión neces i tada tanto por los técn icos de l ins t rumento, ingen ier ía y const rucc ión. Esta in formac ión inc luye ident i f icac ión, descr ipc ión, números de cable, números de ca ja de empalme, números de terminac ión, loca l izac ión y cua lesquiera fuentes de energía. P.&I.D. y Concepto de la Hoja del Circuito Una analogía que descr ibe e l propósi to de los d iagramas del proceso y del ins t rumento y los d iagramas de la ho ja de l c i rcu i to pudiera ser más c lara s i usted se imagina v ia jando desde Bangor, Maine hasta Flatv i l le , I l l ino is . La pr imera tarea es ut i l izar e l mapa de los Estados Unidos (analogía – Diagrama de l Proceso y de l Ins t rumento) para loca l izar I l l ino is . E l mapa de los Estados Unidos muestra cómo están conectados los estados unos a ot ros así como la loc a l izac ión de las pr inc ipa les v ías ter rest res. Ahora podemos v ia jar desde Bangor , Maine, conectándonos con las v ías terrest res pr inc ipales para l legar a l estado de I l l ino is . Un d iagrama P. & I .D. no da in formac ión especí f i ca acerca de un proceso; s in embargo, muestra las conexiones re lat ivas de la tuber ía y cómo están conectados los d isposi t ivos para dar una v is ión genera l . Esta v is ión genera l es impor tante cuando se resuelven prob lemas en un proceso. E l d iagrama de l proceso y de l ins t rumento ayuda a ver la causa y e l efecto que t ienen las d i ferentes var iables unas sobre otras desde un punto de v is ta general del proceso. Cuando se v ia ja a l rededor del país ut i l izando e l mapa de los Estados Unidos, en a lgún momento se rev isará e l mapa para ver qué v ía ter rest re impor tante ser ía la más rápida para l legar a I l l ino is . Cuando esto ha s ido decid ido, tomar e l mapa de I l l ino is . E l mapa de I l l ino is se u t i l i zará para t razar la v ía más ráp ida para l legar a F latv i l le , I l l ino is . S i la c iudad es lo suf ic ientemente grande, deber ía haber un inser to de la c iudad que inc luya las ca l les pr inc ipa les. (Analogía – Diagrama de la Hoja del Circuito). S i se necesi ta mayor in formación acerca de un c i rcui to de contro l especí f ico debemos acercarnos. E l D iagrama de la Hoja de l Contro l debe inc lu i r la s igu iente in formación: ident i f icac ión y descr ipc ión de los d ispos i t ivos, números de l modelo, números de cab le , punto de terminac ión, loca l izac ión y cua lesqu iera fuente de energía . También ser ía bueno tener los datos de ca l ib rac ión; s in embargo, es ta in formación usualmente es colocada en un documento separado.

Las siguientes seis páginas muestran los símbolos I .S.A. y S.A.M.A.:

F IGURA IF -6

F IGURA IF- 7

F IGURA IF- 8

PRIMERA LETRA (4)

LETRAS SUBSIGUIENTES (3)

Variable de Inicio o de l Proceso

Modi f icador

Lec tu ra o Función Pas iva

Función de Sal ida

Modif icador

A

ANÁLISIS

ALARMA

B

QUEMADOR/ COMBUSTIÓN

ELECCIÓN DEL USUARIO



C


CONTROL

D

ELECCIÓN DEL USUSARIO

DIFERENCIAL

E

VOLTAJE

SENSOR O ELEMENTO PRIMARIO

F

FLUJO

PROPORCIÓN (FRACCIÓN)

G


VIDRIO O DISPOSITIVO DE VISIÓN

H

MANUAL

ALTO

I

CORRIENTE

INDICAR

J

ENERGÍA

EXPLORAR

K

TIEMPO/ HORARIO

ESTACIÓN DE CONTROL

L

NIVEL

RATA O CAMBIO DE TIEMPO

LUZ

BAJO

M


MOMENTANEO

MEDIO O INTERMEDIO

N





O


ORIFACE

P

PRESIÓN/VISIÓN

PUNTO O CONEXIÓN DE PRUEBA

Q

CANTIDAD

INTEGRAR O TOTALIZAR

R

RADIACIÓN

REGISTRAR

S

VELOCIDAD

SEGURIDAD

INTERRUPTOR

T

TEMPERATURA

TRANSMITIR

U

MULTIVARIABLE

MULTIFUNCIÓN

MULTIFUNCIÓN

MULTIFUNCIÓN

V

VIBRACIÓN ANÁLISIS MECÁNICO

VÁLVULA, AMORTIGUADOR O LUCERNA

W

PESO

BIEN

X

NO CLASIFICADO

EJE DE LAS X

N O CLASIFICADO

NO CLASIFICADO

NO CLASIFICADO

Y

EVENTO, ESTADO O PRESENCIA

EJE DE LAS Y

RELAI, CALCULAR O CONVERTIR

Z

POSICIÓN, DIMENSIÓN

EJE DE LAS Z

PROPULSOR, ACTUADOR O ELEMENTO DE CONTROL FINAL

FIGURA IF- 9

F IGURA IF- 10

Terminología del Dibujo La Figura IF-11, mostrada en la página s iguiente, es un d ibujo que descr ibe un contro l de tambor de vapor de dos e lementos para una ca ld era. E l d ibu jo a la izquierda es la terminología I .S.A. y e l de la derecha es S.A.M.A. Los neumónicos co locados es las d i ferentes f iguras geométr icas s ign i f ican a lgo. Estos s ímbolos nos d icen para qué están d iseñados los d i ferentes d isposi t ivos. L T Transmisor de Nivel L C Contro ler del Nivel F T Transmisor de F lu jo FY Cómputo del F lu jo – raíz cuadrada XY Cómputo del Eje X Σ Sumar LK Estación de Control del Nivel f ( x ) Función no Lineal -K Proporc ional Reversa – Acc ión Reversa K Banda Proporc ional o Ganancia A Generador de Señal Análoga T Estación de Transferencia

FIGURA IF- 11

La Figura IF-12 es un ejemplo de Diagrama del Proceso y del Instrumento que muest ra e l feedback, la cascada feedforward y control de la relación.

FIGURA IF- 1 2

La Figura IF -13 es el equivalente S.A.M.A. de la Figura IF - 1 2

FIGURA IF- 1 3

La Figura IF -14 es equivalente I .S.A. de la Figura IF- 1 2

FIGURA IF- 1 4

FIGURA IF - 15 Es el d iagrama de la hoja del c i rcui to del c i rcui to del contro l del n ive l usando contro l SPEC 200 Foxboro

FIGU RA IF - 16. Es e l d iagrama de la ho ja de l c i rcu i to de l c i rcu i to de cont ro l de l f l u jo- 1 usando cont ro l ESPEC 200 Foxboro

FIGURA IF - 17. Es e l d iagrama de la hoja del c i rcu i to del c i rcu i to de contro l de f l u jo- 2 us ando cont ro l ESPEC 200 Foxboro

FIGURA IF - 18. Es e l d iagrama de la hoja del c i rcu i to del c i rcu i to de contro l de f l u jo- 3 usando cont ro l ESPEC 200 Foxboro

Figura IF - 19 es e l d iagrama del cableado de la F igura IF-1 2

Notas: Revisión del Circui to 1. Un Componente t íp ico de l c i rcu i to de cont ro l de un proceso t iene un sensor ,

un contro ler y un disposi t ivo de contro l f inal . 2. Un rombo en un d iagrama de instrumentac ión eng loba la in fo rmac ión

acerca del punto f i jado. 3. Los puntos cent ra les de conex ión para las l íneas de señal son l lamados ca jas

de empalme. 4. En un d iagrama de c i rcui to neumát ico, los números de tubo y de haz son

conectados d i rec tamente a la l ínea de señal con una f lecha curvada. 5. En un d iagrama de c i rcu i to e lect rónico, las conexiones de la ca ja de empalme

son cuadrados. 6. En un diagrama de instrumentación, la ID del c i rcui to es la misma para todos

los inst rumentos en un c i rcui to. 7. Las l íneas de conex ión del proceso están indicadas en un diagrama de

instrumentación ( l íneas f inas). 8. Los a lambres de extensión del termopar t ienen las mismas propiedades

termoeléctr icas que el termopar con los que son usados (en todas las ins ta lac iones.

9. Se ut i l i za un t ransductor mV/I para conver t i r la sa l ida desde un termopar hasta la señal estándar de un instrumento de 4 a 20 mA. Tiene que tener una compensación de empalme f r ío .

10. Los termopares cons tan tan de h ierro son designados con la le t ra J. 11. Un proceso es exotérmicos si el c alor es producido por una reacción. 12. Un proceso es endo té rm ico s i se requiere una entrada de calor para produci r

una reacción. 13. Una venta ja impor tante de un c i rcu i to senc i l lo /cont ro ler d ig i ta l StandAlone es

la f lex ib i l idad de la conf iguración. 14. Un con t ro l e r elec t rón ico aná logo n o puede ser conf igurado d i r ig iendo los

bloques de función instalados en fábr ica a t ravés de un teclado.

MEDICIÓN DE LA PRESIÓN

DEFINICIONES 1. Cal ibrador – Un instrumento diseñado para medir la presión f ís ica

causada por un l íquido, gas, sól ido o vacío. 2. Presión – La pres ión es def in ida como la fuerza por área de unidad. la

pres ión también puede ser def in ida como “pres ión de carga” . 3. Presión Manométrica – La pres ión manométr ica no toma en considerac ión

la presión atmos fér ica aun cuando ex is t imos bajo una carga de pres ión de a i re a 14,696 PSIA. La pres ión manométr ica es re lac ionada con la pres ión atmosfér ica, por lo tanto, 0 PSIG es igual a la presión atmosfér ica.

4. Presión Absoluta – Cuando se inc luye e l efecto de la pres ión atmosfér ica

en la medic ión, es l lamada l ibras por pu lgada cuadrada absoluta o PSIA. 14,696 PSIA = presión atmosfér ica. La referencia cero para la presión absoluta es un vacío perfecto.

5. Presión Diferencial – La di ferencia de presión entre dos puntos. 6. Peso = masa x aceleración debida a la gravedad. 7. Fuerza = masa x acelerac ión (Ley de Newton) 8. Masa = La cant idad de mater ia que cont iene un cuerpo 9. Newton = Kg x m/seg 2 10. Pascal = Newton /met ro2 1 (uno) pa (Pascal ) = 0,00145 ps i 11. 1 Atmósfera = 29,92” Hg. a 0 grados C, ó 33,52 p ies de H2 O a 68 grados

F. 12. 1 B a r = 14,504 psi ó 29,53 Hg. a 0 grados C, ó 33,52 pies de H2O a 68

grados F. 13. Aceleración debida a la Gravedad = 32,17 p ies /seg2 ó 9 ,806 m/seg2 . 14. Manómetro – Un t ipo de indicador ut i l izado para medir presi ones bajas. 15. Menisco – La super f ic ie curvada que aparece en la par te super ior de una

columna de l íquido. El menisco es leído en su centro. 16. Tubo Bourdon – Un elemento de presión en “C”, hel ico idal o con forma de

espi ra l u t i l izado para conver t i r la pres ión a movimiento mecánico. 17. Pulgadas de Agua – Una medic ión que hace re ferenc ia a la pres ión como

en re lac ión con la a l tura de l agua en una co lumna. Es denotada como W.C. o H2 O.

18. Pulgadas de Mercurio – Una medic ión que hace referencia a la pres ión como en re lación con la a l tura del mercur io en una columna. Es denotada como pulgadas Hg.

19. La Gravedad Específ ica del Mercurio – Es 13,596 veces más pesado que

el agua. La presión es def in ida como una fuerza d iv id ida entre e l área sobre la cual es ejerc ida. La fuerz a es re lac ionada con e l peso y es medida en l ibras o Newtons. E l área puede ser expresada en pu lgadas cuadradas, p ies cuadrados o met ros cuadrados. La pres ión puede ser la medic ión más confusa debido a que ex is ten muchas maneras de expresar la. Las unidades ut i l izadas para expresar la pres ión son: pulgadas de agua, p ies de agua, mi l ímetros de agua, pulgadas de mercur io, mi l ímetros de mercur io , l ibras por pulgada cuadrada, bar , mi l ibar , gramos por cent ímet ro cuadrado, k i logramos por cent ímet ro cuadrado, Pasca l , K i lopasca l , Megapasca l , to r r o a tmósferas. Ley de Newton Fuerza = Masa x ace lerac ión La acelerac ión debida a la gravedad t iene una var ianza de 0,1% al rededor del mundo, debido en gran medida a l hecho de que e l ecuador está más a le jado del cent ro de la t ie r ra que los po los . Debido a que hay más masa desde e l cent ro de la t ier ra hasta e l ecuador , e l e fecto de la gravedad es mayor . S i la acelerac ión debida a la gravedad no es una constante, la respuesta der ivada de la fórmula para el peso (peso = masa x acelerac ión debida a la gravedad) dará una respuesta l igeramente d i ferente debido a la local ización en la t ier ra donde ha s ido de jado caer e l ob je to. “System Internat ional” es tá t ra tando de es tandar izar la medic ión de la presión en Unidades Pascal . Es to r educi rá e l número de unidades de presión que ahora se usan. Pueden expresarse dos fórmulas concern ientes a la ace lerac ión debida a la gravedad para inc lu i r e l s is tema Inglés o e l s is tema Métr ico. En e l s is tema Inglés un objeto caerá en un vacío a una rata de 32,17 p ies más y más ráp ido cada segundo cerca de la super f ic ie de la t ier ra . A l f ina l de l pr imer segundo un objeto habrá caído 32,17 pies. Al término del segundo número dos el objeto habrá caído 64,34 pies. Al f inal del tercer segundo el objeto habrá caído 96,51 pies, y así sucesivamente. Debido a que no v iv imos en el vacío, la atmósfera t iene un efecto en los objetos que caen. Durante los pr imeros d iez segundos, un objeto descendente acelera a 32,17 pie/seg/seg hasta que la atmósfera empieza a oponer res is tenc ia a ese ob je to descendente. Mient ras más ráp ido cae e l objeto mayor es la res is tencia. Cuando e l objeto v ia ja a aprox imadamente 120 mph, se a lcanza la ve loc idad termina l . La ve loc idad termina l es e l punto en e l que la fuerza de l ob je to descendente es igua l a la res is tenc ia a esa caída. Cuando se a lcanza la ve loc idad terminal , e l ob jeto no aumenta la ve loc idad. En el s is tema Inglés: Aceleración debida a la gravedad = 32,17 pies/seg 2 En el s istema Métr ico: Acelerac ión debida a la gravedad = 9,8 met ros /seg2

Pascal = Newton/M2 Newton = fuerza de 1 Kg ace lerando a un metro por segundo por segundo. O N = Kg x M/seg2 La pres ión atmosfér ica es causada por e l peso de la a tmósfera de la t ier ra y es igual a 14,696 PSIA, a l n ive l de l mar, a = grados C ó 32 grados F. La presión manométr ica PSI es pres ión medida s in tomar en considerac ión la pres ión atmosfér ica. 0 ps ig es realmente la presión atmosfér ica o la presión e jerc ida por la atmósfera al n ivel del mar a 32 grados F. Si e l término PSI es usado por s í mismo, se asume que es pres ión manométr ica. Otra manera de expresar la pres ión es ut i l izar la escala de pres ión absoluta. Esta escala ut i l iza un vacío per fecto como su punto cero o de referencia, de manera que 14,696 PSIA es rea lmente la p res ión atmosfér ica, que es también 0 PSIG. Un vacío es cualqu ier pres ión menor que la pres ión atmosfér ica. Cero PSIA es un vacío perfecto. PSID o Libra por D i ferencia l de Pulgada C uadrada es s implemente la d ieferencia de presión entre dos puntos. La unidad común ut i l izada para exoresar la pres ión di ferencia l es PSID. Un Pascal es 0,000145 psi , un Kpa (k i lopascal) es 0,145 psi y un Mpa (megapascal ) es 145 ps i . E l Pascal u t i l iza e l Newton como medic ión estándar de fuerza. Debido a que el Newton es independiente de la fuerza de gravedad, se convier te en un estándar en cualquier par te del Universo. Cambiar la magni tud de l Pascal se completa só lo agregando e l suf i jo k i lo , mega a Pascal . La F igura P- 1 muestra la re lac ión entre la pres ión absoluta y la pres ión manométr ica.

Manómetros Ex is ten muchos métodos y mecanismos ut i l i zados para medi r la pres ión. E l d isposi t ivo más s imple y más ant iguo ut i l izado para medir la presión es e l manómetro . Hay t res d iseños bás icos de manómetro ; e l Manómetro de Tubo en U, e l manómetro de Pozo y e l Manómetro de Tubo Inc l inado. Todos son ut i l izados para medir pres iones bajas. Estos d isposi t ivos son populares y económicos, sens ib les, prec isos y requieren de muy poco mantenimiento. La F igura P- 2 muestra un ejemplo de manómetro de tubo en U.

Descr ipción del Manómetro de Tubo en U 1. El manómetro t iene forma de “U”. 2. Como referencia, e l brazo izquierdo será et iquetado A y e l lado derecho

será denominado como lado B. 3. Si se apl ica presión al brazo A, el brazo A baja; mientras que el B sube. 4. La presión apl icada al manómetro se convierte en la di ferencia en

e levac ión ent re los meniscos de las dos co lumnas. 5. E l manómetro de tubo en U puede medir la pres ión en cualquiera de los

brazos, así como medir e l vacío. La pres ión puede ser medida en pulgadas de agua o pu lgadas de mercur io . La pres ión d i ferenc ia l también puede medirse ut i l izando un manómetro.

6. Un menisco es la forma del l íquido donde toca e l rec ip iente tanto para agua como para mercur io. El menisco es medido en su centro. La Figura P- 3 muestra e l menisco tanto para agua como para mercur io.

El Manómetro de Pozo La apar ienc ia de este manómetro es muy s imi lar a l de tubo en U, con un brazo reemplazado por un pozo con un área de super f ic ie mucho más grande que e l área dentro del tubo de v idr io. La forma del pozo no t iene incidencia en la operac ión; s in embargo, e l pozo debe tener suf ic iente f lu ido para l lenar tota lmente e l tubo s i la presión es lo suf ic ientemente a l ta para l lenar e l tubo. S i e l pozo es ve in t ic inco veces e l área de la super f ic ie in ter ior de l tubo y la pres ión fuerza el l íquido del pozo hacia abajo una pulgada, e l f lu ido en el tubo subirá 25 pulgadas. La Figura P- 4 muestra un manómetro de pozo.

Manómetro de Tubo Inc l inado El manómetro de tubo inc l inado t iene un tubo que está inc l inado para crear más movimiento hor izonta l que movimiento ver t ica l . Recuerde, la pres ión apl icada está re lacionada con el cambio vert ical entre meniscos. Cambios l igeros en la pres ión causarán una pequeña desv iac ión ver t ica l que a su vez causa una gran desviac ión hor izonta l . Un manómetro de tubo inc l inado es ut i l izado para cal ibrar lecturas de presión baja con gran precis ión. Un manómetro de tubo inc l inado de a l t a cal idad t iene un n ivel de burbuja, un a juste de n ive l y espejo. Mientras se mira e l menisco del f lu ido, a l inear la imagen ref le jada del menisco y ver la escala . La medic ión de la pres ión será prec isa debido a la i luminac ión de l ángulo de para la je . La F igura P - 5 muestra un manómetro de tubo inc l inado.

Tubo Bourdon Un tubo Bourdon es un pedazo de tuber ía redondo y aplanado. Se le anexa una conexión roscada en un ext remo mientras que e l o t ro ext remo será sel lado. C uando se apl ica presión al tubo, éste t rata de enderezarse en proporción a la cant idad de pres ión apl icada. El movimiento real del ext remo sel lado es de sólo 7 ½ grados. El tubo Bourdon en forma de C moverá el puntero en la cara f rontal de l ind icador aprox imadamente 270 grados. E l ext remo sel lado es anexado a una palanca con engranaje que mueve un husi l lo que a su vez rota un puntero. Los buenos manómetros pueden manejar una sobrepres ión de 35% s in dañarse. Un ind icador exhib i rá una c ier ta cant idad de h is téres is y desv iac ión, y es ta in formación será inc lu ida con la dec larac ión de prec is ión del fabr icante. Los indicadores fuera del anaquel (por tát i les) deben tener una precis ión del 1%, mientras que los ind icadores de prueba de buena cal idad deben tener una precis ión desde ¼% hasta ½%. El compás de precis ión ayuda a reducir e l efecto de cu la teo en e l mecan ismo. La F igura P- 6 muestra la const rucc ión de un tubo Bourdon en forma de C.

FIGURA P - 6

Lecturas Nominales del Manómetro Cuando se lee un ind icador , la pres ión nominal de l proceso se lee en la par te super ior del terc io medio de la escala o aproximadamente dos terc ios de la esca la medida. La F igura P-7 muestra dónde debe estar e l puntero al leer la pres ión nominal .

Tubos Bourdon Hel icoidal y Espiral Tubo Bourdon Espiral Las tasaciones de pres ión para la tuber ía están d i rectamente re lac ionadas con e l cal ibre o grosor de los mater ia les ut i l izados. Debido a que el d iámetro del tubo Bourdon espira l se agranda para cada vue l ta suces iva, son hechos de mater ia l de ca l ibre más l igero. Es más fác i l doblar en espi ra l tuber ía de pared delgada y es por esta razón que e l manómetro espi ra l t íp ico leerá pres iones sólo hasta 200 ps i . La F igura P - 8 muestra un ejemplo de un tubo Bourdon espiral .

Tubo Bourdon Hel icoidal La hélice está hecha de mater ia les de cal ibre más pesados. Es más fác i l doblar tuber ía de ca l ibre pesado hasta formar una hé l ice debido a que cada vuel ta t iene e l mismo cal ibre. Pueden leerse pres iones tan a l tas como 80.000 ps i . E l espacio también puede determinar qué ca l ib re va a u t i l i zarse. Los esp i ra les son ut i l izados en apl icaciones donde el caso es superf ic ia l y e l área de superf i c i e es grande, mient ras que la hé l ice es u t i l i zada con un caso profundo donde e l área de super f ic ie es pequeña. Sin impor tar la forma, e l tubo debe regresar a su forma or ig ina l después de que la pres ión es ap l icada. Los mater ia les más comunes u t i l i zados en la fabr icac ión de tubos Bourdon son bronce fosforado o acero inox idab le . Tanto e l tubo esp i ra l como e l he l ico ida l proporc ionan un movimiento de palanca de aprox imadamente 45 grados en e l ext remo sel lado. La F igura P-9 muest ra un tubo Bourdon hel ico ida l .

Diafragmas, Cápsulas y Fuel les El Diafragma Un diafragma es una lámina de meta l o p lást ico enro l lada en redondo, se l lada en su c i rcunferenc ia . Está co locada en una ca ja que t iene una ent rada de p res ión y a lgún t ipo de anexo mecánico conectado a l cent ro de l d ia f ragma. Cuando se apl ica la pres ión, se f lex iona le jos de la fuente de pres ión y e l movimiento es t ransfer ido a l mecanismo. La F igura P- 10 muestra un d ia f ragma.

Cápsula Una cápsula es tá const ru ida u t i l i zando dos o más d ia f ragmas juntados en su c i rcunferencia de manera que la presión apl icada cree una desviac ión tota l d i rectamente proporc ional a l número de d iaf ragmas en la cápsula. La Figura P -11 muestra una cápsula de diafragma. La cápsula de diafragma es l lenada usualmente con acei te de s i l ic io .

F u e l l e s Un fuel le es un e lemento expandib le conformado con una ser ie de p l iegues o repl iegues. Cuando se apl ica presió n in terna a l fue l le , se expande. A veces se ut i l izan fue l les en lugar de un tubo Bourdon. Los meta les más comunes ut i l izados en la construcción de fuel les son el la tón y e l acero inoxidable. Un fuel le desarrol la muchas veces el poder de un tubo Bourdon, es pi ra l o hél ice, con forma de “C” . La combinac ión resor te fue l le crea una re lac ión l ineal ent re la pres ión y e l movimiento. Ut i l izar un fue l le con un resor te t iene numerosas ventajas. La tensión in ic ia l del resorte se convier te en el a juste de cero y e l núm ero de vuel tas act ivas se convier te en e l t ramo. Un resor te de cal idad ofrecerá estabi l idad a largo p lazo. La Figura P - 12 muestra un ensamble de fuel le.

Sifón Un sifón “ rabo de cochino” es ut i l izado cuando un ind icador o t ransmisor va a ser a is lado de a l tas temperaturas. Esto se hace para ev i tar daño a l tubo Bourdon o a l sensor de l t ransmisor . Por e jemplo, cuando se mide la pres ión de l vapor , debe evi tarse que el vapor cal iente entre en el tubo Bourdon para evi tar daño al e lemento sensib le. El s i fón es un c i rcu i to senci l lo , con válvula en un extremo y un indicador en el ot ro. El vapor entra in ic ia lmente en el rabo de cochino, se condensa ot ra vez a l íqu ido y, a l hacer esto, a is la térmicamente del ca lor un ind icador . Esenc ia lmente un s i fón es una t rampa. La F igura P- 13 muest ra un e jemplo de s i fón o “ rabo de cochino” .

Sel los y Purgas S i un inst rumento mide f lu idos v iscosos, vo lá t i les , corros ivos o ext remadamente cal ientes o f r íos, se hace necesar io el uso de un sel lo o purga de presión. Sello Deben ut i l i zarse sellos l íqu idos con f lu idos corros ivos. Un sel lo proporc iona una manera para ev i tar que los f lu idos del proceso entren en e l inst rumento de medic ión. Un sel lo t rabaja sobre e l pr inc ip io de acoplar presiones de proceso a t ravés de una acción hidrául ica. Los l íquidos no son comprimibles. La presión es e je rc ida en e l d ia f ragma sens ib le c reando una fuerza . Es ta pres ión es acop lada a l d ispos i t i vo de medic ión, lo que a is la de l p roceso ese d ispos i t i vo sens ib le . La F igura P- 14 muestra un e jemplo de un sel lo de presión.

Purga Las p u r g a s l íqu idas son ut i l i zadas en l íqu idos v iscosos, ca l ientes, vo lá t i les , cor ros ivos o en l íqu idos que cont ienen só l idos en suspensión. Las ratas del agua de purga deben ser lo suf ic ientemente pequeñas de manera que no haya contaminac ión de l producto . Una ra ta de purga t íp ica es 1 g .p .h . o menos. La F igura P- 15 muestra un e jemplo de dos t ipos de purgas. Debe ut i l i zarse un regulador d i ferenc ia l con una purga. Es impor tante que e l f lu jo de agua de purga no afecte la prec is ión de las medic iones. Un regulador d i ferenc ia l mantendrá constante la ra ta de purga s in impor tar los cambios en la pres ión de l proceso. En la F igura L- 17 se muestra un d ibujo mecánico de un regulador d i ferencia l . E l e jemplo en esta página es una apl icac ión de n ive l , e l regulador aun t rabaja pr inc ipalmente de la misma manera.

Amort iguador de Pulsación Un amort iguador de precisión es ut i l izado con l íquidos o gases bajo presión que están somet idos a f luc tuac iones exces ivas, pu lsac iones o ráp idos cambios de pres ión. Este d ispos i t ivo proporc iona una lec tura f i l t rada o promedio a l ind icador rest r ing iendo la ampl i tud de la cambiante pres ión del proceso mientras pro longa la v ida del ind icador o del d isposi t ivo de medic ión. En la F igura P- 16 se muestran dos t ipos d i ferentes de amort iguadores de pulsación.

Transmisor Neumát ico de Balance de Fuerza Principios de Chapaleta/Boqui l la Un t ransmisor de balance de fuerza perc ibe la presión y convier te esta presión a una señal proporc ional de 3/15 ps i o de 4 - 20 mi l iamper ios. Esta señal t ransmis ib le es env iada sobre una d is tanc ia de gener almente no más de 600 p ies para d isposi t ivos neumát icos o de 1.500 pies para d isposi t ivos e lectrónicos. Será importante estudiar los c i rcu i tos neumát icos ya que los d isposi t ivos operados a aire no se están extendiendo. Los fundamentos básicos de detención neumát ica en colocadores, I /Ps, contro lers neumát icos, o para la mayor par te, todos los d isposi t ivos neumát icos que perc iben y t ransmiten. E l pr inc ip io bás ico de operac ión de cualquier d isposi t ivo neumát ico de medic ión de balance de fuerza es seguro par a comprender la boqui l la /chapaleta, e l ensamble del re la i y e l feedback negat ivo. La operación del ensamble chapaleta/boqui l la es de suprema impor tanc ia para comprender los c i rcu i tos neumát icos. La Figura P -17 muestra e l esquema de un ensamble chapaleta /boqui l la con un re la i neumát ico. Estos componentes conforman los rud imentos bás icos de los d ispos i t ivos neumát icos. Expl icación: chapaleta /boqui l la , re la i Observar la F igura P-17 durante esta d iscus ión. Se ap l ican ve in te l ib ras (ve in te #) de ai re l impio, seco, l ibre de agua, l ibre de acei te (punto de condensación - 65 grados) desde una fuente de a i re de inst rumento (compresor) a t ravés de una restr icc ión (reduce el volumen de aire) a la boqui l la. La presión de suministro escogida es c inco l ibras (c inco #) mayor de lo necesar io . La sa l ida del t ransmisor es de 3-15 psi . El suministro es 15+5 o veinte psig. Parece haber op in iones d i ferentes acerca de los requer imientos de a i re de l inst rumento. Podemos pasar mucho t iempo buscando problemas de a i re que no só lo reducen nuest ra e f ic ienc ia como t rabajadores s ino que también vuelve inoperables a lgunos inst rumentos. Escasamente se gasta un veinte por c iento de un mi lés imo de dó lar de invers ión en equipo de automat izac ión y d ispos i t ivos re lac ionados. S i usted t iene problemas de cal idad del a i re del instrumento, arrégle los y tendrá una mejor performance del instrumento a largo plazo.

Si la boqu i l la fuera a ser de carga muer ta ( res t r ing ida pos i t ivamente) entonces la presión t rasera subir ía a 20#. Si la cha paleta fuera separada suavemente de la boqui l la permi t iendo que e l a i re c i rcu le l ib remente desde la boqui l la , la pres ión t rasera caería a a lgún valor bajo dependiendo de cuánto f lu jo de a i re es obstru ido por la restr icc ión. El cambio en la presión t rasera es apl icado a t ravés

De la tuber ía a un d ia f ragma en e l re la i neumático . E l d ia f ragma es anexado f ís icamente a una válvula de vástago que se abre permit iendo que algún porcenta je del a i re de suminis t ro l legue a la sa l ida. Mientras más grande sea la pres ión t rasera apl icada a l d iaf ragma del re la i , más se abre la vá lvu la p i lo to. Notar que mientras la válvula de vástago se abre, la válvula del respiradero se c ier ra. Cuando la fuerza e jerc ida por la pres ión de a i re en e l d ia f ragma es balanceada por e l resor te p lano, se logra e l equi l ibr io y e l vástago deja de moverse. La pres ión de sal ida en este punto a lcanza un estado estable. Para cada posic ión re lat iva de la chapaleta/boqui l la habrá una presión t rasera def in i t iva detrás de la boqui l la . Una posic ión def in ida en el d iafragma del re la i resul tará en la creación de una sal ida def in ida entre 3 - 15 psi relat iva a la posic ión chapaleta/boqui l la . No es poco razonable que un t ransmisor neumát ico tenga una precisión de ½% o mejor. D e l m í n i m o al máximo, e l movimiento tota l entre la chapaleta y la boqui l la es aprox imadamente 0 ,0006 (6 d iezmi lés imas) de pu lgada que produce un cambio en la presión trasera de ¾ de un psi detrás de la boqui l la. Este cambio de ¾ psi es ap l icado a l re la i neumát ico (ampl i f i cador neumát ico) conv i r t iéndo lo en un cambio de 3-15 psi en la sal ida del t ransmisor.

Principio de Operación de un Transmisor Neumático de Balance de Fuerza Los d ispos i t ivos neumát icos de ba lance de fuerza t rabajan sobre los pr inc ip ios de re la i y de la boqui l la de la chapaleta justo como se descr ib ió. Mientras se lee el pr inc ip io de operación del t ransmisor del balance de fuerza, mirar la Figura P-18 para loca l izar las par tes . Debajo está la secuencia de eventos que expl ica e l pr inc ip io de operación de un t ransmisor de balance de fuerza: 1. La pres ión es apl icada a la cápsula del d ia f ragma del t ransmisor como

cal ibre psi , psi absoluto o psi d i ferencial . 2. Mient ras haya una d i ferenc ia en la pres ión ent re e l lado ba jo y e l lado a l to

de l t ransmisor , ex is te un desbalance de fuerza que mueve la cápsula en una dirección u otra.

3. Se asume que se ap l ica pres ión pos i t iva a l lado a l to de l t ransmisor con

respecto a su lado bajo. 4. La pres ión en e l lado a l to ocas iona que la bar ra de ba lance de fuerza se

mueva hacia la derecha. 5. El d iaf ragma actúa como un fu lcro y como sel lo entre e l proceso y los

t rabajos super iores del t ransmisor . 6. La par te super ior de la barra de ba lance de fuerza se mueve hac ia la

izquierda, ha lando la chapaleta más cerca de la boqui l la incrementando así la presión t rasera.

7. Un aumento en la presión t rasera en el d iafragma del re la i causa que la

vá lvu la de vástago se abra, permi t iendo más pres ión de sal ida del re la i , aumentando así la sa l ida del t ransmisor . La misma pres ión es apl icada a l fuel le del feedback que ahora t ra ta de a le jar la chapaleta de la boqui l la para balancear mecánicamente e l d isposi t ivo. El feedback negat ivo es esencia l para la operac ión de cualqu ier d ispos i t ivo neumát ico o e lect rónico. Si e l cambio en la pres ión t rasera ayuda a la ent rada, la sal ida se saturar ía o en este caso i r ía a una sal ida de 20# y e l t ransmisor no trabajaría.

8. En este punto la cal ibración in ic ia l del resor te del torn i l lo de ajuste del

cero ba lancea las fuerzas para produc i r una sa l ida de 3# s in d i ferenc ia a t ravés de l lado a l to a l lado ba jo de l t ransmisor . E l ajuste del t ramo s e real iza cambiando la venta ja mecánica entre las fuerzas del feedback y cuánto permi te esto que cambie la re lac ión de la boqui l la de la chapaleta. S in impor tar e l rango de ca l ib rac ión determinado, e l t ramo de sa l ida será ajustado a 15#, acomodando lo que será el rango de cal ibración super ior .

Operación de el “Transmisor de Balance de Fuerza”

¿Cómo podemos relacionarnos con el término presión? La pres ión es igual a la fuerza d iv id ida entre e l área sobre la cual es e jerc ida. O: FUERZA Pres ión = ÁREA 1. El agua pesa 62,43 l ibras x p ie cúbico. 2. Un p ie cuadrado = 144 pulgadas cuadradas. 3. Una co lumna de agua que t iene d imensiones de 12” de ancho, 12” de

profundidad y 12” de a l to pesaría 62,43 l ibras. 4. S i las 62,43 l ibras de agua son e jerc idas sobre las 144 pulgadas

cuadradas entonces sobre cada pulgada cuadrada en la par te in fer ior de un tanque cuadrado se ha e jerc ido una pres i ón de:

62,43 l ibras

= 0,4335 psi 144 pulg. 2

5. Una columna de agua de 1” de profundidad, 1” de ancho y 12” de a l to ejerce una fuerza de 0,4335 psi .

6. Una columna de agua de 1” de profundidad, 1” de ancho y 1” de al to

ejercerá una presión de 0,4335 psi / 12 = 0,036125 psi . 7. El mercur io es 13,596 veces más pesado que una carga de agua

equ iva lente . S i 1 p ie de agua e jerce 0 ,4335 ps i , en tonces 1 p ie de mercur io e jercer ía una pres ión de: 0 ,4335 ps i x 13,596 = 5,984 ps i .

8. Si 12” de H2O = 0,4335 e n t o n c e s:

1 psi = 12”/o,4335 psi o 27,68 pulgadas o 1 ps i = 27,68” /13,596 (densidad del mercur io) = 2,036 pulgadas de

mercur io 9. Ut i l izar esta ecuación para ca lcu lar la pres ión h idrostát ica de cualqu ier

columna de agua: P = 0,4335 psi x (G) x (h) P = presión en psi G = gravedad especí f ica, s in d imensión. h = e l desplazamiento ver t ica l de una columna en pulgadas.

La F igura P-19 muestra la re lac ión de un p ie cúbico de agua, su peso y cuál es la presión ejerc ida por pulgada cuadrada.

Notas: Solución de Problemas 1. Puede evi tarse un c i rcui to de t ierra en cables encerrados conectando a t ierra

la pantal la en un extremo del c i rcui to. 2. Una lectura de baja res is tencia de una señal de conductor no at ierrada

conectada a t ier ra i ndica un problema en un c i rcui to abier to desde el conductor hasta el envol tor io.

3. Los a lambres de señal prefer ib lemente deber ían ser cab les encerrados. 4. Un d isposi t ivo ut i l izado para cambiar una señal análoga en señal d ig i ta l es a

menudo l lamado un convertidor. 5. Rango de entrada de un t rans. 4- 20 ma, 50-330° . Sa l ida 13,7 ma. Sa l ida 221

grados F. 6. 3-15 ps i t rans . es 50-350 grados. La señal de sal ida es psi 8,9 a 198°F. 7. La banda muerta de un inst rumento es e l rango a t ravés del cual puede

cambiarse una señal de entrada, en di rección reversa s in cambios observables en la sa l ida.

Medición por chorro cont inuo 1. En un s is tema de medic ión de n ivel por chorro cont inuo, con e l ext remo

abier to de la tubería de purga en la par te infer ior del tanque, la presión de a i re en la tubería es igual a la presión ejerc ida por e l l íquido en la parte infer ior del tanque.

2. Cuando se usa un s is tema de tubería de buzamiento (por chorro cont inuo)

para la medic ión del n ive l de l tanque, la tuber ía de buzamiento es conectada al lado alt o de la celda dP.

Medición del Nivel 1. La temperatura del producto aumenta en un tanque de a lmacenamiento. La

ce lda de carga dará una señal prec isa que ind icará e l verdadero vo lumen de masa en el tanque.

2. Una celda de carga hidrául ica no requiere de fuent e de energía. 3. Acción reversa, e l a i re para cerrar (presión de señal ascendente) ocasiona

que el vástago del actuador se mueva hacia arr iba, cerrando una válvula.

Medición del Nivel Def in ic iones 1. Capaci tancia – Un capaci tador t iene una propiedad que lo pos ib i l i ta

a lmacenar cargas e léct r icas como un vol ta je y regresar esta energía a l c i rcui to cuando el vol ta je cae.

2. Conductancia – La fac i l idad con la cua l un conductor l leva una cor r ien te

eléctr ica. 3. Desplazador – Un disposi t ivo de n ivel que t rabaja sobre el pr incipio de

que un cuerpo sumergido en un l íqu ido será f lo tado por una fuerza igual a l peso del l íqu ido desplazado. (Pr inc ip io de Arquímedes)

4. F lotador – Un disposi t ivo indicador de nivel que opera por movimiento de

f lo tac ión a medida que cambia e l n ivel . E l movimiento de f lo tac ión conduce luego esta in formación a un puntero o indicador.

5. In f rarro jo – Radiación electromagnét ica que yace en el espectro por

encima de la luz v is ib le y por debajo de las f recuencias de microondas. Los detectores de n ive l in f rarro jo son ut i l izados en apl icac iones de a l ta temperatura donde ot ros métodos no func ionarán.

6. Carga Estática – La presión creada por e l peso de un l íquido que presiona

hacia abajo en la par te in fer ior de un rec ip iente en e l cual está contenido el l íqu ido. Este es probablemente e l método más usado para medir e l n ivel .

7. Ultrasónico – Ondas de sonido de a l ta f recuencia que pueden ut i l izarse

en apl icaciones de n ivel . 8. Elevación – Cuando el punto de referencia cero para un t ransmisor está

por debajo de la referencia de cero de un tanque, debe e levarse e l cero del t ransmisor.

9. Supresión – Cuando e l punto de re ferenc ia cero para un t ransmisor está

por encima de la referencia de cero de un tanque, debe supr imirse e l cero del t ransmisor.

10. Supresión Reversa – Este método de cal ibrac ión es una a l ternat iva a la

Elevación. 11. Dens idad – Masa por volumen uni tar io. 12. Gravedad Específ ica – Una proporc ión s in unidad de la densidad de una

sustancia a la densidad del agua a una temperatura estándar. 13. Tubo Indicador – Un método d i rec to u t i l i zado para medi r e l n ive len un

tanque.

Debajo se encuentran enl is tados a lgunos de los métodos más comunes ut i l izados para medir el nivel. 1. Tubo ind icador 2. F lotador y Cable 3. Desplazamiento ( f lo tabi l idad) 4. Carga (presión) 5. Tuber ía de Burbuja 6. Capac i tanc ia 7. Conductanc ia 8. Radiac ión (nuc león ica) 9. P e s o 10. U l t rasón ico 11. Térmico Los tanques proporc ionan espac ios para a lmacenar o procesar mater ia les ut i l izados en nuestras fábr icas. El n ivel es medido en tanques, recip ientes, reservor ios , ca jones y tambores . Las medic iones exactas son impor tantes para un inventar io de fábr ica de los mater ia les procesados. Las medic iones de n ivel de un tanque pueden ser tanto s imple como comple jas ya que los mater ia les pueden ser cor ros ivos, tener tendenc ia a so l id i f i carse, a vapor izarse, a cambios en la gravedad especí f ica o contener só l idos que pueden crear problemas especia les y métodos para resolver los. Tubo Indicador Un tubo indicador es un método di recto de lectura de un n ivel local . El término “ local” se ref iere a un d isposi t ivo local a l proceso mismo. Esencia lmente un tubo indicador es un manómetro de tubo en U que t iene brazos de d i ferentes tamaños con la misma pres ión apl icada tanto a l lado a l to como a l lado bajo a l mismo t iempo. Cuando un manómetro t iene la misma presión apl icada tanto a l lado a l to como al lado bajo a l mismo t iempo ambos brazos t ienen la misma al tura. El n ivel en e l tubo ind icador es e l n ive l en e l tanque. La F igura L-1 mues t ra un e jemp lo de un tubo indicador senci l lo .

Flota dor y Cable Un f lo tador se mueve sobre la super f ic ie de l l íqu ido. E l n ive l es medido t ransmit iendo a un puntero e l a lza y caída del f lo tador en un tanque a medida que cambia e l n ive l . E l puntero o mecanismo es conectado, por medio de un cab le o de c in ta p er forada, a un indicador o escala con graduaciones. Este método part icular es ut i l izado en tanques abier tos o vent i lados. Las ventajas inc luyen la s impl ic idad de la medic ión y que es insensib le a los cambios en la densidad. Una desventaja es que están l imi tados a l íqu idos l impios y la turbulencia pudiera ocasionar movimiento errát ico del f lo tador . S i esto se convier te en un problema, pueden insta larse f lo tadores en un pozo quieto. Hay dos grandes t ipos de ind icadores de f lo tador y cab le . Uno t iene una pesa y un f lo tador , con un s is tema de cable y polea. Los f lo tadores son ut i l izados con tanques ab ier tos o vent i lados. La esca la es ub icada fuera de l tanque con e l n ive l 100% ind icado en la par te in fer ior y e l n ive l 0% en la par te super ior de esa escala. La Figura L-2 muestra un ejemplo de este método.

El segundo ut i l iza un s is tema de c inta per forada de acero inox idable y polea. Este s is tema proporc iona un poco más de prec is ión y es fác i l leer e l n ive l en la parte infer ior del tanque. E l manten imiento puede ser un prob lema rea l s i la c in ta se rompe. La F igura L-3 muestra un e jemplo de un s is tema de f lo tador y cable ut i l izando una c inta per forada. En la par te in fer ior del tanque está colocado un indicador mecánico de manera que l as medic iones puedan ser leídas fác i lmente.

Desplazamiento ( f lo tab i l idad) Un desp lazador t raba ja basado en los Pr inc ip ios de Arquímedes para la f lo tab i l idad. El Pr incip io de Arquímedes es tab lece que un cuerpo sumergido en un l íqu ido f lo tará por una fuerza igual a l peso del l íqu ido desplazado. Puede ut i l izarse un t ransmisor de f lo tabi l idad para medic iones de n ive l , de in ter face de mater ia les o de densidad. El n ivel es perc ib ido por la fuerza boyante e jerc ida sobre un desplazador sumerg ido en un l íqu ido. La fuerza boyante es conver t ida por un sensor de ba lance de fuerza o de medidor de deformación a una señal t ransmis ib le p roporc iona l de 3- 15 psi o de 4- 20 mi l iamper ios . No debe ut i l izarse un t ransmisor de desplazamiento en cond ic iones tu rbu len tas a menos que se use con un pozo quieto. E l ba lanceo errát ico puede ocas ionar cambios impredecib les en la medic ión o inc luso daño f ís ico a l tanque. Los t ransmisores de desplazamiento t rabajan muy bien con rec ip ientes revest idos de v idr io , en apl icac iones de densidad, pres iones de proceso f luctuantes y son buenos en serv ic io a temperatura media. Los l ineamientos para e l desp lazador son: t ienen un d iámetro constante, son más pesados que e l l íqu ido desplazado y deben ser más largos que e l n ivel que va a ser medido. Otros l ineamientos especí f icos inc luyen que la fuerza boyante mínima = 1 ,47 l ib ra- fuerza o 6,7 N. La masa máxima del desplazador más su cable colgador no debe exceder 12 l ibras o 5,4 Kg o el t ramo de fuerza boyante x 6, e l que sea menor . La F igura L- 4 muestra e l pr inc ip io de fuerza boyante.

La fórmula para determinar e l t ramo de fuerza boyante es: F = V x (Lw/L) x (B) x (S .G. )

F = t ramo de fuerza boyante ( lbf . o N) l ibra p ie es una fuerza tors ional

V = vo lumen tota l de l desplazador en pulgadas cúbicas o cent ímetros cúbicos

Lw = longi tud de t rabajo del desplazador en pulgadas o mi l ímetros L = longi tud tota l del desplazador en pulgadas o mi l ímetros B = una constante (pes o por volumen unitar io de agua) o

0,036125 lbf /pulg. 3

S.G. = g ravedad especí f i ca

E jemplo: V = (p i /4 x d2) x L o (p i x r2 ) x L L = 40” Lw = 30” S.G. = 1 Diámetro del Desplazador = 3” POR LO TANTO: V = (3 ,14 /4 x 32 ) x 40” V = (0 ,785 x 9 ) x 40” V = 2 82,6 pulg. cúb. F = 282,6 pulg. 3 x (30”/40”) x (0,036125 lbf /pulg. 3 ) x 1 F = 282,6 pulg. 3 x 0,75 x 0,036425 lbf /pulg. 3 F = 211,95 pulg. 3 x 0 ,036125 lb f pulg. 3 F = 7 ,6302 lb f

Presión de Carga Hidrostática E l método de carga h idrostát ica ut i l izado para medir e l n ivel es e l medio más común para medir e l n ivel en un recip iente. Muchos t ipos de disposi t ivos de medic ión del n ivel ut i l izan la a l tura del l íquido en un tanque para infer i r e l n ivel de l l íqu ido en ese mismo tanque. E l p r i nc ip io de la med ic ión de carga h idrostát ica está basado en la fórmula: Pres ión = Fuerza/área sobre la cua l se e jerce la pres ión Un pie cúbico de agua pesa 62,43 l ibras P = pres ión en l ibras por pu lgada cuadrada F = 62 ,43# A = 1 pie cuad. o 144 pulg. cuad. P = 62,43#/144 pulg. 2 = 0,4335 psi e jerc idas en la parte infer ior de una

columna de agua de 12” P = 0,4335 psi / 12 pulg. = 0,036125 lbs/cuad. e jerc idas en la parte infer ior

de una columna de agua de 1” 1 psi = 2 ,31 p ies W.C. = 27,68 pu lgadas W.C. La F igura L- 5 muestra el porqué 12” de H2 O ejercen 0,4335 ps ig .

Ejemplos: e jemplo: Se monta un manómetro en un tanque de agua 20 pies por debajo

de l n ive l de la super f ic ie . Encont rar la pres ión de carga e jerc ida, en ps i g, luego convert i r la a pulgadas de agua.

solución: P = 0 ,4335 ps i x (1) x (20 p ies) P = 8,66 ps i O (27 ,68” H2 O por psi) x (8,66 psi) = 240” W.C.

e jemplo: Se monta un manómetro 20 p ies por debajo del n ivel en un tanque

de acei te. La gravedad especí f ic a de ace i te es 0 ,92 . Encont ra r la pres ión de carga e jerc ida, en ps ig, luego conver t i r las a pulgadas de agua.

solución: P = 0,4335 ps i x (0 ,92) x (20 p ies) P = 7 ,976 ps i O (27 ,68” H2O por psi) x (7,976 psi) = 220,8” W.C. *** Esta af i rmación d ice realmente que 240” de acei te a una gravedad

especí f ica de 0,92 e jerce la misma carga que 220,8” de agua. e jemplo: Se monta un manómetro en un tanque de sa lmuera 20 p ies por

debajo del n ive l del l íqu ido. La gravedad especí f ica de la so luc ión de sa lmuera es 1,13. encontrar la carga h idrostát ica creada por la so luc ión de sa lmuera, luego conver t i r la a pu lgadas de agua.

solución: P = 0,4335 ps i x (1 ,13) x (20 p ies) P = 9 ,797 ps i O (27 ,68” H2O por psi) x (9,797 psi) = 271,2” W.C. *** Esta a f i rmación dice realmente que 240” de salmuera a una

gravedad especí f ica de 1 ,13 e jerce la misma carga que 271,8” de agua.

e jemplo: La presión en un indicador en una apl icación de nivel es 15,5 psi y

la gravedad especí f ica del f lu ido es 0,89. Encontrar el nivel del tanque, en pies.

solución: H = P/0 ,4335 ps i x (S .G. ) H = 15,5 ps i /0 ,4335 ps i x 0 ,89 H = 40,22

Medición del Nivel Ut i l izando Presión de Carga

Información General para las Celdas Dp 1. Se hac e referencia a las mediciones de presión tanto a vacío como a

presión atmosfér ica. 2. En apl icac iones de pres ión manométr ica, la medic ión es apl icada a l lado

a l to del t ransmisor mientras que se hace referencia a l lado bajo como presión atmosfér ica. La sal ida es una señal l ineal proporc ional , a la que se hace referencia como atmósfera (psig) .

3. Cuando la a tmósfera es ap l icada a ambos lados de un t ransmisor de balance de fuerza a l mismo t iempo, se establece un punto de referencia de medición del cero.

4. Los efectos atmosfér icos ocasionan fuerzas iguales y opuestas que no t ienen efecto alguno sobre la sal ida del t ransmisor.

5. Habrá una medic ión sólo cuando la fuerza apl icada al lado al to del t ransmisor sea e levada por encima de la presión atmosfér ica.

6. Ahora puede ap l icarse un cambio en e l peso h idrostát ico a la medic ión de l n ivel .

7. Cuando el n ivel del tanque está a la misma elevación que e l inst rumento de medic ión, se ap l ica pres ión a tmosfér ica a ambos lados de l t ransmisor y su sal ida está a l punto de referencia del cero (3 psi ó 4 mi l iamperios).

8. A medida que se e leva e l n ive l en e l tanque, se ap l ica una fuerza creada por la presión de carga h idrostát ica del l íqu ido a l lado de medic ión ( lado a l to) de l t ransmisor , resu l tando en un aumento en la sa l ida de l instrumento.

9. La respuesta del inst rumento causada por la presión de carga es ut i l izada para infer i r e l valor de un nivel .

10. La re lación entre la presión y e l n ivel es que 2,31 pies de agua o 27,68 pulgadas de agua ejercen 1 psi de presión.

11. S i e l t ransmisor es tá mid iendo una pres ión de 1 ps i entonces e l n ive l de l tanque es 2,31 pies o 27,68 pulgadas de agua.

12. Cuando la gravedad especí f ica es d i ferente de 1, debe ser tomada en cons iderac ión.

Debajo se muestra la correcc ión para la gravedad especí f ica. Presión = 0,4335 psi x (G) x (H) donde:

P = pres ión en ps i G = gravedad especí f ica, que no t iene d imensión H = desplazamiento vert ical de una columna de agua, en pies

¿Qué Ocurre Cuando el Transmisor es Montado por Debajo del Punto de Referencia del Cero del Tanque?

E s c o m ún montar un t ransmisor de n ive l en e l punto de re ferenc ia de l cero en un tanque. Cuando se escoge ot ra co locac ión, debe descar tarse la pres ión de carga ocas ionada por e l l íqu ido por enc ima del punto de re ferenc ia de l cero de l t ransmisor. La presión de carga ocasionada por la presencia de f lu ido desde e l punto cero de l t ransmisor a l punto cero de l n ive l de l tanque causará una e levada ind icac ión en e l n ive l . Para corregi r esto, e l cero debe ser supr imido. De a l l í es de donde obt iene el nombre esta técnica. Como se mues t ra en la F igu ra L- 8, e l t ransmisor es montado por debajo del punto de referencia del cero en el tanque.

Elevación Cuando se ut i l iza una celda d/p para la medic ión del n ivel de un tanque cerrado, muy a menudo el vapor en la l ínea que conecta e l lado ba jo de l t ransmisor a l tanque se condensará en un l íqu ido. Este l íqu ido condensado es l lamado brazo húmedo y produce pres ión de carga h idrostát ica en e l lado bajo del inst rumento, ocas ionando que la sa l ida de la ce lda d/p ( t ransmisor) esté por debajo de la re ferenc ia cero. Este er ror debe ser tomado en cons iderac ión y se hace e levando e l cero, es te procedimiento es l lamado elevación del cero. La F igura L-9 muestra un ejemplo de elevación del cero.

*** Recordar, cuando las cal ibraciones son real izadas en el ta l ler del instrumento, todas las e levaciones y supresiones son real izadas con la presunción de que la medición, o la presión de nivel s imulada, es apl icada al lado alto del t ransmisor mientras que el lado bajo es el brazo de referencia. El brazo del lado bajo está abierto a la atmósfera durante el procedimiento de cal ibración. Dimensión X = Dimensión f ís ica en pulgadas entre e l n ivel mínimo a máximo determinado en el tan que. Dimensión Y = Di ferencia en la carga entre e l punto de penetración del

tanque y el n ivel de tanque mínimo deseado. Dimensión Z = La al tura l lena entre la penetración del tanque y e l lado al to

del t ransmisor. Este f lu ido pudiera ser de una gravedad especí f ica d i ferente a la del contenido del tanque. Un e jemplo ser ía s i e l conten ido de l tanque t iene tendenc ia a sol id i f icarse o a corroer las l íneas de conexión. Para el iminar este problema, debe escogerse un l íqu ido con gravedad especí f ica más a l ta que la del contenido del tanque para mantener fuera e l f lu ido cor ros ivo. Un enfoque más común ser ía s i se hubiera escogido una purga l íquida. Si se escoge cualqu iera de los dos métodos, debe ser ca lcu lado en la cal ibración.

GL = La gravedad especí f ica de l mater ial dentro del tanque. GS = La gravedad especí f ica del f lu ido encontrado en la tuber ía

que conecta e l t ransmisor a l tanque.

La F igura L- 10 muestra dónde son medidas las d imensiones X, Y y Z.

Supresión ( rec ip iente ab ier to) Ca lcu lar la supres ión para los s igu ientes e jemplos: E jemplo: Suponer un tanque abier to con: X = 50” Y = 2,67” y Z = 7,33” La gravedad especí f ica del l íquido en el tanque es 1. El mismo f lu ido está en el brazo de conexión. Encontrar : Tramo, Supres ión y Rango Cal ibrado. Tramo = 50” x (1) = 50” W.C. Supresión = (2,67”)(1) + (7,33”)(1) = 10” W.C. Rango Cal ibrado = 10” W.C. a 60” W.C. La F igura L- 11 muestra un tanque abier to con supresión.

Supresión ( rec ip ien te cer rado con brazo de referencia exter ior seco) E jemplo: Suponer un tanque cerrado con un brazo exter ior seco. X = 50 ” Y = 10 ” y Z = 10 ” La densidad del l íquido en e l tanque es 1,0 y e l f lu ido de l lenado o de sel lado t iene una densidad de 1,0. Encontrar : Tramo, S upresión y Rango Cal ibrado Tramo = 50” x (1,0) = 50” W.C. Supresión = (10”) x (1,0) + (10”)(1”) = 20” W.C. Rango Cal ibrado = 20” W.C. a 70” W.C. La F igura L- 12 muestra un tanque cerrado con supresión.

Repetidor S i e l brazo exter ior seco es afectado por la contaminac ión, ocas ionando problemas recurrentes en la medic ión del n ivel , entonces debería haberse usado un repet idor . Un repet idor es un t ransmisor neumát ico de balance de fuerza con una pres ión de sumin is t ro que usualmente está a a i re de instrumento tota l (100 ps i ) . La ca l ibrac ión de un repet idor es rea l izada de manera que cuando se apl ica 0- 100 ps i a l d ia f ragma del lado a l to de los sensores, e l mecanismo es l levado a cero y extendido para dar una señal de sal ida de 0 - 100 psi. Un repet idor , por lo tanto, rep i te e l va lor de su ent rada. E l repet idor produce una sa l ida que ser ía ap l icada a la re ferenc ia o lado ba jo de l t ransmisor de n ive l . Este a i re es l impio y seco. La comple j idad de este s is tema de medic ión del n ive l se ve incrementada con la adic ión del repet idor . La F igura L- 13 muestra un ejemplo de repet idor.

Elevación (brazo de referencia exter ior húmedo) E jemplo: Suponer un tanque cerrado con un brazo exter ior húmedo. X = 50” Y = 2,67” y d = 53 ,57” La gravedad especí f ica de l l íqu ido de l tanque es 1 ,0 así como e l brazo exter ior húmedo. Encontrar : Tramo, Elevación y Rango. Tramo = 50” x (1,0) = 50” W.C. Elevación = 53,57” (1,0) – 2,67” (1,0) = 50,9” W.C. Rango de Cal ibración = - 50,9” W.C. a –0 ,9 ” W.C. La F igura L- 14 muestra un tanque cerrado con e levación.

Supresión Reversa Cal ibración del Tipo Reversa Hasta este punto e l método práct ico era que la medic ión es apl icada al lad o a l to del t ransmisor mientras que el lado bajo es de referencia o es evacuado a la atmósfera durante e l proceso de cal ibrac ión. La supresión reversa es la única excepción a esta regla. Como puede verse en la F igura L-15 , la med ic ión es apl icada a l lado bajo del t ransmisor mientras que el lado a l to es de referencia. La c lave para que este método funcione es que el t ransmisor debe ser capaz de operar en acción reversa. Suponer que e l rango ca l ibrado en la F igura L- 1 4 e s 0-30” W.C. Si e l n ive l de l tanque est á ba jo , entonces la pres ión de carga es 30” W.C. más a l ta en e l lado al to que en el lado bajo. Si e l t ransmisor fuera de acción d i recta esto causaría una sal ida del t ransmisor de 20 mi l iamper ios, lo que indica un tanque l leno; esto es fa lso. Recordar , 20 mi l iamper ios representan una var iable de proceso máxima. s i e l t ransmisor es ahora a justado para acc ión reversa, e l escenar io antes mencionado produci r ía una sa l ida de 4 mi l iamper ios, ind icando una var iable de proceso mínima o que el tanque está vacío, y es to es verdad. S i e l n ive l de l tanque es a l to entonces se apl ica una carga h idrostát ica de 30” W.C. tanto al lado al to como al lado bajo al mismo t iempo. Si e l t ransmisor fuera de acción d i recta esto ocasionaría una sal ida del t ransmisor de 4 mi l iamper ios, lo que indica un tanque vacío. Si e l t ransmisor es ajustado para acción reversa el e jemplo antes mencionado produc i r ía una sa l ida de 20 mi l iamper ios, ind icando un tanque l leno, y este es el mensaje correcto.

Procedimiento de Cal ibración de Supresión Reversa Con el t ransmisor en e l modo acción reversa, usted seguir ía los s iguientes pasos: 1. Apl icar 30” W.C. a l lado al to mientras que el lado bajo es evacuado a

pres ión atmosfér ica. A justar e l cero mient ras se observa una lec tura de l medidor de 4 mi l iamper ios o una lectura del manómetro de 3 psi .

2. Evacuar tanto e l lado a l to como e l lado ba jo a pres ión a tmosfér ica. A justar

e l t ramo mientras se observa una lectura de medidor de 20 mi l iamper ios o una indicación del manómetro de 15 psi .

3. Si e l t ransmisor que usted está ut i l izando es de la var iedad inte l igente,

s iga los s igu ientes pasos:

a. Programar las unidades de presión que serán ut i l izadas, a saber, pulgadas de agua, pies de agua.

b. 4 ma – 30” W.C. – enter c . 20 ma – 0” W.C. – enter

Método de Tubería de Burbuja para la Medición del Nivel Otros números para una tubería de burbuja inc luyen: purga de a i re o tubo de buzamiento. La venta ja de ut i l izar este método es su conveniencia cuando se miden corros ivos o sól idos en suspensión. S i la tuber ía se daña es económico reemplazar la . Enchufar las l íneas de impulsa pudiera representar un problema d i ferente. E l ins t rumento secundar io que ind ica e l n ive l puede ser montado en cualqu ier lugar . E l ind icador mostrado en la F igu ra L - 16 puede ser reemplazado por un t ransmisor . La F igu ra L- 16 muestra una tuber ía de burbuja montada en un tanque de almacenamiento. El pr inc ip io de operación es s imple. Pr imero se conecta un suminist ro de a i re l impio y seco a t ravés de una rest r icc ión a un rotámetro, luego a una tubería de burbuja sumergida a a lguna distancia f i jada por debajo del n ivel del l íquido en el tanque. La rest r icc ión reduce e l vo lumen del f lu jo de a i re a una cant idad mín ima. Cualqu ier vo lumen aprec iab le de f lu jo de a i re causará caídas de pres ión a lo largo de toda la tubería de burbuja y reducirá la precis ión.

S i usted fuera a desconectar e l sumin is t ro de a i re en la F igura L- 16, el agua en el tanque desplazaría e l a i re en el tubo hasta que alcanzara e l mismo nivel que está en e l tanque. Si e l suminis t ro de a i re regulado es reconectado ahora y la p res ión es aumentada len tamente , e l agua en e l tubo de burbu ja se mover ía hac ia abajo reemplazando e l agua con a i re en la tuber ía de burbuja . La pres ión aumenta lentamente en la tuber ía de burbu ja , debido a la rest r icc ión, hasta que ba lancee la pres ión h idrostát ica de l f lu ido en la par te in fer ior de la tuber ía de burbuja. Cualquier aumento poster ior en la presión de a i re emite burbujas de a i re hac ia e l tanque. La presión requer ida para forzar el a i re fuera de la tubería de burbu ja es la pres ión de carga h idrostá t ica presente creada por e l l íqu ido en e l tanque. Como consecuencia, esta pres ión representa e l n ive l en e l tanque. E l f lu jo de a i re es ver i f icado por la presenc ia de burbu jas de a i re en e l tanque u

observando e l f lu jo de a i re a t ravés de un rotámetro. La presión desde e l regulador de a i re debe ser lo suf ic ientemente grande como para empujar todo e l l íqu ido fuera del tubo cuando e l tanque está l leno. Esto correspondería a l n ive l máximo esperado en e l tanque. Los cambios en e l n ive l causan cambios en la pres ión t rasera en e l ext remo de la tuber ía de burbu ja . En la medida en que e l n ive l se mueve ar r iba o aba jo en e l tanque, cambia la presión de ai re requer ida para empujar e l agua fuera de la tuber ía de burbu ja . A medida que cambia e l n ive l en e l tanque, es to ocas iona que la cant idad real de a i re también cambie. Si se permi te que e l f lu jo de a i re cambie de volumen, el resul tado es un error en la medic ión. Es por esta razón que debe usarse un regulador d i ferencia l . Este a su vez asegura un f lu jo de a i re constante a la tubería de burbuja y la precis ión no se convier te en un problema. La F igura L- 17 muestra e l esquema de un regulador d i ferencia l .

A veces se ut i l iza una muesca en “V” en la parte infer ior del tubo de manera que e l a i re ent re en forma de una corr iente un i forme de pequeñas burbujas en vez de emit i r burbujas más grandes que t iendan a hacer que la medic ión rebote o pa rezca ru idosa. El n ive l del l íqu ido es entonces determinado mid iendo la presión requer ida para forzar e l a i re hacia el l íquido a un punto por debajo de la super f ic ie .

Sondas de Capaci tancia La propiedad única de un capaci tador es su habi l idad para a lmacenar cargas e léc t r icas como vo l ta je . La fórmula para determinar la capac i tanc ia es la siguiente: C = K A / D C = Capaci tanc ia en microfaradeos K = La constante d ie léc t r ica A = El área de las p lacas D = Distancia entre las p lacas

Una manera t íp ica de medi r e l n ive l u t i l i zando una sonsa de capac i tanc ia es medi r la capaci tanc ia ent re la sonda y la pared de l tanque. Un cambio en la capaci tancia ocurre con un cambio en el n ivel del l íquido. A medida que el n ivel sube o ba ja , el área efect iva de las p lacas del capaci tador ent re e l tanque y la sonda de capaci tancia cambia, mostrando así un cambio en e l n ive l ind icado. La F igu ra L- 18 muestra un ejemplo de sonda de Capaci tancia.

Las sondas de capaci tanc ia deben ser ut i l izadas con l íqu idos no conductores . E l d ie léct r ico de un capaci tador está hecho de mater ia les a is lantes. Un c i rcu i to de puente A.C. func iona comparat ivamente de la misma manera que un puente de Wheatstone de D.C. A medida que cambia la capaci tanc ia ent re la sonda y e l tanque su reactanc ia capac i t iva también lo hace. Xc es e l neumónico dado para la reactanc ia capac i t iva . Xc = 0 ,159 d iv id ido ent re F x C. S i d isminuye el área entre las placas, la capaci tancia disminuirá a su vez. La fórmula C = KA/D dice s i un área d isminuye la capaci tanc ia también. Si la capaci tanc ia d isminuye Xc aumenta. La reactanc ia capac i t iva es la opos ic ión o res is tenc ia a l f lu jo de corr iente A.C. S i la reactanc ia aumenta, e l vo l ta je A.C. ent re los puntos 3 a 4 aumenta de manera proporcional a l cambio en el n ivel del tanque. Como resul tado, e l vo l ta je desde el punto 3 a l 1 aumenta, indicando un aumento de n ive l en e l rec ip iente. La Figura L-19 muestra una manera t íp ica de medir e l n ivel ut i l izando un c i rcui to de puente A.C.

Sonda de Conductancia Las sondas de conductanc ia u t i l i zadas para la medic ión de l n ive l emplean dos e lectrodos inser tados en un tanque. Cuando el n ivel se e leva lo suf ic iente para proporc ionar una v ía conductora desde e l tanque hasta e l e lectrodo “on”, un re la i se act ivará encendiendo el motor (ver la Figura L -20) . Esta medic ión es denominada medic ión de contacto de punto porque e l s is tema puede act ivar una a larma, encender /detener un motor o ser u t i l izada como par te de un ci rcu i to de in terc ierre para detener a lgo en una emergencia o arrancar a lgo en secuencia. E l l íqu ido medido debe ser conductor ( l íqu idos a base de agua ta les como salmuera, ác ido o cáust ica) . También es importante que el l íquido no sea combus t ib le ya que cuando se rea l iza la cont inu idad se genera una ch ispa y esto pudiera crear una s i tuac ión explos iva.

Sonda de Conductancia 1. es suminis t rada por una fuente de vol ta je bajo (65 vol t ios) a una sonda

parc ia lmente a is lada 2. la otra sonda es montada a un lado de l tanque 3. la res istencia es casi in f in i ta cuando el n ivel está por debajo de la sonda 4. cuando se establece la cont inu idad es como encender un in ter ruptor .

Operación de una Sonda de Conductancia Suponer que la bomba está apagada y que hay una entrada de producto en el tanque y que el n ivel se está e levando. Observar la Figura L-20. Esta s i tuac ión es denominada “bomba fuera” . S i la bomba está apagada y hay una entrada de f lu jo de agua, e l n ivel aumentará. Cuando el n ivel aumenta lo suf ic iente para hacer contacto con la sonda “on” , entonces habrá una cont inu idad entre e l tanque y la sonda que energizará e l re la i y encenderá e l motor . Cuando el motor arranca, la bomba empieza a g i rar y bombea agua fuera del tanque. Como resul tado de es to, e l n ive l empieza a caer . La bomba cont inuará t rabajando hasta que e l n ive l ca iga por debajo de la sonda “o f f ” . Después de que e l re la i se act iva (cuando e l n ive l toca la sonda “on”) la sonda “of f ” actúa como un contacto de sostén hasta que e l n ive l cae por debajo de la sonda “of f ” . Cuando el n ivel cae por debajo de la sonda “of f ” , esto t iene el mismo efecto que s i se presionara e l botón de parada de una estac ión arranque/parada. En este punto la bomba se det iene y el n ivel empieza a elevarse nuevamente. La F igura L -20 muestra un e jemplo de sonda de conductancia.

Sondas Nucleónicas o de Radiación Cuando nada más func iona, u t i l i zar un t ransmisor de n ive l de rad iac ión. La medic ión de n ive l nuc leónica es producida ut i l izando una fuente y un detector radioact ivos. Esta medic ión puede ser ut i l izada como una medic ión de n ivel de contacto de punto (on/of f ) o cont inuo (análoga). A medida que la radiación pasa desde la fuente hasta e l detector , su in tens idad var ía según la cant idad de mater ia l en e l tanque. La cant idad de radiac ión rec ib ida es proporc ional a l n ive l en el tanque o recip iente. Una venta ja es que e l ins t rumento no ent ra en contacto con e l l íqu ido o los só l idos en e l tanque. Las desventa jas inc luyen los a l tos costos y la man ipu lac ión de mater ia les radioact ivos. Este d isposi t ivo puede hacer que las apl icaciones de n ive l d i f íc i les sean senc i l las , a saber , mater ia les corros ivos. La F igura L -21 muestra un e jemplo ut i l izando un d isposi t ivo de medic ión de n ive l nuc leónico.

Peso Numerosos métodos, que inc luyen una ce lda de carga, medidor de deformación, o h idráu l ica, u t i l i zan e l peso de l conten ido de l tanque para medi r e l n ive l . E l tara je de l tanque es l levado a cero, lo que de ja una señal resu l tante proporc iona l a l conten ido de l tanque. Una venta ja es que e l ins t rumento no es tá en contac to con e l conten ido de l tanque. La desventa ja es que t ienden a ser costosos y los cambios de n ive l a fectan e l n ive l medido en e l tanque. La Figura L-22 muest ra un e jemplo de * usando una celda de carga para medir e l n ive l .

* NOTA DEL TRADUCTOR: En e l or ig ina l fa l ta la pa labra cor respondiente

Medición de Nivel Ultrasónica Los detec tores de n ive l u l t rasónicos constan de un generador u l t rasónico y de un receptor . E l generador opera a una f recuencia de aprox imadamente 20 KHz. E l t iempo que le toma a los esta l l idos de onda són ica para de jar e l generador , ref le jarse en la super f ic ie del l íqu ido y luego ser rec ib idos, es medido cu idadosamente. E l n ive l es una func ión de l t iempo que le toma ser t ransmi t ido y rec ib ido. S i e l n ive l es ba jo , toma más t iempo para que la energía sonora de je e l t ransmisor y sea recib ido. Por e l contrar io, s i e l n ivel es al to entonces le toma menos t iempo. Este d isposi t ivo muestra una excelente conf iab i l idad y prec is ión. Una venta ja es que e l t ransmisor de n ive l u l t rasónico no está en contacto d i recto con e l proceso; s in embargo, son más costosos que los métodos h idrostát icos. Los n ive les desde 6 pulgadas hasta 100 p ies pueden ser medidos ut i l izando un t ransmisor de n ive l u l t rasónico. La F igura L- 23 muestra un e jemplo de l uso de un t ransmisor de n ive l u l t rasónico.

Térmico La medic ión de nivel térmica funcion a sobre un pr inc ip io que d isc ierne la d i ferencia de temperatura entre la superf ic ie del núcleo y e l a i re encima de é l para medir e l n ive l . Aunque las medic iones de n ive l térmicas son poco costosas, no son muy populares.

Notas: Arranque 1. Las func iones colect ivas rea l izadas en y con equipo indust r ia l , exc lus ivas de

equ ipos de moni toreo o de cont ro l computar izado aná logo o d ig i ta l representan la def in ic ión de procesos indust r ia les.

Orif ic io 1. Los in jer tos a presión en un juego estándar de br idas de or i f ic io es tán

local izados 1 pulgada corr iente arr iba desde e l borde pr inc ipal del or i f ic io y 1 pulgada corr iente abajo desde el borde de sal ida de la p laca de or i f ic io.

2. E l resul tado de una p laca de or i f ic io insta lada con e l b ise l en e l lado incor recto son lec turas bajas del medidor.

3. La longi tud de la tubería de dest i lac ión pr imar ia necesar ia para e l iminar las per turbaciones en la l ínea de f lu jo está re lac ionada con e l factor beta y con e l d iámetro de la tuber ía.

Se recomienda e l tubo Ventury cuando: 1. Se desea un al to grado de precis ión cuando el f lu jo es a l tamente v iscoso. 2. Se va a reducir a un mínimo la caída de presión permanente. 3. Puede haber grandes cant idades de sól idos en suspensión.

MEDICIÓN DEL FLUIDO Ex is ten muchas maneras d i ferentes en las cuales se puede medir e l f lu jo. Es esenc ia l saber lo que es e l f lu jo verdadero y cont ro lar ese f lu jo para e l resu l tado de un producto. Algunos métodos de medic ión del f lu jo son mejores que otros. La e lecc ión es un juego de venta jas y desventa jas. La medic ión del f lu jo puede ser indicada, tota l izada, regist rada o ut i l izada para propósi tos de contro l . genera lmente hablando, e l f lu jo pudiera ser la medic ión más común encontrada en la industr ia . Esto, por supuesto, depende del proceso. E l disposi t ivo Pr imar io es e l d ispos i t ivo que está en contacto d i recto con e l proceso. El disposi t ivo Secundar io es e l inst rumento ut i l izado para perc ib i r la medic ión creada por e l d ispos i t ivo pr imar io . Es dec i r , s i se ut i l izan una p laca de or i f ic io y una celda Dp para medir e l f lu jo, la p laca de or i f ic io es el d isposi t ivo pr imar io y la celda Dp es el d isposi t ivo secundar io. La di ferencia en la presión está in ferencia lmente re lac ionada con la rata del f lu jo. El f lu ido es medido en una de cuatro formas: 1. Desplazamiento.

A. Medidor de desplazamiento pos i t ivo. B. Bomba contadora.

2. Constr icción o Carga Diferencial A. Tuber ía (canal cerrado)

1. p laca de or i f ic io 2. tubo Venturi 3. boqui l la de f lu jo 4. tubo p i lo to 5. Annubar 6. medidor de codo 7. medidor de b lanco 8. medidor del área var iab le ( rotámetro)

B. Cana l Ab ie r to 1. ver tedero 2. cana lón de Parsha l l

3. F lu idómetros de Velocidad A. F lu idómetro Magnét ico B. Med idor de Turb ina C. Contador del derrame del vór t ice D. F lu idómetro u l t rasónico

4. Fluidómetos de Masa A. Del t ipo peso B. De los t ipos carga y magnét ico con temperatura , p res ión y

compensación de densidad. C. Del t ipo precis ión del g i roscopio. D. Del fuerza centr í fuga o torque. E. Flu idómetro de Cor io l is – Su venta ja es la prec is ión

Desplazamiento Un medidor de desplazamiento posi t ivo es c las i f icado como un medidor de puls o debido a que cada vo lumen d iscreto de l íqu ido que pasa a t ravés de é l es representado por un pu lso o un idad contab le . Cuando se suman los pu lsos, puede medirse una cant idad de f lu jo. El d isco nutante es uno de los métodos más ant iguos para medir e l f lu jo. Este medidor t rabaja sobre e l pr inc ip io de un d isco c i rcu lar anexado a un centro es fér ico y con ro tac ión res t r ing ida. E l d isco nutante , cuando está g i rando, parece la coroni l la de un n iño a medida que p ierde energía y empieza a bambolearse. Deb ido a su construcción, e l d isco nuta o se bambolea de manera que el l íquido que penetra por e l puerto de entrada mueve el d isco hasta que el l íquido descarga desde e l puer to de sal ida. Un contador mecánico ind ica e l número de c ic los que e l d isco nuta. Cada c ic lo indica un conteo que es proporc ional a la cant idad especí f ica de f lu jo. La Figura F- 1 muestra el e jemplo de un disco nutante, f lu idómetro de desplazamiento.

Placa de Orif ic io Una placa de or i f ic io es uno de los elem entos pr imar ios más comúnmente u t i l i zados en la indust r ia . Las p lacas de or i f ic io pueden ser u t i l i zadas con todos los f lu idos l impios. Los e lementos pr imar ios de este t ipo no deben ser u t i l izados con f lu idos que contengan só l idos ( f lu idos suc ios) en suspensión, ya que ensucian o taponan las l íneas de impulso. Una placa de or i f ic io puede ser descr i ta como una placa delgada c i rcular que cont iene un or i f ic io concéntr ico, excéntr ico o segmenta l cu idadosamente labrado en la placa. Una placa de or i f ic io puede es tar hecha de d i ferentes mater ia les , inc luyendo acero inox idab le , monel , n íque l , haste l loy , acero, v idr io o p lás t ico. La abertura a t ravés de la p laca de or i f ic io está b ise lada y debe estar or ientada de manera que el borde af i lado esté hacia e l lado de corr iente arr iba. Esto ayuda a evi tar la inter ferencia con el f lu ido que corre. El borde af i lado usualmente está n i t rurado para endurecer e l borde pr inc ipal y ayudar a ev i tar la erosión de la p laca. El d iámetro inter ior puede ser mantenidos a una to lerancia de una d iezmi lés ima de pulgada. Las p lacas excéntr icas y segmenta les pueden ser ut i l izadas con cant idades l imi tadas de l íqu idos suspendidos. Estas dos p lacas están horadadas fuera del centro. Una placa de or i f ic io que mide los f lu jos con pequeñas cant idades de oxígeno d isue l to puede tener un pequeño resp i radero horadado en la par te super ior para permi t i r e l paso del a i re. Cuando es ut i l izado con vapor, e l agujero estará en la parte infer ior de la p laca de or i f ic io. Las p lacas de or i f ic io funcionan mejor con ratas de f lu jo al tas debido a que los coef ic ientes de f lu jo cambian e l Número de Reynolds de a l to a bajo. Cuando esto ocurre, la d is t r ibución de la veloc idad del f lu jo cambia de uni forme a paraból ica. Más adelante se discute el Número de Reynolds. La Figu ra F-2 muestra un e jemplo de p laca de or i f ic io concéntr ica, excéntr ica y segmenta l .

Tubo Venturi El tubo Ventur i ofrece ventajas sobre la p laca de or i f ic io en el hecho de que produce una pres ión d i ferenc ia l bastante moderada con poca pérd ida de carga permanente. También puede medir medios con a lgunos sól idos en suspensión, pero se debe ser cu idadoso. Los só l idos pueden taponar las l íneas de medic ión. La desventa ja más grande cuando se ut i l iza un tubo Ventur i es su a l to costo; s in em bargo, este a l to costo puede ser compensado con la reducción de otros serv ic ios, como la energía, y puede ahorrar d inero a largo p lazo. La Figura F-3 muestra un e jemplo de tubo Ventur i .

Boqui l la de F lu jo Una boqui l la de f lu jo es una modi f icac ión del tubo Ventur i . E l cono d i fusor es e l iminado, lo que l imi ta la habi l idad de la boqui l la de f lu jo para minimizar la pérd ida permanente de carga. S in embargo, este d isposi t ivo t iende a ser mejor que una p laca de or i f ic io , que exhibe una mayor pérd ida permanente de carga. La boqui l la de f lu jo también es mejor para só l idos suspendidos en l íqu idos debido a su forma. La Figura F- 4 muestra u7n ejemplo de una boqui l la de f lu jo.

La comprensi ón de l concepto de la u t i l i zac ión de la p laca de or i f ic io , de una boqui l la de f lu jo y de un tubo Ventur i para medi r e l f lu jo combina t res tóp icos bás icos. E l pr imer tóp ico invo lucra la comprensión de l Teorema de Bernoul l i . En segundo lugar el Número de Rey nolds, y en tercer lugar la ley de los cuerpos en descenso. En las s igu ientes páginas se cubr i rán estas t res ideas.

El Teorema de Bernoul l i La medic ión de la const r icc ión o de l f lu jo de carga d i ferenc ia l func iona sobre la noc ión de la co locac ión de una rest r icc ión en una l ínea de tuber ía para medir la ra ta de f lu jo . La co locac ión de una rest r icc ión en una l ínea de tuber ía ocas iona un aumento en la velocidad del f lu ido a t ravés de la abertura de la p laca de or i f ic io, causando una disminución en la presión corr iente abajo desde esa placa de or i f ic io . De este aumento en la ve loc idad del f lu ido resul ta un fenómeno l lamado vena contraída . La vena contraída es el punto corr iente abajo, desde la res t r icc ión, donde la pres ión cae a su va lor más ba jo . La pres ión corr iente arr iba esencia lmente se mant iene, mient ras que la pres ión corr iente abajo d isminuye s ign i f icat ivamente. Esta pres ión aumentada a t ravés de la p laca de or i f ic io es perc ib ida como un aumento en la pres ión d i ferenc ia l a t ravés de la p laca de or i f ic io. Un d ispos i t ivo secundar io ( t ransmisor) mide la pres ión d i ferenc ia l a t ravés de la restr icc ión y a part i r de esto inf iere una rata de f lu jo. A medida que aumenta e l f lu jo a t ravés de una p laca de or i f ic io la pres ión d i ferencia l aumenta también. La rata de f lu jo volumétr ica verdadera es la raíz cuadrada de esa pres ión. Un s is tema medidor de f lu jo consta de un d isposi t ivo pr imar io y de uno secundar io. El pr inc ip io de operación de un s istema de f lu jo del t ipo carga está basado en el teorema de Danie l Bernoul l i . Este establece: la energía tota l en un punto de una tuber ía es igual a la energía tota l en un segundo punto s i se ignoran las pérd idas por f r icc ión entre esos dos puntos. E l ba lance de energía ent re los Puntos 1 y 2 en una tuber ía pueden ser expresados de la s iguiente manera: Ecuac ión de Bernou l l i P1 + (Vm1)2 + Z1 = P2 + (Vm2)2 + Z2 p 2G p 2 G donde: P = pres ión es tá t ica , abso lu ta Vm = veloc idad de la corr iente de f lu ido Z = e levación desde la l ínea cent ra l de la tuber ía p = densidad del f lu ido G = aceleración debida a la gravedad

Expl icación del Teorema de Bernoul l i El d ibu jo 1 de la F igura F- 5 muestra una tuber ía s in p laca de or i f ic io . A medida que la rata de f lu jo aumenta o disminuye a t ravés de la tuber ía , no hay cambio en la presión d i ferencia l debido a que no hay restr icc ión en esa l ínea. El lado izqu ierdo de la ecuac ión es igua l a l lado derecho de la misma ecuac ión y todas las var iables son iguales (P1 = P2, etc.) . El d ibujo 2 de la F igura F -5 muest ra un ejemplo de una placa de or i f ic io colocada en una l ínea de tubería. Cualqu ier cosa que se haga en un lado de una ecuación a lgebra ica debe hacerse en el otro. Cuando se coloca una restr icción en la vía de f lu jo de los f lu idos, aumenta la ve loc idad de l f lu ido. Mi rando a l lado derecho de la ecuac ión de Bernoul l i s i la ve loc idad aumenta, p permanece igual , 2G es una constante, entonces P2 debe d isminu i r . Por lo tanto , s i la ra ta de f lu ido aumenta, aumenta la d i ferencia de la presión a t ravés del or i f ic io. La rata de f lu jo volumétr ica es igual a la raíz cuadrada de la presión di ferencia l caída a t ravés de la restr icc ión.

Número de Reynolds Un s is tema de números ut i l izados para ind icar la cant idad de turbu lenc ia en una tubería. Número de = Velocidad promedio del f lu ido x diámetro del or i f ic io x densidad Reynolds Viscosidad Absoluta En la mayor ía de las ap l icac iones, e l cá lcu lo de l Número de Reynolds para e l f lu jo será a l to , genera lmente entre 10.000 y 1.000.000. Los coef ic ientes de f lu jo permanecen f i jos ba jo estas condic iones y las medic iones de f lu jo s iguen s iendo re lat ivamente prec isas. A Números de Reynolds bajos, las caracter ís t icas del f lu jo cambian de paraból icas ( laminar) a un i formes ( turbulentas) y las caracter ís t icas del f lu jo son somet idas a cambios. Esta a l terac ión no está def in ida con exact i tud, y la prec is ión se hace impredecib le e inexacta a ratas de f lu jo bajas. Como método prác t i co genera l , un Número Reyno lds por deba jo de 2.000 representa un f lu jo paraból ico, mientras que por enc ima de 4.000 representa ratas de f lu jo un i forme, mientras que el área entre 2.000-4.000 es impredecib le. Muchos textos ut i l izan un Número de Reynolds de 10.000 como el n ive l de cor te entre f lu jo turbu lento y laminar . La F igura F- 6 muestra un perf i l de velocidad que va desde caracter ís t icas de f lu jo paraból icas hasta turbulentas.

La Ley de Cuerpos en Descenso A = Área de la placa de or i f ic io, en pies cuadrados V = Veloci dad, en pies por segundo G = Aceleración debida a la gravedad igual 32,17

p ies/segundo/segundo H = Altura de la co lumna de agua, en p ies Q = Flujo volumétrico, en pies cúbicos por segundo

Remi t i rse a la F igura F- 7, e l f lu jo ent ra en el recipiente devolviendo el f lu jo de sa l ida a t ravés de un or i f ic io loca l izado cerca de la par te in fer ior de un tanque. Si e l n ivel del tanque es H, entonces la velocidad del f lu jo de sal ida será: V 2 = 2GH o V = 2GH

Para conver ti r esta fórmula de velocidad a rata de f lu jo volumétr ico, sust i tu i r 2GH por V en la s iguiente ecuación. Q = AV por lo tanto: Q = A 2GH

Consideración de los Cálculos de Flujo para P lacas de Ori f ic io, Boqui l las de Flujo y Tubos Venturi

Pueden expresarse dos fórmulas concern ientes a la ace lerac ión deb ida a la gravedad para inc lu i r e l s is tema Ing lés o e l s is tema Métr ico. En e l s is tema Inglés: G = 32,17 p ies/segundo2 E l s is tema Métr ico: G = 9 ,8 metros/segundo2 En las siguientes expl icaciones se ut i l izará el s istema Inglés

Cálculo del Flujo – Flujo Líquido

Q = A 2 G H

Q = Rata de f lu jo vo lumétr ico (p ies cúb icos por segundo) A = Área t ransversa l de l or i f ic io (p ies cúbico) G = Acelerac ión debida a la gravedad (32,17 p ies/segundo2 ) H = La a l tura es expresada en p ie de l íqu ido La fórmula anter ior puede ser ahora modi f icada para tomar en considerac ión la gravedad especí f ica de l f lu ido a la temperatura de f lu jo . La pres ión d i ferenc i a l e s representada normalmente en pulgada de agua en vez de en p ie y esto es agregado también a la fórmula. POR LO TANTO: Q = Rata de f lu jo vo lumétr ico (p ies cúb icos por segundo) A = Área t ransversal de l or i f ic io (p ies cuadrados) G = Aceleración debida a la gravedad (32,17 p ies/segundo2 ) h = Di ferenc ia l a t ravés de l d ispos i t ivo pr imar io , en pu lgadas de agua. Gf = Gravedad especí f ica de l f lu ido (s in d imensión) h Q = A 2G 12 x Gf

Para l íqu idos es más conveniente medir las ratas de f lu jo vo lumétr icas en términos de galones/minutos en vez de en p ie cúbico por segundo. También es más conveniente expresar la garganta de un or i f ic io en pulgadas cuadradas que en p ies cuadrados. POR LO TANTO: Q = Rata de f lu jo vo lumétr ico, en galones por minuto d = Diámetro del or i f ic io , en pulgadas h = Di ferenc ia l a t ravés de l d ispos i t ivo pr imar io (pu lgadas de agua) Gf = Gravedad especí f ica de l f lu ido (s in d imensión) h Q (gpm) = 5 ,667 x d2 x Gf La ec uac ión anter ior debe ser modi f icada para tomar en cuenta la cont racc ión de l chorro, las pérdidas de f r icc ión, la v iscosidad y la veloc idad de acercamiento. La modi f icac ión se rea l iza ap l icando un coef ic iente de descarga (K) a la ecuac ión. K se def ine como la rata de f lu jo rea l d iv id ida entre la ra ta de f lu jo teór ica a t ravés de l e lemento pr imar io . Los textos bás icos l levan factores K para la mayor ía de los e lementos pr imar ios. K es también enl is tada de acuerdo con var ias local izac iones del in jer to a pres ión y las re lac iones d/D (Relac ión Beta) . K es determinada en un laborator io . POR LO TANTO: Q = Rata de f lu jo vo lumétr ico, en galones por minuto K = Coef ic iente del f lu jo de descarga h = D i ferenc ia l a t ravés de l d ispos i t ivo pr imar io , en pu lgadas de agua Gf = Gravedad especí f ica de l f lu ido (s in d imensión) h Q (gpm) = 5 ,667 Kd2 G f

Debido a que K y d son desconocidos, se def ine ot ro valor . La cant idad (S) es igualada a K (d/D)2 . Debido a que Kd2 entonces iguala a SD2, l a sus t i t uc ión produce: Q = Rata de f lu jo vo lumétr ico, en galones por minuto S = F i jado (coef ic iente de f lu jo) D = D iámetro in ter io r de la tuber ía h = D i ferenc ia l a t ravés de l d ispos i t ivo pr imar io , en pu lgadas de agua Gf = Gravedad especí f ica del f lu ido (s in d imens ión) h Q (gpm) = 5 ,667 SD2 G f El ú l t imo ajuste que es necesar io hacer es para el efecto del cambio de temperatura. POR LO TANTO: Q = Rata de f lu jo vo lumétr ico, en galones por minuto S = Coef ic iente de f lu jo D = F lu jo in ter ior de la t uber ía Gf = Gravedad especí f ica de l f lu ido (s in d imensión) h = D i ferenc ia l a t ravés de l d ispos i t ivo pr imar io , en pu lgadas de agua G1 = Gravedad especí f ica a la temperatura de referencia La correcc ión de temperatura es rea l izada mul t ip l icando la ecuación p or la re lac ión de la gravedad especí f ica del l íquido a la temperatura de f lu jo (Gf) d iv id ido ent re la gravedad especí f ica de l l íqu ido a la temperatura de referenc ia (G). SD Gf x h2 Q (gpm) = 5 ,667 G1

Problema de Muestra para rata de f lu jo de l íquido (ut i l izar la Tabla 1 y la Tabla 2 ) 1. Una tubería de 0,57” I .D. t ransporta agua. El f lu jo es medido ut i l izando

una p laca de or i f ic io concéntr ica de borde af i lado, d = 0,225” con in jer tos de radio. La pres ión d i ferencia l es medida ut i l izando un t ransmisor dp electrónico. La rata de f lu jo para este e jemplo será de 1 G.P.M.

Encontrar la presión di ferencial caída a través de la placa de or i f ic io a f lu jo completo. Resolver para “h”. Paso 1 Observar lo que se da 1. d = 0 ,225” 2. D = 0 ,57” 3. Gf = 1 ,0 (agua) 4. Q = 1,0 G.P.M. ENCONTRAR h (h es la carga h idrostát ica caída a t ravés de la p laca de

or i f ic io a f lujo, 1 G.P.M.)

h Q (gpm) = 5 ,667 SD2 G f Paso 2 Introducir los valores dados en la ecuación anter ior Q = Rata de f lu jo vo lumétr ico, en galones por minuto S = F i jado (coef ic iente de f lu jo) D = D iámetro in ter io r de la tuber ía h = Di ferenc ia l a t ravés de l d ispos i t i vo pr imar io , en pu lgadas de agua Gf = Gravedad especí f ica de l f lu ido (s in d imensión) h Q (1GPM) = 5,667 S x (0,57)2 1

Notar que aun exis ten dos desconocidos en la ecuación de la página anter ior (S y h) . Es necesar io resolver S ( factor de c las i f icac ión por tamaño) en este momento. Resolver la ecuación anter ior para “S” . 1. La pr imera columna en la Tabla 2 es l lamada Beta. Beta es la re lac ión del

d iámetro de la p laca de or i f ic io a l I .D. de la tuber ía, o d/D. Desde la segunda hasta la sépt ima columna de la Tabla 2 son var ias columnas de factor de c las i f icación del tamaño en re lac ión a l t ipo de e lemento pr imar io ut i l izado. Debido a que el e lemento pr imario ut i l izado es una placa de or i f ic io con injerto de radio, ent onces la segunda columna es ut i l izada para seleccionar los valores del factor de c las i f icac ión del tamaño.

2. Beta = 0,225”/0,57” = 0,39474 3. Ut i l i zando la Tab la 2 para encont rar Beta , se notará que un Beta de

0,39474 cae entre 0,3750 y 0,4000. 4. Ut i l izando la Tab la 2 como re j i l la , se encont rará que un Beta de 0 ,3750

t iene un factor de c las i f icac ión de tamaño de 0,08559. 5. Usando la Tabla 2 como una re j i l la , se encont rará que un Beta de 0 ,4000

t iene un factor de c las i f icac ión de tamaño de 0,09776. 6. Debido a que e l va lor Beta cae entre 0,3750 y 0,4000, entonces debemos

interpolar un valor para e l factor de c las i f icación de tamaño. 7. Interpolación de un valor para el factor de tamaño. VALORES BETA VALORES DEL FACTOR DE CLASIFICACIÓN DE TAMAÑO 0 ,37500 0 ,08559 0 ,39474 Resolver para e l Factor de Clas i f icac ión de Tamaño 0 ,40000 0 ,09776 En real idad estamos encontrando la re lac ión entre dos juegos de números. 0,39474 cae en algún lugar entre 0,37500 y 0,40000. Existe una re lación matemát ica entre estos t res números y en cómo se re lac ionan a los valores aprop iados de l fac tor de c las i f icac ión de tamaño. Debido a que estamos t ra tando de buscar e l factor de c lasi f icación de tamaño, existe una re lación entre las co lumnas Beta y de l fac tor de clas i f i cac ión de l tamaño. 0 ,39474 es tá más cerca de 0,40000 que de 0,37500, por lo tanto e l cálculo del factor de c las i f icación de tamaño estará más cerca de 0,09776 que de 0,08559. Ut i l izar esto como una rev is ión y ba lance para asegurarse de encontrar la respuesta correcta.

8. Debajo se muest ra un e jemplo de cómo func iona la matemát ica. S i los valores Beta t ienen una relación de 0 a 5 a 10, entonces ¿cuál es el Factor de Clas i f icac ión de Tamaño (F.C.T. )? . Usted deber ía darse cuenta de que 5 es tá a mi tad de camino en t re 0 y 10 , en tonces e l F .C.T . debe ser 7, ya que 7 está a mi tad de camino entre 2 y 12. S iete está a 5 unidades por encima de 2 y 5 por debajo de 12, está en el medio. En este caso usted estar ía en lo c ier to . ¿Cuál es la matemát ica rea l invo luc rada en este prob lema?

VALORES BETA VALORES DEL FACTOR DE

CLASIFICACIÓN DE TAMAÑO

La di ferencia 10 La di ferencia 12 entre 10 & 0 entre 2 & 12 = 10 ent re 5 La d i fe renc ia = 10 F.C.T. La dif erencia entre FCT - 2 = 0 5 – 5 = 0 2 FCT – 2 9. Ahora establecer una re lac ión

5 F.C.T. – 2 = 1 0 1 0

10. Mul t ip l icar en cruz la ecuac ión anter ior (e l producto de los medios es igua l

a l producto de los ext remos) 11. (5) x (10) = 10 (F.C.T. - 2) =

50 = 10 S.F. - 20 = (Cualquier cosa que se rea l ice en un lado de la ecuación debe +20 +20 hacerse en e l o t ro , sumar +20 a ambos lados de la ecuación) 70 = 10 S.F. (Cualquier cosa que se real ice en un lado de la ecuación debe = hacerse en e l ot ro, d iv id i r entre 10 ambos lados de la ecuación)

10 10 12. 7 = S.F o S.F. = 7 Que es la respuesta

13. In terpolac ión (ahora in terpolar los va lores reales ut i l izados en este ejemplo).

VALORES BETA VALORES DEL FACTOR DE CLASIFICACIÓN DE TAMAÑO 0,9474- 0,09776- 0 ,37500 0 ,375= 0 ,08559= 0,08559 F.C.T. - 0 ,8559= 0,-0,375 0,01974 F.C.T. -0 ,0559 0,025 0 ,39474 0,01217 Buscar para F.C.T. 0 ,40000 0,0977 6

14. Estab lecer una re lac ión jus tamente como se h izo con los números más

senci l los. 0 ,1974 F .C.T . –0 ,08559 = 0,025 0 ,01217 15. Buscar F.C.T. (Factor de Clasi f icación de Tamaño) Mul t ip l icar en cruz la ecuación anter ior (e l producto de los medios es igual a l producto de los extremos). (0 ,01974) x (0 ,01217) = 0,025 x (S.F. – 0 ,08559) 0 ,000240235 = 0 ,025 x S.F. – 0 ,00213975 (Cualqu ier cosa que se rea l ice en un lado de la ec uación debe real izarse en el ot ro, + 0 ,00213975 + 0 ,00213975 sumar 0,00213975 a ambos lados de la ecuac ión) 0 ,002379985 = 0,025 x S.F. ( Cualquier cosa que se real ice en un lado de la = ecuación debe rea l izarse en e l o t ro , d iv id i r ent re 0,025 0 ,025 0,025 ambos lados de la ecuación) 0 ,0951994 = S .F o S.F. = 0 ,0951994

16. Colocar e l valor de F.C.T. en la fórmula y buscar “h” .

h Q(1 GPM) = 5,667 x 0,0951994 x 0,572 1 Q(1 GPM) = 0 ,175281925 x h (Cualquier cosa que se real ice en un lado de la ecuación debe hacerse en el otro, 0 ,175281925 0 ,175281925 1 div id i r ent re 0,175281925 ambos lados

de la ecuación) h Q(1 GPM) = 0 ,175281925 1 h 5 ,705094807 = 1 17. Elevar a l cuadrado ambos lados de la ecuación para buscar “h” . 18. “h” = 32,54810675 pulgadas en una columna de agua. 19. Esto s ign i f ica que una p laca de or i f ic io con un I .D. de 0,225 pulgadas,

co locada en una l ínea con un I .D. de 0,57 pulgadas, produci rá una pres ión di ferencia l de 32,55 pulgadas en una columna de agua a rata de f lu jo completo. Este resul ta ser e l va lor a l cual será cal ibrado e l t ransmisor . La sal ida del t ransmisor será de 15 psi de 20 mi l iamper ios, indicando un G.P.M. en el receptor.

Se han desarrol lado ecuaciones s imi lares para el serv ic io de vapor, en unidades de peso ta les como tone ladas por hora . E l f lu jo de gas es med ido t íp icamente en unidades de volumen, ta les como pies cúbicos estándar por hora (pcsh) .

Servicio de Vapor (UTILIZAR las Tablas 1 y 2) W ( l ib ras por hora) = 359 SD2 h x y f W = L ibras por hora S = A juste de l coef ic iente de f lu ido D = I .D. de l tubo h = Pres ión d i ferencia l , en pulgadas W.C. y f = Peso especí f ico del vapor en condic iones operat ivas, es medido en

l ibras por p ie cúbico.

Servicio de Gas

(UTILIZAR las Tablas 1 y 2)

Tb h x pf Q (pcsh) = 7 ,727 SD2 x x pb T f x G Q = Pies cúbicos estándar por horas S = A jus te del coef ic iente de f lu jo D = I .D . de l conduc to Tb = Temperatura absoluta de referencia (Rankine) pb = Pres ión de referenc ia (absoluta) h = Pres ión d i ferencia l caída a t ravés del e lemento pr imar io , en

pulgadas de agua Tf = Pres ión opera t iva de l e lemento pr imar io (Rank ing) pf = Pres ión operat iva (abso lu ta) G = Gravedad especí f ica del gas (peso molecular del gas d iv id ido entre

el peso molecular del aire, o el peso de un volumen del gas a temperatura y presión dadas div id ido entre e l peso de un volumen de ai re igual , a la misma pres ión y temperatura) .

Problemas de Muestra para Vapor


El vapor saturado seco es medido con una placa de or i f ic io. La l ínea es una tuber ía mol ly de cromo, catá logo 80 de 6” . La presión estát ica en la l ínea es de 600 ps i abso lu tas a 700 grados F. La ra ta de f lu jo es 50 tone ladas estándar de vapor por hora y e l t ransmisor está ca l ibrado desde 0-1 Bar. y f = 1,0726 Encontrar el tamaño de la placa de ori f icio, en pulgadas. W ( l ibras por hora) = 359 SD2 h x y f W = L ibras por hora S = Ajuste del coef ic iente de f lu jo D = I .D . de la tuber ía h = Pres ión d i ferencia l , en pulgadas W.C. y f = Peso especí f ico del vapor en condic iones operat ivas, es medido en

l ibras por p ie cúbico.

Problema de Muestra para Servic io de Gas


Un ducto (brecha) con un I .D. de 30” l leva el a ire pr imario a una caldera. La presión de la l ínea es 3 psi a 100 grados F. El f lu jo es medido con un tubo Ventur i , y la ra ta máxima de f lu jo es 15.000 cfm cuando e l d i fe renc ia l máx imo es de 12 mb W.C. Encontrar el tamaño de la restr icción del Tubo Venturi Tb h x p f Q (pcsh) = 7 ,727 SD2 x x pb Tf x G Q = P ies cúb icos es tándar por hora S = Ajuste del coef ic iente de f lu jo D = I .D . de l conduc to Tb = Temperatura absoluta de referencia (Rankine) pb = Pres ión de referenc ia (absoluta) h = Pres ión d i ferencia l caída a t ravés del e lemento pr imar io , en

pulgadas de agua Tf = Temperatura operat iva en e l e lemento pr imar io (Rank ing) pf = Pres ión operat iva (abso lu ta) G = Gravedad especí f ica del gas (peso molecular del gas d iv id ido entre

e l peso molecular del a i re, o e l peso de un volumen de gas a tempera tura y p res ión dadas dividido entre el peso de un volumen de a i re igua l a la misma temperatura y pres ión)

OTRAS MEDICIONES DE FLUJO PARTE 2

Tubo Pitot El tubo p i to t es un e lemento pr imar io constru ido s implemente doblando una p ieza de tuber ía y a puntándola en d i rección a l f lu jo. Esto posib i l i ta que e l f lu jo col is ione con la aber tura del tubo, creando lo que se conoce presión de impacto. La medic ión se obt iene midiendo la presión d i ferencia l entre e l punto de presión de impacto y la pres ión estát ic a en la pared de la tubería o en e l conducto cer rado. E l d ispos i t ivo secundar io pud iera ser un manómetro o cua lqu ier inst rumento para medi r la pres ión d i ferenc ia l . La pr inc ipal venta ja de los tubos p i tot es su ins igni f icante pérdida de carga permanente . Una desventa ja pudiera ser su inhabi l idad de manejar f lu idos sucios, ya que t ienden a taponar la abertura del tubo p i tot . La precis ión también es dudosa con un tubo p i tot . Su precis ión para medir la rata de f lu jo depende de un solo punto de medic ión de impacto. Este ún ico punto de pres ión de impacto se mide en e l centro de la tuber ía. Al moverse hacia la pared de la tuber ía, la veloc idad del f lu ido d isminuye poco a poco. La presión de impacto en e l centro de la tubería no es una buena representación de la ve loc idad promedio t ransversalmente a t ravés de esa tuber ía. E l resul tado f ina l es una rata de f lu jo imprecisa. El tubo p i tot es sensib le a la d i recc ión del f lu jo. La Figura F- 8 muest ra un ejemplo de un tubo pi tot .

Annubar El annubar es muy s imi lar a l tubo p i to t d iscut ido prev iamente. La d i ferencia f ís ica es que e l annubar t iene múl t ip les puntos de impacto. Los múl t ip les puntos de impacto presentan un promedio de pres iones más prec isos a t ravés de todo e l ducto . Ut i l i zando un annubar como d ispos i t ivo pr imar io se mejora la prec is ión y la conf iabi l idad en la prec is ión. Con muy poca pérd ida de pres ión permanente se obt ienen buenos resu l tados. E l annubar puede ser u t i l i zado para medi r f lu jos tanto l íquidos como de a i re. La Figura F- 9 muestra un ejemplo de annubar.

Medidor de Blanco Un medidor de b lanco cont iene un d isco c i rcu lar só l ido co locado en e l camino de l f lu jo. La presión ejerc ida sobre e l b lanco ocasiona la desviación de una barra de fuerza que es parte de un t ransmisor de balance de fuerza. La fuerza e jerc ida sobre e l b lanco es conver t ida a 3- 1 5 p s i ó 4- 20 mi l iamper ios proporc ional . Un medidor de b lanco puede ser ut i l izado para l íqu ido, vapor o serv ic io de gas. E l condensado pasa a l rededor y por debajo del b lanco, mientras que los vapores pasan fáci lmente a lo largo de la parte super ior . La Figura F- 10 muestra un e jemplo de un medidor de b lanco.

Medidor de Codo La ventaja de ut i l izar un cod o como disposi t ivo pr imar io de medic ión es que no hay caída adic ional de presión en una l ínea que ya incluye un codo. El costo ex t ra es mín imo. La desventa ja de u t i l i zar un codo como d ispos i t i vo pr imar io es la imprecis ión y su tendencia a taponar la l ínea de impulso. Los punto de medic ión están local izados bien sea a 45 ó 22½ grados desde la entrada del codo. La F igura F-11 muest ra un e jemplo de medidor de codo y de cómo estará conectado a un manómetro. Cualquier d isposi t ivo de medic ión de presión d i ferenc ia l func ionará con esta apl icac ión.

Rotámetro (Medidor de Área Var iab le) E l ro támetro es un d isposi t ivo cuya aber tura entre e l ro tor y e l tubo ahusado var ía para mantener una pres ión constante a t ravés de ese rotor . E l f lu id o pasa a t ravés de un tubo ahusado ver t ica l . La medic ión se obt iene observando e l movimiento del motor a medida que se mueve hacia arr iba debido al f lu jo de mater ia l cont ra é l . E l ro tor está contenido dentro de l tubo y está hecho de un metal más denso que e l l íqu ido que se mide. A medida que e l f lu ido se mueve hac ia ar r iba de l tubo ahusado, se e leva e l f lo tador , e l ba lance ent re la gravedad que actúa sobre e l f lo tador y la fuerza ascendente ocas ionada por e l f lu ido que corre es igual . El tubo ahusado usual mente está hecho de mater ia les t ransparentes de manera que la pos ic ión de l f lo tador pueda ser observada cont ra una escala ca l ibrada. Los ro támetros son ut i l izados para medi r ra tas de f lu jo ba jas y son bastante prec isos. Un error t íp ico pudiera estar ent re 1 - 10%. La F igura F- 12 muestra un ejemplo de un rotámetro.

Canal Abierto Las medic iones de cana l ab ier to son v is tas genera lmente en ins ta lac iones de t ra tamiento de pulpa y papel , agua y papel de desecho. Esta medic ión par t icu lar ut i l iza técnicas de medic ión de carga. En la medic ión del f lu jo de canal abier to se ut i l izan dos disposi t ivos pr imar ios; e l ver tedero y e l canalón de Parshal l . En el t ipo ver tedero se verán dos d i ferentes t ipos, e l ver tedero rectangular , de l cua l hay t res var iedades y e l ver tedero de muesca en V. Los t res d i ferentes t ipos de ver tedero ver t ica l están d iseñados pr imord ia lmente para grandes ra tas de f lu jo . Su l ími te está d ic tado por e l d iseño de l canal . E l pr imer t ipo de ver tedero rectangular t iene extensiones que van hacia e l canal para produc i r una aber tura t ipo ca ja . E l segundo ver tedero e l imina las extensiones de ta l manera que el ver tedero se ext iende realmente a todo lo ancho del canal . E l tercer t ipo, o ver tedero Cippolet t i , t iene extensiones en los extremos f i jadas a un ángulo de 4:1. La Figura F- 13 muest ra un e jemplo de vertedero rectangular.

Vertedero de Muesca en V El ver tedero de muesca en V es esencia lmente una p laca p lana usualmente real izado en metal cortado a un ángulo de 30, 60 ó 90 grados. El vertedero de muesca en V es ut i l izado a ratas de f lu jo más bajas que las medidas con un ver tedero rectangular . Para una buena precis ión en la medic ión de ver tedero, será impor tante a i rear comple tamente la napa o perf i l de agua a medida que se mueve sobre la muesca para mantener la prec is ión. Todos los ver tederos producen a lguna pérd ida de carga ya que e l l íqu ido cae l ib remente . S i la pérd ida de carga es un prob lema, un canalón de Parshal l pud iera ser una mejor e lecc ión. La F igura F-14 muestra un ejemplo de los t res vertederos de muesca en V.

Canalón de Parshal l El canalón de Parshal l es un desarro l lo poster ior de l ver tedero. E l canalón ha s ido d iseñado para reducir la pérdida de carga permanente y también puede manejar só l idos suspendidos. Las pérd idas de carga son reduc idas porque no es necesar io producir una napa. Generalmente los canalones pequeños son vendidos e insta lados, mientras que los más g randes son cons t ru idos en e l s i t io . La med ic ión u t i l i zando cana lones de Parshal l son to lerablemente prec isas. La corre lac ión ent re e l n ive l y e l f lu jo t iene un error t íp ico de 3- 5%. Cuando se añade el error de la real ización de la medic ión del n ive l y re lac ionándolo con la rata de f lu jo e l error tota l pudiera ser tan a l to como + / - 5%. La pérd ida puede ser medida con un f lo tador y cab le , un f lo tador de bo la , tuber ía de burbu ja , u l t rasónico o cua lqu ier o t ro d ispos i t ivo para medi r e l n ive l . A veces se ut i l iza un pozo amort iguador para cor tar la turbu lenc ia que puede causar medic iones ru idosas. La F igura F- 15 muestra un e jemplo de un canalón de Parshal l .

Fluidómetro Magnét ico Un f lu idómetro magnét ico es un medidor de ve loc idad. E l p r inc ip io de l f l u i dómetro magnét ico fue descubier to por Faraday en 1832. en la década de 1950, aparec ió en la indust r ia un práct ico medidor de f lu jo basado en su pr inc ip io. Sus venta jas inc luyen que no hay obstrucciones (no hay pérdida de carga permanente) , puede medir con prec is ión só l idos en suspens ión y no hay conex iones de pres ión que puedan taponarse ocas ionando que fa l len las mediciones de f lu jo. El pr inc ip io de operación está basado en la ley de Faraday de inducción e lec t romagnét ica : Un vo l ta je (E) es induc ido en un conductor de longi tud (D) que se mueve a t ravés de un campo magnét ico (H) y es proporc iona l a la ve loc idad (V) del conductor . Se genera un mi l ivo l ta je en un p lano que es mutuamente perpendicu lar tanto a la ve loc idad de l f lu ido conductor como a l campo magnét ico. La F igura F-16 muestra un ejemplo de un f lu idómetro magnét ico. E = CHDV E = vo l ta je inducido C = constante d imensional H = fuerza de l campo magnét ico D = long i tud de l conductor V = ve loc idad de l conductor E léct r icamente, e l f lu ido conductor actúa de m anera s imi la r a l ro tor en un generador. El l íquido pasa a t ravés de un campo magnét ico inducido por una ser ie de bobinas integradas a l rededor de una sección de la tubería. Dos e lec t rodos metá l icos son montados en e l tubo y es tán e léc t r icamente a is lados de él . El a is lamiento no t iene relación con el vol ta je generado. Sin el a is lador e l vo l ta je ser ía sangrado o d is ipado a t ravés de las paredes metá l icas del f lu idómet ro magnét ico y de la tuber ía a la cua l es tá conectado. E l vo l ta je generado a t ravés de estos elect rodos es proporc ional a la ve loc idad promedio del f lu ido que pasa a t ravés del campo magnét ico. Debido a que las bobinas son energizadas bien sea por AC o por DC pulsante, e l vol ta je inducido hacia los e lect rodos es también a l terno. E l vo l ta je generado es muy pequeño (aprox imadamente 1-30 mv a f lu jo to ta l ) y está protegido de in ter ferencia, está ampl i f icado y es t ransformado, por medio de un conver t idor , a una señal es tándar de 4-20 ma. Un f lu idómetro magnét ico mide las ra tas de vo lumen independientes de v iscos idad, dens idad, turbu lenc ia o só l idos suspendidos. Ap l icac iones comunes inc luyen agua, ác idos, bases, lechadas, desperd ic ios indust r ia les y l íqu idos con sól idos en suspensión. La única l imi tac ión que exhibe e l f lu idómetro magnét ico es que el f lu id o que es medido debe ser conductor . La F igura F- 16 muest ra un e jemplo de un f lu idómetro magnét ico.

Medidor de Turbina Una pequeña turb ina es co locada en e l camino de un f lu ido que corre . E l f lu ido entra en e l área entre las hojas del ro tor desv iando las hojas, ocasionando que e l ro tor g i re. Luego la ve loc idad de rotac ión está entonces re lac ionada con e l f lu jo, sobre un rango especí f ico l ineal a la rata de f lujo. Ex is ten numerosas maneras de t ransmi t i r este movimiento a un ind icador . A veces un d ispos i t ivo mecánico conduce e l mov imiento hasta un contador mecánico. Otras veces se monta un sensor de prox imidad en e l cuerpo de l medidor . A medida que cada hoja pas a por la captadora magnét ica , se genera un pulso. El número tota l de pulsos indica e l volumen de f lu ido que pasa a t ravés del medidor . La rata de pulso se convier te en una medic ión de la rata de f lu jo. Un f lu idómetro de turb ina t iene una excelente prec is ión, buena f luctuación y son costosos. Los f lu idos suc ios pueden est ropear su pretendida prec is ión. La F igura F- 17 muestra un e jemplo de medidor de turb ina.

Medidor de Derrame del Vórt ice Los medidores de derrame del vórt ic e pueden medir f lu jos de l íquido, de vapor o de gas. Este t ransmisor puede produci r una señal análoga e lect rónica o de rata de pulso l inealmente proporc ional a la rata de f lu jo volumétr ico. Cuando se co loque una obst rucc ión no aerodinámica en e l camino de un f lu jo, ocurre el fenómeno del derrame del vórt ice. Cuando el l íquido pasa alrededor de una obstrucción, la corr iente del f lu jo no puede seguir e l contorno de una obst rucc ión. Los contornos se separan de l cuerpo creando vór t ices. Los vór t ices son zonas de f lu jo rotat ivo que se forman al ternadamente a cada lado de esa obstrucc ión generando una f recuencia proporc ional a la rata de f lu jo del f lu ido. Los cambios en la pres ión d i ferenc ia l ocurren a medida que los vór t ices se forman y se der raman. A medida que aumenta la rata de f lu jo, la f recuencia de los vór t ices también lo hace. Las var iac iones de pres ión act ivan un sensor sel lado a la misma f recuencia que la f recuencia del vór t ice. La f recuencia de los vór t ices es proporc ional a la ve loc idad del f lu ido. La F i g u r a F-18 muest ra un e jemplo de un medidor de derrame de vór t ice.

Fluidómetro Ul t rasónico Medidor del T iempo de Vuelo Hoy en día ex is ten, en la industr ia , dos d i ferentes t ipos de f lu idómetros sónicos. Inc luyen e l f lu idómetro T iempo de Vuelo (TOF) y e l f lu idómetro Ul t rasónico Doppler . Se ut i l iza energía e léctr ica para exci tar un cr is ta l p iezoeléctr ico a resonancia mecánica. E l c r is ta l p iezoeléct r ico es co locado b ien sea en e l f lu ido a ser medido o aferrado en la par te exter ior de l conductor o tuber ía. A medida que e l cr is ta l resuena, se ut i l iza una onda sonora, que v ia ja a la ve loc idad del sonido, para examinar e l campo del f lu jo con e l propósi to de real izar la medic ión del f lu jo. En 1928, un a lemán l lamado Rut ten exper imentó con una t ransmis ión acúst ica contrapropagante (corr iente arr iba-cor r iente aba jo) con e l propós i to de medi r e l f lu jo. Años después, en 1954, H.P. Kalmus midió la veloc idad del f lu jo en una tuber ía u t i l i zando un t ransductor montado externamente para gener ar y detec tar ondas contrapropagantes. Tomó hasta f inales de los años 70 para que el f lu idómetro u l t rasónico fuera in t roducido ex i tosamente en la indust r ia . E l f lu idómetro Tiempo de Vuelo (TOF) funciona sobre e l pr inc ip io de ondas sonoras que v ia jan a l ternat ivamente contra e l f lu jo en una d i recc ión y con e l f lu jo en la o t ra . La d i ferenc ia en e l t iempo de t ransmis ión de las ondas sonoras es proporcional a la rata de f lu jo del f lu ido, debido a que la onda sonora es desacelerada cuando v ia ja cont ra e l f lu jo y acelerada cuando v ia ja con el f lu jo. Un buen e jemplo de ésto ser ía un bote que v ia ja la misma dis tancia r ío arr iba y r ío abajo. La d i ferencia de t iempo remando r ío arr iba comparada con e l t iempo remando r ío abajo es proporc ional tanto a la ve loc idad del r ío como a la ve loc idad de l bote . S i la ve loc idad de l bote pud iera ser manten ida constante y se supiera que es relat iva a la velocidad a la que v ia ja el r ío, entonces pudiera ca lcu larse la ve loc idad de l r ío . Por lo tanto, s i se conoce la ve loc idad de la onda sonora de un f lu ido, así como la d i ferencia del t iempo y la d is tancia recorr ida, puede calcularse la rata de f lu jo del f lu ido. Ot ro enfoque es tomar una ser ie de pu lsos són icos a una f recuenc ia conoc ida v ia jando corr iente arr iba y restar la de una ser ie s imi la r de pu lsos són icos v ia jando corr iente abajo. La d i ferencia medida entre las f recuencias es una función d i recta de la veloc idad del f lu jo y es independiente de la veloc idad del sonido. Generalmente se considera que e l t ransductor humedecido es más p rec iso que e l a fe r rado . La F igura F- 19 muestra un e jemplo de un f lu idómetro ul trasónico de t iempo de vuelo.

Medidor Doppler El pr incip io del Medidor Doppler fue descubier to en 1842. esta idea puede ser re lac ionada con un auto que v ia ja hac ia una persona con la corneta sonando es t rep i tosamente . La f recuenc ia tona l que se escucha cuando e l t ren v iene hac ia una persona es d i ferente a la f recuencia tonal cuando se está a le jando. Cuando un rayo u l t rasónico es proyectado hacia un f lu ido no homogéneo, a lgo de la energía acúst ica es d ispersada de regreso hacia e l t ransductor . Debido a que e l f lu ido está en movimiento en re lac ión a l t ransductor f i jo , e l sonido d ispersado que se mueve con e l f lu ido es rec ib ido por e l t ransductor a una f recuencia di ferente a aquel la con la cual fue enviado. La d i ferencia en la f recuencia es conocida como desplazamiento Doppler . La d i ferenc ia ent re las f recuencias t ransmit idas y recib idas es d i rectamente proporc ional a la rata de f lu jo del f lu ido. Los medidores Doppler y de T iempo de Vuelo se complementan uno a l o t ro en que e l medidor Doppler requiere de sól idos o par t ícu las suspendidas para ser operat ivo, mientras que el medidor TOF requiere de un f lu ido l impio de manera que los pu lsos sonoros no sean desv iados o re f le jados de su camino pretendido. Dependiendo de la e lecc ión de l medidor , puede esperarse una prec is ión de ½% a 1%. La Figura F-20 muestra un ejemplo de un medidor Doppler.

Fluidómetro de Masa Hasta este punto se han d iscut ido t res d i ferentes c las i f icac iones de f lu idómetros. El Fluidómetro de Masa es una clase en sí mismo. El término de rata de f lu jo de masa se relaciona con el peso de la masa de un f lu ido que cor re durante un per íodo de t iempo especí f ico . E l f lu jo de masa puede ser expresado en términos de l ibras - masa por segundo. Esta unidad de medic ión es di ferente de la rata de f lu jo volumétr ico, la cual puede ser expresada en galones/minutos, o a la veloc idad que puede ser expresada como pies por segundo. La ra ta de f lu jo , así como la densidad del f lu ido, determina la ra ta de f lu jo de masa. Por lo tanto, la rata de f lu jo de masa es expresada como: . m = pAV . m = masa p = densidad, l ibras -masa por vo lumen un i ta r io A = á rea, long i tud a l cuadrado V = rat a de f lu jo (ve loc idad) , longi tud por un idad de t iempo Existe una importante d ist inc ión entre la medic ión del f lu jo de masa inferencia l y del f lu jo de masa verdadero. Medición del Flujo de Masa Inferencial Debido a que existen dos var iables medidas invo lucradas en la obtención de las ratas de f lu jo de masa inferencia l , e l método es denominado f lu jo de masa inferencia l . Un buen ejemplo de este método es el f lu jo de gas. La densidad no só lo depende de las prop iedades de l gas , o de las d i fe ren tes combinac iones de gases, también depende de la pres ión, temperatura y compres ib i l idad del gas que se mide. En concordanc ia , pueden combinarse muchas medic iones para formar una medic ión de densidad. Cuando se hace esto, la medic ión es más precisa.

Medi ción del Flujo de Masa Verdadero Simplemente, el f lu jo de masa verdadero es la medic ión d i recta de la masa independiente de las propiedades y del estado del f lu ido. Esta medic ión está basada en la segunda ley de Newton: “Cuando un s is tema de fuerza desbal anceado actúa sobre un cuerpo, produce una acelerac ión en d i recc ión de las fuerzas desbalanceadas que var ía inversamente proporc ional a la masa del cuerpo”. La idea es expresada en términos de fuerza y aceleración. Cualquier mecanismo que combine e l uso de fuerza y aceleración para medir la masa puede ser considerado un f lu idómetro de masa verdadero. La Figura F -21 muestra un ejemplo de un f lu jo de masa verdadero.

Notas: 1. La re lac ión ent re los termopares y las term opi las es que la termopi la consta

de dos o más termopares. Los p i rómetros ópt icos puede medi r la rad iac ión in f rar ro ja para determinar la temperatura de las super f ic ies ca l ientes. 1. Cuando se inser ta un sensor en un thermowel l , ¿cuál de los s igu ientes

pudiera mejorar , con segur idad, la respuesta a un cambio de temperatura?. (Ant icongelante) .

2. La cant idad de USGPM de agua a 60°F que pasa a t ravés de una válvula de cont ro l ba jo condic iones estab lec idas de pres ión y porcenta je de aber tura con una caída de pres ió n de 1 ps i se conoce con e l nombre de coef ic iente de f lu jo de válvula.

Un p i rómetro de rad iac ión ser ía lo mejor para medir un v idr io not ten.

MEDICIÓN DE LA TEMPERATURA

Definiciones: 1. Temperatura – El grado de calor o f r ío medido en una escala def in ida. 2. Conducción – Se ap l ica ca lor a una par te de una sustanc ia y es

t ransfer ido a todas las par tes de esa misma sustancia. La conducción t iene lugar so lamente en só l idos.

3. Radiac ión – El calor es trasferido en forma de ray os emit idos por las

molécu las de una sus tanc ia ca len tada a l ser somet idas a cambios in ternos. La rad iac ión t iene lugar en cua lqu ier medio , inc luyendo en e l vacío. La dirección de f lu jo de calor va desde la fuente de calor más grande hasta la fuente de calor más pequeña.

4. Convección – E l ca lor es t ransfer ido durante e l mov imiento de par t ícu las

calentadas. La convección t iene lugar so lamente en f lu idos, l íqu ido o gas. 5. Escala Fahrenheit – Los puntos f i jados de esta escala son congelamiento

(32 grados Fahrenhei t ) y ebul l ic ión (212 grados Fahrenhei t ) . La d i ferencia entre estos dos puntos f i jados es de 180 grados Fahrenhei t .

6. Escala Cent ígrado – Los puntos f i jados, congelamiento y ebul l ic ión son 0

grados Cent ígrados y 100 grados Cent ígrados, con 100 grados Cent ígrados entre los dos puntos f i jados.

7. Cero Absoluto – La temperatura a la cual las moléculas no t ienen

movimiento. Teór icamente esta es la temperatura más ba ja pos ib le . Dos escalas t ienen sus puntos cero a este punto de cero absoluto. Son las esca las Rank ine y Kelv in. Cero absoluto igual –459,7 grados Fahrenhei t , - 273,2 grados Centígrados, 0 grados Rankine ó 0 grados Kelv in.

8. Escala Rankine – E l punto de congelamiento de l agua en la esca la

Rankine es de 491 grados Rankine. El punto de ebul l ic ión es 671 grados Rankine, con 180 grados Rankine entre los puntos f i jados. Esta escala es l lamada a veces escala Fahrenhei t absoluta.

9. Escala Kelvin – El punto de congelamiento del agua en la escala Kelv in

es de 273 grados Kelv in . E l punto de ebul l ic ión es de 373 grados Ke lv in , con 100 grados Kelv in entre los puntos f i jados. Esta escala es l lamada a veces la escala Cent ígrado absoluto.

10. Efecto Termoeléctr ico – E l p r inc ip io fue descub ier to en 1821 y se

convi r t ió en la base teór ica para los termopares. Sost iene que cuando dos ob je tos d i ferentes (d is ími les) de meta l son conectados uno a l o t ro , ex is te una di ferencia en la temperatura entre las dos uniones, se generará un mil i - vol ta je y f lu i rá una corr iente.

Temperatura, General La temperatura es una var iable importante que puede ser medida, ind icada o cont ro lada. E l ca lor cambia las prop iedades f ís icas o químicas de la mayor ía de las sustanc ias cuando son ca lentadas o enf r iadas. La temperatura es e l grado de calor o f r ío medido por una escala def in ida. E l ca lor (ca lor o f r ío) es e l resul tado de la act iv idad molecular . Mientras más ráp ido se muevan las moléculas más ca lor cont iene un cuerpo. E l ca lor es una forma de energía medida en BTU (Br i t ish Thermal Uni ts) . Cuando dos sustancias que t ienen d i fe ren tes can t idades de calor ent ran en contacto una con la ot ra. Hay un f lu jo de calor desde la fuente de calor más grande hacia la sustancia que cont iene menos ca lor . Transferencia de Calor El ca lor es t ransfer ido de una de t res maneras: conducc ión, rad iac ión y convección. Conducción E l ca lor apl icado a una par te de una sustancia es t ransfer ido a todas las par tes de esa misma sustanc ia . La conducc ión t iene lugar so lamente en só l idos. E l calor es t ransfer ido en forma de rayos enviados por medio de las moléculas de una sustanc ia ca lentada cuando suf ren cambios in ternos. La rad iac ión t iene lugar en cualquier medio, inc luyendo un vacío. E l ca lor de una estufa de leña i r radia su energía ca lór ica. La Figura T- 1 muestra un e jemplo de conducción.

Radia ción E l ca lor es t ransfer ido en forma de rayos emi t idos por las moléculas de una sustanc ia ca lentada cuando suf re cambios in ternos. La rad iac ión t iene lugar en cualquier medio, inc luyendo un vacío. La d i rección del f lu jo de calor va desde la fuente de cal or más grande hac ia la fuente de ca lor más pequeña. La F igura T-2 muestra un ejemplo de radiación.

Escalas y Conversión de Temperatura Esca la Punto de Conge lamien to Punto de Ebul l ic ión Rango Fahrenhei t 32 F 212 F 180 F Cent ígrado 0 C 100 C 100 C Rankine 491 ,7 R 671,7 R 180 R Kelv in 273,2 K 373,2 K 100 K Será impor tante poder conver t i r de una esca la de temperatura a o t ra . Las s ig uientes fórmulas pudieran ayudar con ésto. Grados Centígrados = 5/9 (grado F – 32 ) Grados Fahrenhei t = 9 /5 (C + 32) Grados Centígrados = Grados K – 273 ,2 Grados Fahrenhei t = Grados R – 4 5 9 , 7

Termómetros Las d imens iones de todas las sus tanc ias cambian una cant idad def in ida por cada grado de cambio de temperatura. Esto es denominado e l coef ic iente térmico de expansión. E l mercur io en un termómetro de v idr io func iona sobre e l pr inc ip io de que e l mercur io se expande más que e l bulbo de v idr io que lo cont iene cuando se ap l ica ca lor a l bu lbo. Por es ta razón e l mercur io se e leva en la pequeña co lumna in terna del tubo. Se coloca una escala b ien sea a l lado del tubo de v idr io o grabada en e l v idr io mismo. Debido a que e l mercur io es una sus tanc ia tóx ica , se ut i l iza a lcohol o to luol en los termómetros en vez de mercur io. Cuando se ut i l iza e l f lu ido apropiado, pueden medi rse temperaturas desde –300 grados F hasta 1 .200 grados F. Un termómetro es cons iderado un ind icador de temperatura local y e l t é rm ino “loca l ” s ign i f i ca que e l d ispos i t i vo es tá co locado en e l campo. En una l ínea de vapor pudiera hal larse un ind icador de temperatura local . La F igura T- 4 muestra un e jemplo de un termómetro de v idr io y tubo.

Termómetros Bimetál icos La operac ión de un termómetro b imetá l ico func iona sobre e l pr inc ip io de la expansión térmica. Se fus ionan dos d i ferentes a leaciones de meta l . Los dos metales t ienen di ferentes coef ic ientes de expansión. Cuando el elemento b imetál ico es calentado, la d i ferencia en las ratas de expansión ocasiona que se desenro l le , moviendo un puntero. Usualmente están formados en una conf igurac ión p lana, en espi ra l o he l ico ida l . Pueden medi rse temperaturas desde – 300 grados F hasta 800 grados F. Un termómetro b imetá l ico también proporc iona ind icac ión de temperatura loca l , a l igual un termómetro de v idr io . La F i g u r a T- 5 muestra un meta l de a l ta expansión en e l fondo fus ionado con un metal de menor expansión en la parte al ta. esta es la razón por la cual la t i ra b imetál ica se f lex iona hacia arr iba. La Figura T- 5 muestra un ejemplo de un termómetro b imetál ico.

Termómetros de Resorte de Presión Un termómetro de resor te de pres ión puede detectar una temperatura en un punto y leer la en un s i t io a le jado. Las medic iones de temperatura pueden ser u t i l izadas para medic ión cont inua, pueden ser reg is t radas, ind icadas o ut i l izadas como una var iab le de proceso que neces i ta ser cont ro lada. E l componente pr inc ipal es e l resor te de presión. Puede ut i l izarse un tubo Bourdon en forma de C; s in embargo, e l espi ra l y e l hél ice son más comunes. Una tubería capi lar de d iámetro in terno pequeño es unida a un extremo del resor te de pres ión. Un bulbo sensor es unido al otro extremo. El bulbo sensor es e l e lemento que hace contacto con e l proceso y es e l e lemento pr imar io . Cuando los t res e lementos (un resor te de pres ión, tuber ía cap i la r y un bu lbo de temperatura) son l lenados con e l f lu ido adecuado, t raba jarán juntos como un d isposi t ivo medidor de temperatura. Los termómetros de resor te de pres ión son c las i f i cados de acuerdo con e l t ipo de f lu ido de l lenado. El mercur io, en un t iempo, fue e l f lu ido de l lenado usado más comúnmente y temperaturas desde –300 grados F hasta 1.000 grados F podían ser medidas con fac i l idad. El n i t rógeno es e l u t i l izado más f recuentemente en s is temas de l lenado a gas. Pueden medirse temperaturas desde – 400 grados F hasta 1.000 grados F. Un termómetro de resorte de presión funciona sobre el pr incipio de la expans ión térmica. Cuando la temperatura aumenta, e l l íqu ido se expande. Debido a que no hay espacio para e l f lu ido expandido, la pres ión aumenta en este s is tema cerrado. En un s istema l lenado ut i l izando l íquido o gas, se apl ica calor a l bulbo. Mient ras más ca lor se ap l ique a l bu lbo de temperatura mayor será la expans ión de la sustancia de l lenado y mayor será la pres ión in terna. El resor te de presión se desenro l la , dando movimiento mecánico a un puntero o ind icador . También está disponible una c ombinación de vapor l íquido. Este t ipo de termómetro de resor te de pres ión d i f iere del l lenado con l íqu ido en que e l vapor no se expande un i formemente, como un l íqu ido. Los termómetros de pres ión de vapor no sat is facen una escala uni forme. Las d iv is iones se hacen más anchas a medida que la temperatura aumenta. Los termómetros l lenados con vapor pueden medir temperatura desde – 300 grados Fahrenhei t hasta 600 grados F. Otra caracter ís t ica de este d isposi t ivo de medic ión de temperatura es e l in tercambio de vapor y l íqu ido cuando la temperatura de l bu lbo sensor cambia de un va lor menor a l de la temperatura de resorte de presión a un valor mayor. Cuando la temperatura del bu lbo es menor que la temperatura a lo largo del resto del s is tema, se encontrará l íqu ido en el bulbo y vapor en el resto del s istema.

La F igura T- 6 muestra un termómetro de resorte de presión.

La F igura T-7 muest ra un termómetro de resor te de pres ión con compensación de temperatura.

Sistemas Eléctr icos de Medición de Temperatura Los te rmopares han s ido popu lares por muchos años en las indust r ias de meta l y de papel . La popular idad de los d ispos i t ivos e léct r icos de medic ión de temperatura ha aumentado. Los te rmopares y los RTD son los d ispos i t ivos de medic ión de temperatura usados más ampl iamente . Los RTD se es tán vo lv iendo más duraderos; s in embargo, no medirán temperaturas tan a l tas como las que podrán medi r los te rmopares . Termopar La termoelect r ic idad fue descubier ta por Seebeck en 1821. Él observó un vol taje generado en un c i rcu i to cer rado con dos meta les d is ími les cuando sus empalmes estaban a d i ferentes temperaturas. Este EMF, o vol ta je, es producido por la ap l icac ión d i rec ta de ca lor . Pueden medi rse desde temperaturas de c o ngelamiento hasta temperaturas muy a l tas. La construcc ión f ís ica de un termopar inc luye la conexión de dos metales d is ími les. Por e jemplo, los termopares de h ierro/constantan t ipo J son unidos para produci r un EMF cuando los empalmes ca l ientes y f r íos están a temperaturas d i ferentes. El empalme de medic ión es l lamado empalme cal iente, mientras que e l empalme de referencia es l lamado empalme f r ío . Para que las medic iones de temperatura sean correctas, e l empalme de referencia debe permanecer constante mientras que el empalme de medic ión cambia con respecto a é l . S i se permi te que e l empalme de re ferenc ia var íe , en tonces debe proporc ionarse compensac ión de tempera tura . E l empalme de referencia es referenciado a 32 grados F ó 0 grados C. Es de acá de donde v iene el término compensación de temperatura del empalme fr ío. E l vo l ta je aumenta a medida que aumenta la d i ferencia entre e l empalme f r ío y e l ca l iente. es necesar io un inst rumento sens ib le capaz de medi r con prec is ión los mi l ivo l t ios . La l ineal idad de la esca la de mi l i vo l t io de tempera tu ra puede ser no l inea l . Esto pus iera tener que ser tomado en cuenta a l e leg i r un termopar . Hoy en día muchos termopares son insta lados con t ransductores que proporc ionan compensación de temperatura de empalme f r ío automát ica. Es to se hace pasando corr iente a t ravés de un resistor sensib le a la temperatura que mide la temperatura del empalme de referencia y la compensa electrónicamente. Una ins ta lac ión indust r ia l t íp ica contendrá un thermowel l , un termopar , un a lambre de ex tens ión, un t ransductor y un d ispos i t i vo de recepc ión para ind icar o cont ro lar la temperatura. Un thermowel l proporc iona a is lamiento a l d ispos i t ivo de medic ión de manera que e l mantenimiento pueda ser rea l izado on l ine s in apagar e l s istema para sacar e l term opar. Los a lambres de extensión son alambres que conectan e léct r icamente e l termopar a l t ransmisor de dos a lambres. Estos a lambres están usualmente hechos de los mismos metales que el termopar mismo. Si por e jemplo, se está ut i l izando un termopar t ipo J, los t ipos de a lambre son H ier ro y Constantan. E l h ie r ro es e l p lomo pos i t i vo y e l cons tantan es e l p lomo negat ivo. Para la correcta operación, e l a lambre de h ierro debe i r todo e l camino desde e l termopar hasta e l t ransmisor a t ravés de la ca ja de empalme. Si por a lguna razón los a lambres en la caja de empalme están invert idos, se obtendrá una medic ión errónea. La razón para esto es e l hecho de que un termopar está hecho para conectar meta les d is ími les, y la invers ión de los a lambres en la ca ja de empalme creará dos termopares ad ic iona les que induc i rán un er ror en la medic ión. A l u t i l i zar a lambres de extens ión, asegurarse de que los t ipos de a lambres son compat ib les con e l termopar usado. Si se usan

alambres de extens ión equivocados, la medic ión de temperatura no será precisa. La F igura T- 8 muestra un e jemplo de un termopar.

La F i gu ra T-9 muestra e l pr inc ip io de la ut i l izac ión de un termopar para medir una fuente de ca lor mient ras se proporc iona compensac ión de temperatura de e m palme frío.

La F igura T-10 muestra cómo se usa un termopar con a lambre de extensión y su conexión a un t ransmisor de dos a lambres con temperatura compensada. Es impor tante que e l a lambre de extens ión sea compat ib le c on e l a lambre de termopar ut i l izado. S i no lo es, se formarán termopares donde los meta les d is ími les ent ren en contacto uno con e l o t ro , induc iendo a un error en la medición.

La F igura T- 11 muest ra un e jemplo de var ios termopares y sus mi l i vo l t i os re lat ivos a la re lac ión de temperatura.

La F igu ra T-12 muest ra un e jemplo de un te rmopar con prec is ión y los t ipos de alambres de extensión. La Temperatura de Referencia es 32 grados F

En América el alambre rojo ais lado es el conductor negat ivo, en Europa es lo opuesto. Si se considera el uso de un termopar de Hierro/Constantan, del t ipo “J” , para medir la temperatura, e l pr imer mater ia l mencionado en la descr ipc ión es e l conductor posit ivo, que en este caso es el conductor de Hierro.

Tipo de Termopar

Colores

Rango de Temperatura & Precisión

Tipos de Alambres de Extensión

E

+ (púrpura) Cromel - (rojo) Constantan

0 a 600 F 600 a 1502 grados F

+ (púrpura) Cromel - (rojo) Constantan

J

+ (blanco) Hierro - (rojo) Constantan

-100 a +530 F +/- 4 grados F 530 a 1400 F +/- ¾% de lectura

+ (blanco) Hierro - (rojo) Constantan

T

+ (azul) Cobre - (rojo) Constantan

-300 a -75 F +/- 2% de lectura -75 a +200 F +/- 1 ½ F 200 a 700 F +/- ¾% de lectura

+ (azul) Cobre - (rojo) Constantan

K

+ (amarillo) Cromel - (rojo) Alumel

0 a 530 F +/- 4 grados F 530 a 2300 grados F +/- ¾% de lectura

+ (amarillo) Cromel - (rojo) Alumel

S

+ (negro) 90% PT - 10% Rh - (rojo) Platino

0 a 1000 F +/- 3 grados F 1000 a 2700 F +/- 0,3% de lectura

+ (negro) Cobre - (rojo) Aleación de CuNi

R

+ (negro) 87% PT - 13 Rh - (rojo) Platino

0 a 1000 F +/- 3 grados F 1000 a 2700 F +/- 0,3% de lectura

+ (negro) Cobre - (rojo) Aleación de CuNi

B

+ (gris) 70% PT - 30% Rh - (rojo) 94% PT - 6% Rh

1502 a 3101 grados F +/- 0,5%

Promediar la Temperatura Para med i r una tempera tura promedio en t re dos puntos , los te rmopares son conectados en para le lo . E l vo l ta je que aparece cuando los termopares están en para le lo representa e l vo l ta je promedio generado por e l número de termopares ut i l izados. También es necesar io ut i l izar res is tores de inundación ya que la resistencia de l te rmopar y de l a lambre de extens ión var iará con la temperatura . Por esta razón, s i e l valor de resistor de inundación es mayor que el cambio o d i ferenc ia en la res is tenc ia se min imizará e l e fecto de estas var iac iones. 1.500 ohms es un valor t íp ico. E l termopar nunca se conecta a t ier ra para ev i tar cor toc i rcu i to de t ie r ra . La F igura T-13 muestra un e jemplo de un promedio de temperatura.

Diferenciales de Temperatura Los termopares pueden ser u t i l i zados para medi r la d i fe renc ia de temperatura entre dos puntos. Dos termopares son colocados e léct r icamente en ser ie , opuestos uno a l ot ro, y son conectados con un a lambre de extensión compat ib le. S i la temperatura de ambos termopares es la misma, no hay d i ferenc ia en la potencia y la lectura de la temperatura d i ferencia l ent re los dos puntos escogidos será de cero . La F igura T- 14 muest ra un e jemplo de cómo pueden usarse los termopares para tomar la d i ferenc ia de temperatura ent re dos puntos.

Curvas de Cal ibración Un termopar genera va lores de mi l ivo l t ios ext remadamente pequeños, usualmente entre – 11 a 75 mv, dependiendo del t ipo de termopar y de su rango. Las s igu ientes páginas muest ran las tab las de temperatura para los termopares de t ipo J , K y S. Las F iguras T- 15, 16 y 17 muestran un ejemplo de tablas de convers ión de termopar .

Tipo J – Mi l ivol t io de termopar a tabla de temperatura

FIGURA T - 1 5

Tipo K – TERMOPAR CROMEL-ALUME L

Grados Fahrenhei t vs . Mi l ivo l t ios . Las temperaturas están basadas en la Esca la Internacional de Temperatura de 1948. emf es expresado en mi l ivol t ios absolutos.

Tipo K – TERMOPAR CROMEL- ALUMEL – con t inuac ión

Grados Fahrenhei t vs . Mi l ivo l t ios . Las temperaturas están basadas en la Esca la Internacional de Temperatura de 1948. emf es expresado en mi l ivol t ios absolutos.

Tipo S – Mi l ivol t io de Termopar a Tabla de Temperatura

TIPO S - TERMOPAR DE PLATINO vs. PLATINO MÁS 10% DE RODIO

FIGURA T - 1 8

Tipo S – Cont inuación TERMOPAR DE PLATINO vs. PLATINO MÁS 10%

DE RODIO

FIGURA T - 1 9

Detector (Disposi tivo) Térmico (Temperatura) de Resistencia o RTD

El RTD funciona sobre el principio de que la conductividad eléctrica cambia con la temperatura. Por esta razón una bobina de alambre puede actuar como un sensor de temperatura. Hay una relación directa entre la resistencia y la temperatura. Existen curvas de resistencia temperatura que son precisa a un 0,1%. Hoy en día, la industria utiliza RTDs de platino que son exactos y que son capaces de soportar temperaturas de hasta 1.650 grados F. El estándar para la industria es lo que se llama un resistor de 100 ohmios. Lo que esto significa es que, si el RTD es colocado en un baño de hielo, su resistencia será d 100 ohmios. Hoy también se ven bulbos de cobre de 10 ohmios o los RTD de 1000 ohmios. Estos dos últimos se están haciendo menos y menos comunes. Los transmisores de dos alambres son utilizados frecuentemente para transmitir la medición de temperatura a distancia, sin pérdida de exactitud. El RTD es un brazo de un circuito de puente con la salida eventual de 4-20ma. desde el transmisor. Otro convertidor cambia la temperatura a un equivalente 3-15 de salida. La Figura T-20 muestra un ejemplo de un RTD. La Figura T-21 muestra tres redes de circuitos típicas para RTDs. La Figura T-22 muestra una temperatura de RTD versus la tabla de ohmios absolutos para escalas tanto de grados Fahrenheit como de grados Celsius.

FIGURA T- 21 Muestra 3 redes de c i rcui to t íp icas para RTDs

Tabla de Conversión Temperatura a Resist encia, 100 Ohm Datos de Temperatura/Resistencia, de RTD de Plat ino basados en la Curva DIN 43760, 9-68 , (Foxboro PR 238) Grados Celsius vs. Ohmios Absolutos. Estas tablas muestran el valor de resistencia (Ohmios Absolutos) entre los terminales o conductores negro y b lanco de los sensores de t ipo RTD a d i ferentes temperaturas (en grados Cels ius) .

Tabla de Conversión del RTD de Plat ino – continuación

FIGURA T – 2 2 cont inuación

Nota s: 1. La vá lvu la de contro l que produce un porcenta je de aumento o d isminución

igual inherente, sobre e l f lu jo ex is tente cuando e l tapón es recolocado t iene un =% edad.

2. Si una válvula de contro l pasa 25% de su capacidad tota l cuando está 25% ab ier ta , 50% de su capac idad cuando es tá 50% ab ier ta y 75% cuando es tá 75% abier ta , la caracter ís t ica inherente es l i nea l.

3. Si aumenta la caída de presión (del ta P) a t ravés de una válvula, aumentará el f lu jo de un f luido a través de la válvula.

4. Puede ut i l izarse un actuado r de pistón s i se requiere una carrera larga o una presión de actuador al ta.

5. Una sal ida de contro ler neumát ico es una func ión del espaciado entre un def lec tor y una boqui l la . Un cambio en la re lac ión def lec tor - boqui l la produce un aumento o una disminución en la presión t rasera que es perc ib ida por e l re la i . Esta re lac ión def lector /boqui l la está determinada por la señal de entrada.

6. La abras ión puede dañar severamente e l cuerpo y e l revest imiento de una válvula de contro l .

7. F lu jo l íqu ido de dos etapas. La 1 ra e tapa es la formación de huecos o cavidades dentro del s is tema del l íquido; la 2 da e tapa es e l co lapso o implosión de estas cavidades de regreso a un estado l íquido y es l lamada cavitación.

8. Los actuadores neumát icos pueden ser fác i lmente asegurados cont ra fa l las. 9. En una válvula de jaula se puede encontrar un c i l indro metál ico hueco, que

guía e l movimiento del vástago y sost iene el aro de asiento en su lugar. 10. El término guarnic ión de válvula se ref iere a: e l vástago, e l tapón y e l aro de

asiento. 11. Una venta ja de un ac tuador e lec t romecánico es que no l impia e l a i re seco de l

instrumento. 12. Un actuador de diafragma responde a una señal neumática. 13. No se obt iene un v ia je completo del vástago en un actuador de resorte +

d ia f ragma cuando se le sumin is t ra pres ión. La pa rada del v iaje del vástago está fuera de ajuste.

14. En actuadores de motor e léctr ico usualmente se encuentran levas de in terruptor de l ími te.

15. El actuador del t ipo p is tón of rece gran empuje, como resul tado de poder usar a l tas presiones.

1. Globo – válvula de contro l básica. 2. Bola – c ier re de vá lvu la g i ra tor ia que t iene d iámet ro in terno, muesca o

contorno. 3. Mar iposa – disco girator io. 4. Contracción – e l tubo f lex ib le es co lapsado para contro l . 5. Puerta desl izante – e l f lu jo es contro lado por ranuras impares.

1. Cua ndo el % de f lu jo a t ravés de una válvula es igual a l % del movimiento del tapón, una válvula t iene caracter ís t icas de f lu jo l ineal .

2. El t apón en una válvula de g lobo t iene e l mismo propósi to que e l v is to en una válvula de mariposa.

3. E l proceso de esmer i lar e l tapón y e l as iento de una vá lvu la es conocido como pul i tura.

4. Las vá lvu las de contro l que t ienen un tapón colocado por medio de un vástago que se des l iza a t ravés de un por taempacadura a menudo son mencionadas como vá lvu las de cont ro l de movimiento l ineal del vástago.

5. Las válvulas de mar iposa son válvulas de contro l de movimiento g i rator io. 1. Una válvula de contro l con un actuador de acción di recta y con guarnic ión

d i recta abr i rá a l fa l lar. 2. S i una señal ascendente de ins t rumento a l co locador ocas iona que s e

ext ienda el vástago de la válvula, d isminuyendo el f lu jo, la válvula es de acc ión reversa.

3. Un actuador neumát ico de válvula que opera sobre e l rango de señal del inst rumento de 9- 15 psi es denominado rango div id ido.

4. El cuerpo de una válvula puede contener mater ia l de empaque que ev i ta fugas a lo largo del vástago de la válvula.

5. Una respuesta desacelerada n o es una caracter ís t ica de los co locadores. Caracter ís t icas de los colocadores :

1. Min imizan los efectos de la f r icc ión. 2. Permi ten la operación de una válvula de rango div id ido. 3. Permi ten la polar izac ión de la vá lvu la.

6. La d ispers ión de una válvula asentada en metal puede ser reducida por medio de un proceso l lamado pul i tura.

ACTUADORES, VÁLVULAS, COLOCADORES E I/Ps

Discusión Una cadena no es más fuer te que su eslabón más débi l . La performance de un s is tema cer rado depende de que cada componente cumpla con sus func iones. Hoy en d ía , los microprocesadores han hecho que sea más fác i l l id ia r con los t ransmisores y cont ro lers , deb ido a que no hay insta lac ión mecánica. E l problema de hoy es “¿cuáles son los movimientos c laves para ca l ibrar esta cosa?” . Cada mecanismo asociado con una válvu la automát ica necesi ta a l ineación mecánica, a justes, c las i f icac ión de tamaño correcta, herramientas especia les y cal ibración para poner los a funcionar. El componente más impredec ib le en e l c i rcu i to de cont ro l de l feedback es la combinac ión de la válvula, e l actuador y e l colocador. Si no se presta la debida atención a la vá lvu la automát ica, la vá lvu la no func ionará correctamente. Lo más impor tante es que las vá lvu las automát icas sean ins ta ladas aprop iadamente s i van a ayudar a reduci r la var iac ión de la var iable del proceso y a proporc ionar una buena per formance conf iab le . E l e lemento de cont ro l f ina l puede inc lu i r un amort iguador , un propulsor de ve loc idad var iab le, un re la i de motor o una vá lvu la automát ica. E l operador f ina l más popular es e l actuador de d iaf ragma neumát ico. Toda válvu la requiere del uso de un actuador para conver t i r la sa l ida del contro ler a movimiento del vástago de la vá lvu la y con suf ic iente energía para hacer lo. La sa l ida del contro ler puede ser neumát ica, e lect rónica o h idrául ica. Una señal de a i re es apl icada a un d ia f ragma e lást ico grande respaldada por una p laca de d ia f ragma sól ida. Una p laca de d iaf ragma mueve la guarnic ión de la válvula hasta la posic ión o abertura apropiada, estrangulando así la válvula hasta una posic ión f i jada. Un resorte espira l , con una rata de resorte f i jada, se opone a la fuerza creada por la presión de a i re sobre e l d ia f ragma. La posic ión del vástago es un balance de fuerza que depende del área del d iaf ragma, de la presión de a i re , de la caracter ís t ica del resor te y de las fuerzas creadas por e l f lu ido del proceso que cor re . E l conoc imiento de cómo se re lac ionan estas fuerzas permi te la c las i f icac ión apropiada de actuadores y resor tes. La válvula pudiera estar colocada en una l ínea donde la presión estát ica va desde unas pocas l ibras hasta mi l l ib ras. La vá lvu la debe ser capaz de mover e l rango to ta l s in impor tar la pres ión de la l ínea. La tens ión de l resor te es a jus tada y e l a jus te de l resor te es denominado “ f i jado en el banco”.

La Válvula Automática La válvula automát ica consta de t res partes: e l actuador, e l bonete, válvula y cuerpo de vá lvu la . También debe inc lu i rse e l co locador y e l I /P de la vá lvu la como par te de este paquete tota l . E l actuador proporc iona fuerza para mover la vá lvu la hasta la aber tura o posic ión correcta. Un actuador usualmente consta de una ca ja de d ia f ragma super ior e infer ior , una placa de diafragma, una culata de d iaf ragma, resorte y a justador del resorte. Un ensamble t íp ico de bonete de vá lvu la consta de un juego de empacadura, por taempacadura, tuercas de empacadura y pos ib lemente un resor te. E l resor te es ut i l izado para proporc ionar fuerza en la empacadura para evi tar los escapes entre la empacadura y e l vástago de la vá lvu la, ya que las empacaduras nuevas se rompen o se desgastan con e l t iempo. La vá lvu la y e l cuerpo de válvu la guardan la guarn ic ión de la vá lvu la. La guarn ic ión de la vá lvu la comprende un tapón y as iento. Un tapón y as iento pueden estar hechos de muchos t ipos de mater ia les, s iempre que sean impermeables a l mater ia l en la l ínea. La guarn ic ión de la vá lvu la puede estar caracter izada por d i ferentes t ipos de caracter ís t icas de l f lu jo , esto será cubier to en profundidad más tarde en este capí tu lo . La F igura V-1 muestra un e jemplo de una válvula de vástago desl izante con sus partes et iquetadas.

Actuador Ex is ten dos t ipos de ac tuadores de d iaf ragma de resor te ut i l izados con la mayor ía de las vá lvu las automát icas. Son e l ac tuador de acc ión d i rec ta o de acción reversa. El actuador mostrado en la Figura V -2 es conocido como un actuador de “acc ión d i recta” . La pres ión de a i re apl icada a l d ia f ragma causa que e l vástago se ext ienda. Si usted puede imaginarse mirando desde la par te super ior de la caja del d iaf ragma hacia la culata de la válvula entonces apl icar a i re a l d iaf ragma causará que el vástago se ext ienda le jos de usted. En la Figu ra V - 3 se muestra una versión de “acción reversa”. La presión de aire apl icada a l d iaf ragma ret rae e l vástago de la vá lvu la. De nuevo, s i usted puede imaginarse mirando desde la par te super ior de la ca ja del d ia f ragma hacia la cu la ta de la vá lvu la , ap l icar a i re causará que el vástago se ret ra iga hacia usted.

Principio de Operación del Actuador Observar la F igura V- 4 mient ras se lee lo s igu iente . En esta exp l icac ión se ut i l izará un actuador de acción reversa. Se apl ica ai re entre la par te más baja de la ca ja del d ia f ragma y e l d ia f ragma. Se usa el aro “O” para evi tar escapes de aire entre el vástago del actuador y la par te super ior del ensamble de la culata. Un actuador de acción d i recta no t iene un aro “O”. Recordar que LA PRESIÓN ES IGUAL A LA FUERZA DIVIDIDA ENTRE EL ÁREA SOBRE LA CUAL ES EJERCIDA. O s i se busca la fuerza, Fuerza = pres ión x área. Se apl ica pres ión a l área efect iva de un d iaf ragma, la cual e jerce una fuerza sobre e l d iaf ragma y sobre la p laca del d iaf ragma, empujando e l d ia f ragma hac ia aba jo . E l resor te se opone a l mov imiento de l d iafragma y de la p laca de diafragma. La compresión del resorte es f i jada por e l a justador del resorte a un valor determinado FIJADO EN EL BANCO . El valor f i jado en el banco está escr i to sobre la et iqueta de la válvula pegada a la culata de la válvula. El valor f i jado en el banco es un ajuste muy importante.

Se asume que e l valor f i jado en e l banco, estampado a un lado de la válvula , es de 7-1 5 psi y que el v ia je de la válvula es de ¾”. Valor Fi jado en el Banco – El valor f i jado en e l banco es e l a juste hecho al resor te con el vástago de la válvula desconectado del vástago del actuador . Estos vástagos pueden ser separados qu i tando e l acoplo de vástago (ver IMPORTANTE debajo) . S i los va lores f i jados en e l banco son de 7-15 ps i , e l a justador del resorte será ajustado de manera que el vástago del actuador comenzará a moverse a 7 psi (0% de via je) . Se habrá movido ¾” con los 15 psi ap l i cados (100% de v ia je) . Después de haber f i jado los va lores en e l banco, no volverá a cambiar e l a justador del resorte. IMPORTANTE*** En este punto e l tapón de la válvula es forzado contra e l as iento s i e l resorte está bajo compresión. antes de remover e l acoplo, g i rar e l a justador de l resor te hasta que toda la carga de l resor te sea removido de éste. Si esto no se hace, las roscas del vástago de la válvula, del vástago del actuador y las roscas in ternas del acoplo del vástago serán destru idas a medida que la fuerza del resor te empuja estas roscas unas contra ot ras. Esta es una l iberación de energía potencia l a energía c inét ica que causa una práct ica insegura y la destrucción de estas partes. La F igura V-5 muestra la curva del actuador con un valor f i jado en el banco de 7 -15 psi. El eje de las X plasma el viaje en porcentaje contra el eje de las Y que es la presión del actuador en PSI. Debido a que no hay f r icc ión impuesta por la empacadura, esencia lmente e l actuador v ia ja por la misma vía f ro tando arr iba y abajo.

Ajuste Real del Ajustador del Resorte para un Actuador de Acción Reversa

El pr imer paso para a justar e l resor te no es a justar e l va lor más bajo f i jado en e l banco s ino a justar realmente pr imero e l va lor más a l to f i jado en e l banco. Si s e apl ican 15 ps i a l puer to de entrada del actuador se quiere que este esté de acuerdo con la p laca de l d ia f ragma que se e leva y ent ra en contacto con la ca ja super ior del d iaf ragma o9 que el v ia je super ior se detenga s i la válvula t iene paradas. S i la carrera de la válvula es de ¾”, y se d isminuye la presión de 15 ps i a 7 ps i , e l vástago del actuador se moverá hacia abajo ¾” y la pres ión que logrará este será de 7 psi . Seguidamente presionar e l vástago de la válvula hacia aba jo hasta que descanse sobre e l as iento de la vá lvu la. Colocar ahora e l acoplo d iv isor a l rededor tanto de la válvula como del vástago del actuador y juntar las dos mi tades con pernos . E l vástago del actuador comenzará a moverse a 7 ps i y se moverá ¾” con 15 ps i , mientras que al m ismo t iempo la p laca de l d ia f ragma descansa cont ra las paradas de l v ia je o la ca ja super ior de l d ia f ragma. También es impor tante entender que e l v ia je ha s ido capturado entre la parada in fer ior (e l tapón contra e l as iento) y la parada super ior ( la p laca del d iaf ragma descansa contra las paradas del v ia je o la caja super ior del d iafragma) de acuerdo con el valor f i jado en e l banco de 7-15 psi. La f igu ra V- 6 muestra la curva del actuador con un valor f i jado en el banco de 7 -15 psi después de que son conect ados e l vástago de la vá lvu la y e l vástago del actuador. Cuando los dos vástagos son conectados la f r icc ión tendrá un efecto sobre e l v ia je del vástago de la vá lvu la. La f r icc ión será impuesto por una empacadura de Tef lón local izada en el bonete de la válvu la . En la F igura V - 6 se muestra e l resul tado de esta f r icc ión agregada. Hay que hacer notar que toma más pres ión la car rera en d i recc ión ascendente has ta e l 50% de lo que toma una carrera hacia abajo a 50% del v ia je. Si la válvula es dejada así , será d i f íc i l que la válvula reduzca la var iac ión y en la var iable del proceso ya que le será d i f íc i l hal lar la posic ión exacta que e l contro ler está sol ic i tando la f r icc ión está causando h is téres is y e l d iagrama muestra cómo luce la h is téres is .

Colocador Es ta s i tuac ión presenta un d i lema in teresante . Un cambio en 3- 15 psi debe cambiar la pos ic ión de la vá lvu la desde 0-100%, no 7- 15 ps i . La f r icc ión causada por la empacadura produce h is téres is , lo que puede ocasionar que la válvula f luc túe. E l va lor f i jado en e l banco es una func ión de las fuerzas requer idas para correr la válvula hasta su balance; todas las fuerzas son tomadas en consideración, incluyendo la presión de l ínea y la f r icc ión. Este d i lema es resuel to agregando un colocador de válvu la. E l co locador de vá lvu la permi t i rá que la vá lvu la acepte una señal de ent rada del inst rumento de 3 -15 ps i , lo que a su vez dará una sal ida del co locador de 7 -15 ps i , en concordanc ia con los va lores f i jados en e l banco para las vá lvu las. Cuando la entrada de e l co locador es de 3 ps i su sal ida será de 7 ps i , y cuando la entrada de el colocador es de 15 psi su sal ida será de 15 psi . Cuando la entrada del colocador es de 9 psi y su sal ida es de 11 psi , se log rará un 50% de la posición de la vá lvu la . Ahora la vá lvu la cor rerá todo e l rango con una ent rada de l i ns t rumento de 3- 15 psi y e l colocador ayudará a superar la h is téresis causada por la f r icc ión de la empacadura. La F igu ra V-7 muest ra e l co locador de vá lvu la 3582 montado en una vá lvu la de vástago des l izante F isher 657.

Colocador Neumático Fisher 3582

Procedimientos de Al ineación y Cal ibración

1. Antes de que e l co locador sea a l ineado y luego cal ibrado, e l act uador

debe ser “ f i jado en el banco”. Def in ic ión: Fi jado en el Banco – La p laca de ident i f icac ión t iene en l is tados los va lores in ic ia les de banco o f i jados en e l banco. E l va lor in ic ia l de l banco es la pres ión de la ca ja a la cua l se comienzan a mover e l diaf ragma y la var i l la del d ia f ragma a le jándose de la parada de v ia je super ior con el actuador desconectado de la válvula . 2. Instrucciones de Montaje.

Manual de Inst rucc ión 3582, páginas 6- 8 1. La palanca del feedback está hor izonta l a media carrera. 2. Asegura rse de que la c lavi ja de v ia je esté en la posic ión correcta (en

la palanca del feedbck). 3. Ajustes de a l ineación del 3582: página 15 en e l Manual de Inst rucc ión

3582. 1. Cortar e l suminist ro de a i re 2. Abr i r e l manual de inst rucc ión 3582 para encontrar las par tes del

colocador descr i tas en este procedimiento. 3. Af lo jar la contratuerca de la boqui l la . 4. Girar la boqui l la en el sent ido de las agujas del re lo j hasta que l legue

al fondo. 5. Gi rar luego la boqui l la en cont ra de l sent ido de las agujas de l re lo j dos

vuel tas compl etas, luego t rabar la. 6. La chapaleta debe aprox imarse a la boqui l la de f rente en e l va lor

medio del rango de la señal de entrada para una operación apropiada. 7. Nivelar la v iga de balance ut i l izando los s iguientes pasos. 8. Abr ir e l suministro de aire.

9. A jus tar la entrada del instrumento hasta la mitad de su rango. A saber , rango 3- 15#, 9# es la mi tad del rango del instrumento. A saber , rango 3- 9#, 6# es la mitad del rango del instrumento. A saber , rango 9- 15#, 12# es la mi tad del rango del inst rumento.

10. Colocar el ensamble del seguidor en cero en la v iga de balance; (n i en acción d i recta n i en acción reversa) .

11. A justar e l torn i l lo del ensamble del seguidor hasta que e l vástago de la vá lvu la esté a media car rera. Trabar la cont ra tuerca de l torn i l lo de l ensamble de l seguidor. Notar que las escalas de v ia je del Fisher están en incrementos de ve inte grados. A media carrera, la chapaleta debe estar en ángulo recto con la boqui l la.

12. Colocar e l ensamble del seguidor en 10 en el cuadrante de acción directa.

13. Af lo jar la cont ra tuerca del fuel le y a justar la c lav i ja del p ivote del fuel le hasta que el vástago de la válvula esté a media carrera. Trabar la contratuerca del fuel le.

14. Colocar e l ensamble del seguidor en 10 en el cuadrante de acción reversa.

15. Af lo jar la cont ra tuerca de la clavi ja de pivote de la v iga y ajustar la c lav i ja de p ivote de la v iga hasta que la válvula esté a media carrera. Trabar la contratuerca del p ivote de la v iga.

16. La v iga está ahora n ive lada o su p lano es perpendicu lar a la l ínea recta t razada a t ravés de la boqui l la con el 50% de la sal ida apl icada.

4. Ajustes de cal ibración del 3582.

1. Mover e l ensamble de la chapaleta hasta aprox imadamente 6 en e l cuadrante operat ivo apropiado.

2. Apl icar una entrada igual a la señal de entrada baja. 3. Ajuste del Cero – A f l o ja r l a contratuerca y a justar la a l tura de la

boqui l la hasta que la válvula se mueva hasta e l extremo de su v ia je. A saber, s i la válvula es ai reada para que abra, a justar la boqui l la hasta e l punto en que la sa l ida del co locador empieza a aumentar desde 0 ps ig hasta e l va lor f i jado en e l banco infer ior . Asumamos una entrada de colocador de 3- 15#, un suminist ro de 20# y un valor f i jado en e l banco de 7- 15#. Si la entrada es 3#, entonces la sal ida es 0 psig en este momento. S i la ent rada es aumentada l igerament e por encima de 3#, entonces la sa l ida se incrementar ía ráp idamente hasta 7# o hasta e l va lor más bajo f i jado en la banco. Es impor tante que e l actuador sea descargado para lograr un c ier re apretado de la vá lvu la con la mín ima señal de entrada apl icada.

4. Ajuste del Tramo – Apl icar una señal igual a l va lor de señal a l ta . S i e l v ia je del vástago es corto, aumentar entonces el v ia je moviendo el ensamble de la chapaleta a un número a l to en la v ía de balance. Cont inuar haciendo esto hasta que la vá lvu la se mueva toda la car re ra con la señal a l ta apl icada a la entrada del colocador. Si la válvula es a i reada para que abra, a justar e l ensamble de la chapaleta hasta e l punto en que la sal ida del co locador comience a aumentar desde e l valor más al to f i jado en el banco hasta la saturac ión (pres ión de sumin is t ro) . Se asume una ent rada de co locador de 3- 15# y un valor f i jado en e l banco de 7- 15#. Si la entrada es de 15#, entonces la sal ida es de 15 ps ig en este momento. Si la entrada es aumentada l igeramente por encima de 15# entonces la sa l ida aumentar ía rápidamente hasta 20# o presión de suminist ro.

5. Repet i r los pasos 3 y 4 hasta que se logre los resul tados deseados.

Principio de Operación – Colocador de Válvula E l Colocador de Válvula apl ica fuerza para vencer la f r icción del resor te y la pres ión del proceso. Cuando ex is ta un desbalance entre la posic ión exacta de la válvula y la señal del contro ler , e l colocador recolocará la válvula. Una vez vencida la f r icc ión, la válvula se mueve enviando información de feedback a t ravés del brazo del feedback y balanceando mecánicamente e l co locador . La F igura V- 8 muestra un co locador y en una página poster ior se dará la expl icac ión de cómo t rabaja.

F IGURA V - 8

Principio de Operación del Colocador 1. Se apl ica una señal de 3- 15 psi a l fuel le. 2. El aire es apl icado solamente al fuel le en vez de a un motor de diafragma

de gran capacidad. 3. La respuesta del contro ler a l colocador es muy rápida. 4. El fuel le mueve la chapaleta para acercar la más a la boqui l la. 5. La presión t rasera es aumentada detrás de la boqui l la . 6. Un aumento en la presión t rasera causa que el re la i proporc ione más

sal ida al actuador. 7. Cuando se aumenta e l a i re lo suf ic iente para vencer la f r icc ión del resorte

y la empacadura, la válvula se mueve. 8. Cuando la válvula se mueve cambia la posic ión de la palanca del

feedback. 9. Cuando la pa lanca del feedback cambia de pos ic ión proporc iona feedback

negat ivo a la chapaleta. 10. Cuando ex is ta un balance de fuerzas, la vá lvu la de jará de moverse y

descansará. S i e l actuador del d iaf ragma no puede apl icar suf ic iente energía para mover con del icadeza la válvula, entonces e l actuador debe ser reducido de tamaño. ot ra opc ión ser ía ut i l izar un actuador de p is tón con e l co locador . Las pres iones y fuerzas suminis t radas son mucho más a l tas con los actuadores de p is tón que las de un actuador de diafragma. Cal ibración en e l Mundo Real de un Colocador de Válvula Un colocador es ca l ibrado cu idando pr imero cualqu ier ca l ibrac ión mecánica que sol ic i te el fabric ante. Después de hacer esto, deben cal ibrarse e l cero y e l t ramo en concordanc ia con los es tándares t razados cer t i f i cados. E l cero será a jus tado a un punto en e l cual con una entrada de 3 ps i , la sa l ida del co locador es de cero ps i . S i la sa l ida de l co locador es 0 ps i , entonces e l resor te proporc ionará carga de as iento tota l , cerrando e l tapón de la válvula contra su as iento. Siempre y cuando e l ar reg lo de la vá lvu la ( tapón y as iento) no esté dañado, entonces la vá lvu la debe estar completamente cerrada. La cant idad de c ier re depende de l t ipo de escape de la vá lvu la . Cualqu ier ent rada por enc ima de 3 ps i ocas ionará que la sa l ida de l co locador se mueva hasta 7 ps i , que es lo que se neces i ta para in ic iar e l movimiento del vástago de la válvula y del actuador. E l t ramo es a jus tado de manera que cuando la ent rada de l co locador sea de 15 ps i su sa l ida sumin is t rará pres ión. E l sumin is t ro es determinado tomando la pres ión más a l ta necesar ia para hacer e l t rabajo y agregándole 5 ps i . E l suminist ro para este e jemplo sería de 20 psi . Este procedimiento exacto de ca l ibrac ión descr i to ar r iba t iene un defecto bás ico. E l co locador es const ru ido ut i l i zando muchas par tes d i ferentes que t ienen d i fe rentes ra tas de expans ión y de cont racc ión. Esto causa desa l ineac ión a l cero que a veces puede ev i tar que la vá lvu la se apague tota lmente. Debajo se descr ibe e l t ruco que sería implementado aquí . Con una entrada de 3,25 psi , hacer e l a juste del cero de manera que la sal ida vaya hasta e l va lor bajo f i jado en el banco. Cualquier valor in fer ior a 3,25 psi descarga e l actuador o la sal ida del colocador cae a 0 psi . Debería haber un c ierre hermét ico. El t ramo es ajustado proporc ionando una entrada de 14,75 psi mientras se hace el a juste del

t ramo de manera que la sa l ida de l co locador aumente para sumin is t rar so lamente s i la entrada del co locador va por encima de 14,75 ps i . Este procedimiento pudiera ser d iscut ib le ya que en este momento no ex is te n ingún estándar para la ca l ibrac ión de l co locador . La F igura V-9 muestra una curva de válvu la con un colocador de válvula. El e je de las X mostrará e l porcenta je de abertura, contra e l e je de las Y que muestra una señal de inst rumento de 3-15 psi .

Válvulas Actuadas Girator ias La válvula g i rator ia ac tuada de l d ia f ragma está const ru ida sobre los componentes bás icos encont rados en la mayor ía de las vá lvu las : ac tuador , vá lvu la y co locador . E l actuador es un d iseño de d ia f ragma y resor te , de acc ión d i recta, ut i l izado en cuerpos de válvulas de e je g i rator i o. Las válvulas girator ias pueden ser u t i l i zadas para cont ro l on/of f o de est rangulamiento. Las paradas de v ia je a justables incorporadas l imi tan e l grado de rotac ión en las posic iones cer rada y ab ier ta . E l e je g i ra tor io es operado a pa lanca. Un es labón es conectado entre la ca ja del d iaf ragma y la palanca. La palanca está montada con lengüeta y aferrada al e je g i rator io. La palanca está apoyada en coj inetes y la bo la V está montada a muñón, proporc ionando sopor te en dos lugares para que la bola gire. La Figu r a V-10 muestra un e jemplo de una válvu la g i ra tor ia F isher 1051 con un co locador 3610J.

La mayor ía de los co locadores operan fundamenta lmente de la misma manera. A medida que se apl ica a i re de inst rumento a l módulo de entrad a, e l módulo se mueve hac ia aba jo . La chapale ta se mueve más cerca de la boqui l la aumentando

la presión t rasera detrás de la boqui l la . Un aumento en la presión t rasera e jerce más fuerza sobre un diafragma, forzando la v iga del re la i hacia arr iba abr iendo u na válvula p i lo to en e l re la i “V” . La presión de sal ida en e l re la i aumenta, lo que a su vez aumenta la presión apl icada al actuador de acción di recta, moviendo el e je del actuador hacia la izquierda. El e je del actuador empuja la palanca conectada al e je g i ra tor io , g i rándolo en e l sent ido de las agujas del re lo j . La leva de l co locador también g i ra en sent ido de las agujas de l re lo j , hac iendo que la rodi l la de leva se mueva hacia arr iba. La par te super ior de la palanca del feedback se mueve hac ia la derecha, e jerc iendo más tensión en e l resorte de rango, moviendo la palanca de a juste de t ramo grueso hacia la derecha. esto ocas iona que la chapaleta se a le je de la boqui l la hasta lograr e l ba lance f ís ico, y la válvula entra en descanso. Válvulas Actuadas de Pi s t ó n La F igura V- 11 muestra un p is tón neumát ico Fisher 1061, de doble acción, ut i l izado con una válvula g i rator ia de 90 grados. Estas válvulas pueden ser ut i l izadas para contro les on/of f o de est rangulamiento. E l p is tón en e l actuador logra e l ba lance cuando la pres ión es la misma en ambos lados de ese mismo p is tón. Se hace un a jus te de cruce de conductores , de manera que los dos re la is tengan una sal ida de 75 por c iento del suminis t ro de a i re. La válvu la cambia de posic ión cuando se vent i la a i re desde un lado del p istón y se aumenta el a i re en e l ot ro lado. El p is tón se moverá en la d i rección que lo a le je de la mayor de las dos pres iones. La vá lvu la cont inuará g i rando hasta que las pres iones sean iguales en ambos lados del p istón y la válvula entre en des canso.

F IGURA V - 11

Colocadores 3610J & 3620J

1. Una instalación. 2. Cal ibración. 1. Ajuste de la Ganancia Menor del Circuito.

El a juste de la ganancia menor del c i rcui to es f i jado en la fábr ica para un colocador enviado con un actuador. Este a juste var ía la ganancia d inámica del co locador para que concuerde con e l tamaño y la carac ter ís t ica especí f ica de l actuador . Pudiera necesi tarse un a juste ad ic ional s i e l co locador es tomado de un cuar to de a lmacenamiento e insta lado en un actuador . En este caso puede requer i r un a juste para lograr la respuesta d inámica deseada.

2. Ajuste del Cruce de Conductores.

E l procedimiento para los colocadores 3610J, 3610JP, 3620J y 3620JP está en la página 14 en e l manual de inst rucc iones.

3. Ajuste del Cero.

Ap l icar una seña l de ent rada igua l a l va lor ba jo de la seña l . G i rar e l to rn i l lo de ajuste del cero para permit i r que el actuador vaya a su punto de in ic io. El pun to de in ic io es la posic ión del vástago del actuador “arr iba o abajo” con la señal cero apl icada. Esto depende de s i e l co locador es de acción d i recta o de acción reversa. Si la entrada es 3#, entonces la sal ida del colocador es de 0 psig en es te momento . S i l a en t rada se aumenta l igeramente por enc ima de 3#, entonces la sa l ida aumentar ía empezando a g i rar la vá lvu la.

4. Ajuste de Tramo. Ap l icar una señal igua l a l va lor a l to de la señal . En la F igura 13, en la pág ina 15 en e l manual de ins t rucc iones, se muest ra la tab la “A juste d e Tramo Grueso”. Escoger un número de agujero que concuerde con el t ramo de e n t r a d a . 3- 15# t iene un t ramo de 12#, por lo tanto e l número de agujero se lecc ionado es 3. S i la rotac ión es cor ta, entonces aumentar e l v ia je g i rando el torni l lo de tramo f ino en sent ido cont rar io a las agujas de l re lo j . Cont inuar hac iendo esto hasta que la vá lvu la se mueva la carrera completa, con la señal a l ta apl icada a la entrada del co locador. Si la válvula es a i reada para abr i r , a justar el torni l lo de t ramo hasta el punto en que la sa l ida del co locador l legue a la saturac ión (pres ión de suminis t ro) . Suponer un resor te de 0- 33#. Si la entrada es de 15 ps ig, entonces la sa l ida del co locador es de 33 ps ig en este momento. S i la ent rada es aumentada l igeramente por enc ima de 15#, entonces la sa l ida aumentar ía rápidamente a 35 ps ig o pres ión de suminis t ro. NÚMERO COMPLETO TRAMO EN PSIG

1 3,2 – 4,6 2 4,6 – 7,4 3 7,4 – 14,0 4 14,0 – 21,0 5 21,0 – 28,8

Acción Reversa Girar el interrupt or de acc ión reversa/d i recta hasta la acc ión reversa. El cont rar resor te debe ser de jado cuando se opera en e l modo acc ión reversa. Aunque e l cero y e l t ramo tengan que ser movidos a los ext remos opuestos de su v ia je, este procedimiento funcionará con todas las ca l ib rac iones. Parece que s i e l cont rar resor te es removido, e l cero ca l ib rado cambia . Cuando e l cont rar resor te es dejado en su lugar, e l cambio del cero no representa un problema. Colocador de Acción Reversa 1. Dejar e l contrarresorte en su lugar. 2. Fij ar la entrada del instrumento a 4ma o a 3 psi y a justar e l cero de 3610J ó

3620J hasta que la sa l ida de l co locador empieza apenas a saturarse ( la sal ida del colocador va a suministro).

3. Fi jar la entrada del instrumento a 20 ma o a 15 psi y ajustar el t ramo del 3610J ó 3620J hasta que la sa l ida de l co locador empieza a cor tarse ( la sa l ida del colocador descarga el actuador) .

4. Repet i r los pasos 2 y 3 hasta que tanto e l cero como el t ramo sean correctos. 3610J COLOCADOR

La Figura V – 12 muestra un actuador de p is tón con regreso del resor te.

La Figura V – 13 muestra un actuador de p istón con un d iseño de re j i l la y p iñón.

Colocadores PMV La F igura V-14 mues tra un e jemplo de un colocador PMV de p ieza de carrete.

Un co locador PMV func iona de la s igu iente manera. Se ap l ica un incremento en e l a i re del inst rumento a l d ia f ragma o membrana, forzándolo hacia abajo. Debido a que la v iga de balance está engoznado en su lado izquierdo, e l carrete en e l b loque de car re te también se mueve hac ia aba jo . Se lanza a i re desde e l puer to de suminist ro a l puer to de sal ida, apl icando a i re a l lado derecho del p is tón. El p is tón se mueve a la izqu ierda, moviendo cons igo la var i l la de l p is tón. La leva gi ra en sent ido de las agujas del re lo j , haciendo que la rodi l la de leva y e l ensamble del brazo más bajo se muevan hacia arr iba. El resorte del feedback se comprime más y, a su vez, mueve la v iga de balance hacia arr iba. A medida que la v iga de balance se mueve hacia arr iba, la pieza de carrete es empujada hacia su posic ión neutra. En este punto, e l colocador está balanceado, la válvula deja de gi rar y entra en descanso.

La Válvula Los ac tuadores de d ia f ragma pueden ser u t i l i zados con d i ferentes t ipos de vá lvu las y de cuerpos de vá lvu la . Los t ipos más comunes son vá lvu las de Bo la , de Mar iposa, de Globo y Saunders. La Figura V-15 muest ra e jemplos de los d i ferentes cuerpos de válvulas. Las válvulas de Globo y Saunders son válvulas de vástago desl izante, mientras que las válvulas de Mar iposa y de Bola t rabajan con actuadores g i ra tor ios .

Seguro contra Fal la La pr imera decis ión que se toma en lo concerniente a una válvu la es la determinación de su posic ión de seguro contra fa l la . S i ocurre una fa l la en e l suministro de aire, la válvula retornará a la posic ión de v ia je cero, sea abierta o cerrada. Es de hacer notar que s i se ut i l iza un colocador de acc ión reversa, e l seguro contra fa l la se convier te en un problema. La válvula apl icará su seguro cont ra fa l la sobre la pérd ida de pres ión de sumin is t ro ; s in embargo, la vá lvu la fa l lará en la d i recc ión opuesta s i en vez la pérd ida es de a i re de inst rumento. Esto pudiera ocasiona r un problema de segur idad a l que deber ía prestársele atención. La válvula fa l lará en una posic ión que hace que sea segura pr imero para la gente y segundo para e l equipo. Una vá lvu la de vapor ap l icar ía e l seguro contra fa l la hasta la pos ic ión cerrada, deteniendo el f lu jo de vapor. una válvula de agua de enf r iamiento ap l icar ía e l seguro cont ra fa l la más probablemente en la pos ic ión ab ier ta . Debido a que no ex is te un ba lance de fuerzas ent re e l resor te y la pres ión de a i re , s i hay pérd ida de a i re e l resor te colocará el vástago de la válvula en la d i rección de la fuerza del resor te (b ien sea arr iba o abajo) . Cuando se c las i f ica una válvula por tamaño: 1. Determinar pr imero el seguro contra fal la – se determina la func ión de la

válvula o se toma la decis ión acerc a de la posic ión del seguro contra fa l la . 2. Determinar luego Aire para Abrir o Aire para Cerrar. La F igura V-16 muestra e jemplos de seguros cont ra fa l las .

I /P Puede apl icarse una señal e lect rónica, de d i ferentes maneras, desde un c o nt ro ler a un actuador . Se neces i ta un t ransductor , ya que la señal de sa l ida de 4 -20 mi l iamper ios del contro ler debe ser convert ida a una señal de inst rumento p roporc iona l de 3-15 ps i para mover la vá lvula. Un t ransductor es un d isposi t ivo que convierte una forma de energ ía en o t ra . Con un co locador neumát ico se ut i l izará un I /P. Puede ut i l izarse un co locador e lect ronuemát ico cuando se convier te una señal de ent rada del inst rumento de 4- 20 m i l i amper ios en 3- 15 ps i en e l mismo co locador . Cuando e l punto cero es mul t ip l icado por c inco (5) , esto da e l va lor de rango más a l to y s impl i f ica la convers ión. Tres ps i mul t ip l icado por c inco es quince ps i y cuatro mi l iamper ios mul t ip l icado por c inco son veinte mi l iamper ios . La F igura V-17 muestra un esquema de un I /P. Principio de Operación de una Corr iente a un Transductor Neumático ( I /P) Un I /P consis te en una bobina rectangular de a lambre enro l lado rodeando un imán permanente. La bobina es enro l lada de manera que un aumento en la ent rada cause que los campos magnét icos se opongan o repe lan las dos par tes entre sí . La bobina está suspendida y su movimiento está restr ingido por f lex iones que permi ten un movimiento ax ia l . A medida que la cor r iente cambia de 4 -20 mi l iamper ios, a su vez se produce una rotación máxima de 7 grados. La chapaleta es montada en la bobina g i rator ia . A medida que se permi te que la

bobina g i re, cambia la posic ión de la chapaleta/boqui l la , acercándolas una a la ot ra, aumentando la pres ión t rasera det rás de la boqui l la . E l aumento de la presión en el d iafragma del re la i abre más la válvula pi loto. La sal ida del I /P aumenta y esta sal ida es a l imentada hacia e l fue l le del feedback, permi t iendo e l balance mecánico del I /P. La MOV (Válvula Operada a Motor) Actuadore s de Motor Eléctr ico Podría ut i l izarse una válvula operada a motor o comúnmente l lamada MOV si no hay d isponib i l idad del a i re . E l contro l proporc ional de una sal ida de actuador o de una posic ión de vástago se logra ut i l izando un alambre de feedback desl iz ante, junto con un servo ampl i f icador y motor in ternos. Dependiendo de las re lac iones de engrana je u t i l i zados, la car rera comple ta pud iera tomar ent re 15 segundos a un minuto. El costo de los actuadores e léct r icos es muchas veces e l costo de un actuador ne umát ico , operan a ve loc idades mucho más lentas y no son la e lección usual . Debe hacerse notar que las válvulas operadas a motor es tán ganando popu lar idad lentamente y es tán s iendo u t i l i zadas en e l campo con mayor frecuencia.

Una válvula regula el f lu jo de mater ial que entra o sale de un proceso. Esto se hace contro lando la abertura a t ravés de la cual pasa e l mater ia l . Teorema de Bernoul l i para Flujo a t ravés de un Ori f ic io: Q = CA ?P Q = Cant idad de f lu jo C = Constante para las condic iones de f lu jo A = Área de aber tura de la vá lvu la ? P = El cambio en la presión a t ravés de la válvula El f lu jo a t ravés de una válvula es proporcional a su abertura y a la raíz cuadrada de la caída de presión a t ravés de la válvula. Tanto la abertura de la vá lvu la como la caída de pres ión var ían debido a l hecho de que la pos ic ión de la vá lvu la está cambiando constantemente. La caída de la pres ión depende de l proceso y de e l t razado de la tubería. El v ia je de la válvula, en porcenta je, es p loteado contra e l f lu jo resul tante. Se p lo tea una curva u t i l i zando numerosas caídas de pres ión f i jadas. A t ravés de una válvula de contro l no se encuentra una caída de presión constante y por esta razón de ben tomarse en cons iderac ión las caracter ís t icas de la vá lvu la y e l p roceso para proporc ionar una per formance to ta l combinada. La se lecc ión de la caracter ís t ica de la válvula es una de las consideraciones más importantes en e l diseño de un circui to. Un des equi l ibr io grande ent re la caracter ís t ica de l proceso y la válvula ocasionará inestabi l idad en e l c i rcu i to y será d i f íc i l mantener e l contro l de la var iable del proceso.

Las caracter íst icas de f lu jo l ineal son d i rectamente proporc ionales a l cambio en la posic ión del vástago en la válvula, asumiendo una caída de presión constante. Con un 60% del v ia je del vástago de la válvula, la válvula pasará 60% de su Cv rateado. Las caracter íst icas de f lujo de igual porcentaje son di ferentes a las caracter ís t icas l ineales. Idealmente, para incrementos iguales del v ia je de l tapón de válvula, e l cambio en la rata de f lu jo con respecto a l v ia je puede ser expresado como un porcenta je constante de la rata de f lu jo a l momento del cambio . La ra ta de f lu jo es re la t ivamente pequeña cerca de la pos ic ión cer rada y grande cuando la vá lvu la es tá comple tamente ab ier ta . La carac ter ís t ica resul tante es una re lac ión ent re e l f lu jo y la carrera cuando la vá lvu la es somet ida a condic iones de presión var iables en un proceso d inámico.

Capacidad de una Válvula de Control La capac idad de la vá lvu la debe ser a jus tada a las cond ic iones de l proceso s i se espera un buen contro l . la un idad que descr ibe la capacidad del f lu jo es l lamada Cv. Cv = es def in ida como el número de U.S. ga lones de agua por minuto que f lu i rán a t ravés de una vá lvu la completamente ab ier ta cuando hay una caída de presión de 1 psi a t ravés de la válvula. E l tamaño de la vá lvu la de contro l es impor tante por muchas razones. La economía puede tener un impa cto. S i la vá lvu la es demasiado grande será más costosa y no tendrá suf ic iente res istencia a l f lu jo, excepto en una parte estrecha l imi tada de la carrera de la válvula. Si la vá lvula es demasiado pequeña no pasará e l f lu jo necesar io, aun s i está completamente abierta. El control es muy importante para la producción de un producto. Las válvulas demasiado pequeñas no sur t i rán la ra ta de f lu jo d iseñada y, por lo tanto, tendrán un rango de contro l l imi tado. La habi l idad de las vá lvu las para cont ro lar la var iab l e de l p roceso se verá compromet ida cuando la vá lvu la sea demasiado grande y ocasionará que la vá lvu la se est rangule cerca de la pos ic ión cerrada. Cuando la vá lvu la opera cerca de su posic ión cerrada, se aumenta la ve loc idad del f lu ido del proceso y es to causará erosión y arrastrará las par tes in ternas. Tamaño de Cv para l íqu idos, gases, vaho y vapores: Q o W = Rata de f lu jo en GPM ( l íquido), SCFH (gases), Lbs/h

(vapores) G = Gravedad especí f i ca Tf = Temperatura que f luye, en grados Rankine (grados F + 460) ? P = Caída de presión, en psi (P1 – P 2 ) P 1 = Presión corr iente arr iba en la entrada de la válvula, en ps i

abso lu to P 2 = Presión corr iente abajo en la descarga de la válvula, en psi

abso lu to V = Volumen especí f ico corr iente abajo, en p ies cúbicos por l ib ra ¡ ¡ IMPORTANTE! ! Se coloca una l imi tac ión en un valor de ?P ut i l izado para la c las i f icac ión por tamaño del vapor y e l gas. La presión del ta nunca debe exceder a la mi tad de la pres ión de entrada absoluta (P1) aunque la vá lvu la absorberá hasta e l mi l por c iento de la presión de entrada. Debajo se muestran las fórmulas para calcular Cv para l íquido, gas y vapor. G

1. Líquidos: Cv = Q ?P

Q Tf x G 2. Gases: Cv =

1360 ?P(P2)

W v 3. Vaho y Vapores: Cv =

63 ,2 ?P Determinación de la Presión de Caída a través de la Válvula Determinar la presión de caída de estrangulamiento no es una tarea fáci l . La pres ión caída a t ravés de la vá lvu la es determinada por cua lqu ier exceso de presión dejada en e l s is tema. Esto se muestra gráf icamente ut i l izando e l método de gradiente h idrául ico. La F igura V- 18 muestra un d iagrama de la apar iencia de un gradiente de presión. A rata de flujo máximo , p lo tear la pres ión estát ica del f lu ido cont ra la loca l izac ión f ís ica de las pres iones a lo largo del s is tema. Plotear la pres ión t ransmit ida y la restante de izquierda a derecha, luego detenerse en la válvula de control . la d i ferencia entre estos dos puntos f inales es la caída de pres ión que la vá lvu la de contro l debe mantener a f lu jo máximo. A f lujo mínimo la pres ión de sa l ida de la bomba es mayor que a f lu jo ba jo. A ve loc idad de f lu ido más ba ja , la pres ión que se p ierde a t ravés de la tuber ía y de los enca jes será menor que a f lu jo máximo. Esto aumenta la pres ión t ransmi t i da a la entrada de la válvula de contro l y d isminuye la presión requer ida en la sal ida de la válvula de control . la c lasi f icación por tamaño de la válvula s iempre se hace a rata de f lu jo máxima y a caída de presión mínima.

Cavi tación y Centel leo Bajo condic iones normales, e l f lu ido que pasa a t ravés de una válvula producirá una caída de pres ión. El or i f ic io o aber tura a t ravés de la vá lvu la ocasiona un fenómeno corr iente abajo desde la abertura de la var iable l lamado la vena co ntraída . La vena contraída es e l punto en e l cual la veloc idad de f lu ido es la mayor y la presión cae a su valor más bajo dentro del cuerpo de la válvula. Más cor r iente abajo en la vá lvu la , la pres ión de l f lu ido se recuperará parc ia lmente y la pres ión de la l ínea también se recupera. La F igura V- 19 i lus t ra la caída y recuperación de la presión cuando el f lu ido entra en la válvula en forma de l íqu ido y permanece l íqu ido a medida que pasa a t ravés de la vá lvu la y sa le de el la.

Centel leo El centel leo es una condic ión en la que el f lu ido del proceso entra en la válvula en forma de l íqu ido; cuando la pres ión cae por debajo de la pres ión de vapor , e l f lu ido cente l lea. La pres ión no se recupera y e l vapor sa le de la vá lvu la . Esta cond ic ión es l lamada centel leo . E l l íqu ido ent ra en la vá lvu la en forma de f lu ido, se conv ier te en vapor y de ja e l cuerpo de la vá lvu la en forma de vapor . la F igura V- 20 muestra un e jemplo de cente l leo.

Cavita c i ó n Existe una tercera cond ic ión l lamada cavitación. Esta ocurre cuando la caída de pres ión a t ravés del or i f ic io resul ta pr imero en que la pres ión sea más baja que la pres ión de vapor de l l íqu ido y luego recuperándose hasta un punto por enc ima de la p res ión de vapor . e l f lu ido ent ra en la vá lvu la en forma de l íqu ido, se convier te en vapor y luego regresa al l íquido al sal i r de la válvula. La recuperación de la presión causa una implosión formada en la vena contraída, lo que ocasiona desgaste de las part es internas de la válvula. La Figura V -21 muestra un e jemplo de cavi tac ión.

Cuando se c las i f ican por tamaño las vá lvu las deben tomarse en considerac ión e l cente l leo y la cav i tac ión . S i no son cons ideradas, puede tener lugar un ráp ido deter io ro de la vá lvu la . La cav i tac ión también puede ser fuente de ru idos muy al tos no deseados.

Fluctuabi l idad de la Válvula Def in ic ión: La re lación del f lu jo máximo contro lable con el f lu jo mínimo contro lable. Cv Mín imo y Máx imo se ca lcu la cuando la vá lvu la es c las i f icada por tamaño. s i la re lac ión de máximo a mín imo cae dent ro de la f luc tuab i l idad de la vá lvu la para la vá lvu la se lecc ionada esta debe func ionar adecuadamente. Como se estab lec ió prev iamente, la vá lvu la debe manejársel as con presiones al tas. La válvula de g lobo es la mejor , la de bola es la s iguiente y la de mar iposa y Saunders no hacen un buen t rabajo. S i los requer imientos de f luctuabi l idad exc luyen e l uso de una vá lvu la par t icu lar , pudieran ser necesar ias vá lvu las de contro l en secuencia. Las vá lvu las están f ís icamente conectadas en para le lo . La f luctuabi l idad to ta l será la re lac ión de los Cvs mínimo contro lable de la vá lvu la más pequeña con los Cvs máximo combinado de ambas válvulas. El Cv máximo de la válvula más p equeña debe ser por lo menos igual al Cv mínimo controlable de la válvula más grande. La s iguiente es una fórmula que muestra la re lación entre la f luctuabi l idad insta lada y en anaquel . R 1 = Fluctuabi l idad insta lada RS = F luctuabi l idad en anaquel ?P Mín. R1 = Rs ?P Máx. Características de válvulas sugeridas y su uso Para la estabi l idad sobre e l rango de contro l to ta l , los c i rcu i tos de contro l requiere que el f lu jo sea proporc ionalmente uni forme a la sal ida del contro ler . Las tuber ías y encajes están somet idos a pérdidas por f r icc ión y la presión de la bomba d isminuye a medida que aumenta e l f lu jo . Esto crea una pres ión d i ferenc ia l var iante a t ravés de la vá lvu la y por esta razón se ut i l iza una caracter ís t ica de igual porcenta je . Cuando ex is te una pres ión d i ferenc ia l constante, u t i l i zar caracter ís t icas l ineales con todas las vá lvu las excepto con e l contro l de temperatura. Una caracter ís t ica de vá lvu la mal ap l icada causa cambios en la sensib i l idad de la vá lvu la sobre e l rango de contro l . cuando se u t i l i zan las carac ter ís t icas er róneas con guarn ic ión de igua l porcenta je , e l resul tado es una sensib i l idad aumentada a ratas de f lu jo a l tas y sobreamort iguación a ratas de f lu jo más bajas. La l ineal mal apl icada muestra e l efecto opuesto. Las recom endaciones son tan buenas como el anál is is h idrául ico de las condic iones de presión en el s istema.

Factores de Selección Factores ambienta les: La válvu la debe ser capaz de manipular mater ia les cor ros ivos , abras ión, temperatura y pres ión. E l tamaño correcto de la vá lvu la es determinado ut i l izando la vá lvu la más pequeña por la cual pasará e l f lu jo máximo necesar io . Una vá lvu la se lecc ionada con este cr i ter io proporc ionará la mejor estabi l idad y economía. Las tasaciones de Cv var ían para un tamaño de válvula dado. La válvu la de mar iposa t iene la tasación Cv más a l ta . la vá lvu la de bola es la s iguiente. Las válvu las de g lobo y Saunders t ienen las tasaciones Cv mínimas para un tamaño dado. Correcciones de la Viscosidad S i e l f lu ido es v iscoso, la s i tuación será manejada de la s iguiente manera: Si se ca lcu la que e l Número Reino lds es mayor de 2000, entonces es necesar io rea l izar una cor recc ión en e l ? P calcu lado. E l tamaño de la vá lvu la aumentará con la viscosidad. Calcular e l Número Reinolds (3, 160) (GPM) R = (D)(Centistokes) D = Dentro de la tubería

***La Figura V -22 no debe ser ut i l izada para cálculos reales Cuando se ut i l iza la F igura V-22 para calcular e l tamaño de una válvula , pr imero se calcula el Cv requer ido a rata de f lu jo máxima. A rata de f lu jo máxima, el método práct ico es que la vá lvu la debe estar 65 por c iento ab ier ta . D ibu jar una l ínea desde e l Cv calcu lado hacia arr iba y hacia la izquierda hasta e l 65 por c iento. La intercepción de dos l íneas da el tamaño de la válvula en pulgadas.

Problemas de Clasi f icación por Tamaño de la Válvula Problema 1: Una válvula de contro l está regulando l íquido de un tanque. El n ive l de agua va a ser con t ro lado a un n ivel de 18 p ies por medio del contro l del f lu jo de sal ida. El f lu jo de ent rada medido var ía de 0-50 GPM

P = 18 x 0,4335 = 7,803 psi G Cv = Q ?P Q = Rata de f lu jo en U.S. GPM ? P = Pres ión d i ferenc ia l , en ps i G = Gravedad especí f i ca 1 Cv = 50gpm = 17 ,899 7,803 U t i l i za r la F igura V- 21 para determinar la válvula automát ica más pequeña que hará el t rabajo. Una válvula de igual porcentaje de 2” debería hacer e l t rabajo.

Se asegura que e l f lu jo de sal ida máximo sea el f lu jo de entrada máximo o 50 GPM. Un pie de agua = 0,4335 psi, con un nivel de tanque contro lado a 18 p ies. Calcular la caída de presión a t ravés de la válvula.

Problema 2 En vez de que la vá lvu la descargue su producto a la a tmósfera , suponer que lo descarga a un segundo tanque con una cabecera de 12 p ies . Suponer la misma rata de f lujo máxima de 50 GPM F lu jo de ent rada máx imo = 50 GPM F lu jo de sa l ida máx imo = 50 GPM ?P = (18 pies – 12 p ies)(0,4335) = 2,601 psi G 1 Cv = Q = 50GPM = 31 ,003 ?P 2,601 Ut i l i zando la F igura V- 21, la válvula más pequeña aceptable ser ía:

Válvula de 2 ½” de igual porcentaje

Problema 3: Calcular e l tamaño de una válvula de contro l requer ida para revelar e l f lu jo de gas natura l a t ravés de una l ínea de tuber ía de 6 pulgadas cuando ex is ten las s iguientes condic iones P 1 = Pres ión operat iva cor r iente ar r iba 275 ps i abso lu to Pres ión máx ima corr iente arr iba 300 ps i absoluto ? P = Caída de presión operat iva a t ravés de la válvula 40 psi P 2 = Presión corr iente abajo 235 psi absoluto ( P 1-? P ) Temperatura operat iva del gas = 75 grados F Temperatura máxima del gas = 100 grados F Q=rata de f lu jo máxima = 2 .000.000 SCFH Rata de f l u jo normal = 1 .300.000 SCFH Rata de f lu jo mín ima = 1 .000.000 SCFH G = Gravedad especí f ica a temperatura

operat iva (70 grados F = 0,7)

Q Tf x G Cv = 1360 ?P (P2 ) Tf = 75 grados F + 460 = 535 grados R 2,000, 000 535 grados R x 0,7 Cv = = 293 ,53 1 ,360 (40) (235) Una válvula de igual porcentaje de 8” hará el t rabajo.

Problema 4 Determinar e l tamaño de la vá lvu la de contro l para e l in tercambiador de ca lor . Ut i l izar los siguientes datos.

Pres ión de vaho máx ima 120 psi = 135 PSIA Presión de vaho normal 85 psi = 100 PSIA Pres ión de l agua máx ima 70 ps i Pres ión de l agua normal 60 ps i Temp. del agua de entrada 50 grados F Temp. de l agua de sa l ida 150 grados F Rata de f lu jo de agua máxima 50 GPM Rata de f lu jo normal 40 GPM Tamaño de cabezal de Tubo del Vaho 4 pulgadas BTU por minuto agregados al agua = (?F) (GPM)( l ib ras /ga l ) = (100 grados F) (50 x 8 ,3) = 41 .500 BTU/min = 2.490. 00 BTU/hora E l vapor r inde 1000 BTU/ lb cuando está condensado

2 ,490,000 = 2,490 Lbs de 1,000 W 8,514 2,490 Cv = = = 0 ,17028 6 3 , 3 100 /2 63 ,3 Cv = 39,34 x 0,41265 = 16,234 Una válvula de 2” hará e l t raba jo

Problema 5 Agua de a l imentac ión de ca ldera, precalentada a 300 grados F, ent ra en e l tambor de vapor a una rata de a l imentac ión máxima de 100.000 l ibras por hora. La bomba de agua de al imentación produce una presión de 1000 psi y la caída de presión a t ravés de la válvula a f lu jo total , es de 250 psi .

Encontrar pr imero la gravedad especí f ica = 0,01745 p ie/ lbm 3 Densidad = 1/0,01745 = 57,31 lb /p ie3 57,31 Gravedad Especí f ica = = 0,9188 62,37 La ra ta de agua de a l imentac ión de 100.000 lbs /h de vaho es condensado a agua. Para convert i r a galones/min. de agua a t ravés de la válvula. 100,000 lb/hr 7,481 g/f t3 x = 217 ,559 gpm 57 ,30 ft/ lb3 60 min/h G 0 ,9188 Cv = Q = 217,559 = = AP 250 Cv = 13,19 Una válvula de globo de 1½” hará el t ruco.

Notas: Proporc ional - ¿ Qué tan ale jada está la var iable del proceso del punto f i jado? In tegra l - ¿Cuánto t iempo ha exist ido la d i ferencia entre e l punto f i jado y la medic ión del proceso? Der ivada - ¿Qué tan rápido está cambiando la desviac ión? Ganancia – La recíproca de la ac c ión proporc ional Reseteo – La recíproca de la acción integral . Rata – La recíproca de la acc ión der ivada. El contro l proporc ional opera sobre la Cant idad de Error . El contro l integral opera sobre el T iempo de Error . E l cont ro l der ivado opera sobre la Rata de Cambio del Error. El control on/of f opera sobre la Presencia de Error. 4 -20 ma , 1- 5 vol t ios DC y e l termopar no pueden ser ut i l izados en un contro ler d ig i ta l S tand-Alone. En un cont ro ler so lamente proporc ional la gananc ia ascendente causará even tualmente que el proceso pase por un c ic lo. Un contro ler b ien s intonizado logrará la ganancia de estado estable en 4 cic los.

RESPUESTAS DEL CONTROLER

La respuesta más bás ica de l cont ro ler es actuar en e l modo de acc ión d i recta o en e l modo de acc ión reversa. S i la var iab le de l proceso aumenta por enc ima de l punto f i jado y esto causa que aumente la sa l ida, entonces esto ser ía un e jemplo de acc ión d i recta. Una d isminuc ión en la medic ión con respecto a l punto f i jado, en este caso causará que la sal ida d isminuya. Si la medic ión aumenta por encima del punto f i jado y esto a su vez disminuye la sal ida, la respuesta del contro ler se convier te entonces en acción reversa. En cualquier d i recc ión que se mueva la sa l ida, la vá lvu la debe moverse en una d i recc ión que se oponga a l cambio en la medic ión. Si esto no ocurre, habrá un escape en el proceso. Una vez que se ha se lecc ionado la acc ión d i recta o reversa, las cuat ro respuestas de l cont ro ler son: on/of f , banda proporc ional o ganancia , acc ión in tegra l ( reseteo) y acción der ivada (rata). El control on/off t iene dos posic iones. La sa l ida del contro ler es mín ima o máxima, lo que coloca el e lemento de contro l f inal en la posic ión cerrada o en la posic ión abier ta. Por e jemplo, s i e l n ivel cae por de bajo del punto f i jado, la vá lvu la se abre. Cuando la medic ión va por enc ima del punto f i jado, la vá lvu la se c ier ra. En este caso la acc ión del cont ro ler es reversa. Este t ipo de contro l causa la osc i lac ión constante de la var iab le del proceso y e l contro ler no puede ba lancear un i formemente e l sumin is t ro y la demanda. Los c ic los ráp idos pueden causar que e l p roceso se t ras torne y que ocur ra exces ivo desgaste y desgarramiento en el equipo. Si e l t iempo de c ic lo es largo y el control on/of f no es un problema este método de contro l proporc ionará la acc ión correct iva aprop iada. Los s is temas de ca le facc ión para e l hogar son un buen e jemplo de un contro l on/of f . La Figura C- 1 muestra un ejemplo de lo que es un contro l on/of f .

La banda proporcional o ganancia proporc iona una manera de cambiar e l factor de mul t ip l icac ión de un cont ro ler . Todo proceso t iene ganancia de c i rcu i to . Cuando se apl ica ganancia de contro ler en e l proceso de s intonización, se agrega ganancia hasta que cada c ic lo logra la misma ampl i tud. Esta condic ión es l lamada sensibi l idad úl t ima, banda proporcional ú l t ima o ganancia úl t ima . E n este punto, la ganancia es reducida por un factor de dos y esto amort iguará la osc i lac ión para lograr e l ba lance. L levando e l producto de la gananc ia de l contro ler y la ganancia del proceso (Kp x Kc = 0,5) a una ganancia tota l de aproximadamente 0,5 se produci rá la amort iguación de un cuarto de la ampl i tud. Esto se observa cuando cada c ic lo repet ido es ¼ de la ampl i tud de l anter ior . La F igura C- 2 muestra un ejemplo de amort iguación de un cuarto de la ampl i tud o d isminución.

Banda Proporcional versus Ganancia Otra manera de descr ib i r la banda proporc iona l es cuánta ent rada debe ap l icarse para causar qu e la sa l ida cambie en 100%. Si un cambio de 100% en la entrada causa un cambio de 100% en la sal ida, se d ice que la banda proporc ional es de 100%. Si un cambio de 50% en la ent rada causa un 100% de cambio en la sa l ida, se d ice que la banda proporc ional es de 50%. S i la en t rada pud iera cambiar teór icamente en un 200% y a su vez cambiara la sal ida en un 100%, se d i r ía entonces que la banda proporc ional es de 200%. Si e l factor de mul t ip l icac ión del contro ler es def in ido en términos de ganancia, debajo se mues t ra la re lac ión entre la banda proporc ional y la ganancia. 100% Ganancia = O % de Banda Proporc iona l % de Banda Proporc iona l x Gananc ia = 100% Por lo tanto: Una Ganancia de 0,5 = Una Banda Proporc ional de 200% Una Ganancia de 1 = Una Banda Proporc ional de 100% Una Ganancia de 2 = Una Banda Proporc ional de 50% La banda proporc ional es la recíproca de la ganancia mul t ip l icada por 100%. La gananc ia y la B.P. parecen estar moviéndose en d i recc iones opuestas en lo concern iente a los números. La re lac ión ent re la gananc ia y la B.P. es inversa, a medida que aumenta e l número de ganancia, e l número de la banda proporc ional d isminuye. Aumentar la banda pr oporc ional d isminuye la ganancia. Exis ten dos caracter ís t icas bás icas que d is t inguen ent re e l cont ro ler so lamente proporc iona l o de ganancia. Una, para cada valor proporc ional la sal ida del contro ler será del 50 por c iento s i la medic ión es igual a l punto f i jado. Dicho de otra manera, cuando e l error entre e l punto f i jado y la medic ión es de cero, entonces la sal ida será de 50 por c iento s in impor tar la ganancia de l cont ro ler . Y dos, cada va lor de la banda proporc ional def ine una re lac ión única entre la medic ión y la sa l ida. La F igura C-3 muestra la re lac ión entre la sa l ida versus la ent rada del contro ler cuando se cambia la banda proporc ional o ganancia.

Cambio de la Banda Proporcional

Banda Proporcional y su Relación con la Estabi l idad Para cualqu ier c i rcu i to de cont ro l automát ico, ex is te un va lor de banda proporc ional que func iona mejor a una rata par t icu lar . Cuando se reduce e l número de la banda proporc ional , la respuesta del contro ler a la med ic ión se hace mayor o e l cont ro ler se hace más sens ib le . En a lgún punto, la respuesta de l cont ro ler será lo suf ic ientemente grande para ocas ionar un c ic lo de medic ión constante. Cuando la ampl i tud de cada es la igual , esta condic ión es denominada l a “se nsibi l idad úl t ima ” . S i la ganancia de un contro ler para l legar a un c ic lo de ampl i tud igual es de 2 (B.P. = 50 por c iento) , entonces div id i r esa ganancia entre 2 deja una ganancia de 1, entonces esto proporc ionará una amort iguación de un cuar to de la ampl i tud. Amort iguación de un cuar to de la Ampl i tud es e l modelo que Ze ig ler – Nichols creó en 1942. E l decaimiento de l cuar to de la ampl i tud es una ind icac ión v isual de qué tan b ien está t rabajando e l proceso y esto logrará e l con t ro l tan ráp idamente como lo p ermi ta e l proceso. Determinar la banda proporc ional o ganancia es par te del proceso de s intonización. El a juste apropiado puede observarse por medio de la respuesta de la medic ión después de un t rastorno. La F igura C- 4 muest ra un e jemplo de amort iguac ión de un cuarto de la ampl i tud.

Desplazamiento Una consecuencia de la ganancia o del contro l so lamente proporc ional es e l desplazamiento. Esto s igni f ica que el contro ler sostendrá la medic ión a un valor d i ferente a l punto f i jado cuando e l s is tema es ba lanceado. La F igura C- 5 muest ra un e jemplo para un contro ler so lamente proporc ional .

La aceptabi l idad del contro l so lamente proporc ional es s i e l operador puede v iv i r o no con el desplazamiento entre la med ic ión y e l punto f i jado. E l desplazamiento es necesar io para produci r la sa l ida apropiada para balancear sumin is t ro y demanda. Si es importante que no haya d i ferencia entre la medic ión y e l punto f i jado ba jo todas las condic iones de carga, entonces debe agregarse la acc ión in tegra l ( reseteo) de manera que la vá lvu la pueda lograr pos ic iones in termedias. Esto s igni f ica que cuando la medic ión es igual a l punto f i jado, la sal ida del contro ler puede ser cualquier va lor . Recordar , para un contro ler so lamente p roporc ional , cuando la medic ión es igual a l punto f i jado, la sal ida es 50 por c iento y la acc ión in tegra l permi te que la sa l ida se logre en posic iones in termedias. Los modos in tegra l y der ivado no func ionan por s í mismos. Funcionan en combinación con la banda proporc ional o ganancia. E l contro l de banda proporc ional o de ganancia es la base para e l contro ler de dos o t res modos. La Figura C- 6 muestra un ejemplo de un contro l solamente proporc ional .

F igura C-6

Demostración de Circuito Abierto El modelo ut i l izado para def in i r tanto la respuesta integral como la der ivada será una demostrac ión de c i rcu i to ab ier to . Esto s ign i f ica que la medic ión será l levada por enc ima de l punto f i jado y manten ida mient ras se observa la sal ida. Para que un c i rcu i to de contro l sea cerrado, debe contener un contro ler , un t ransmisor , un e lemento de contro l f ina l y un proceso. Esta demostrac ión ut i l iza una fuente de mi l iamper ios como su ent rada, un amper ímetro para medi r la sa l ida del cont ro ler y no hay proceso. Esencia lmente e l c i rcu i to es ab ier to s in feedback. La F igura C -7 muestra cómo se ve la prueba arreglada para una respuesta de c i rcui to abierto.

Acción Integral o de Reseteo En la Figura C-8 se muestra la respuesta de c i rcu i to abier to de acc ión in tegra l . A medida que e l operador induce un cambio de paso, la acción proporc ional es la pr imera respuesta seguida por una acc ión in tegra l . La F igura C-8 muest ra un e jemplo de es ta respuesta. S iempre y cuando la medic ión permanezca en e l punto f i jado, no habrá cambio en la sa l ida como consecuencia de la acc ión in tegra l . La acc ión in tegra l causará que la sa l ida cambie cuando ex is ta un er ror y cont inúa cambiando mient ras ex is ta e l er ror . Este modo causará que la sal ida cambie hasta que la pos ic ión apropiada de la vá lvu la mantenga la medic ión en e l punto f i jado bajo cargas var iantes. Como se estab lec ió prev iamente, la banda proporc ional o ganancia es la base para e l contro ler de dos o t res modos . La acc ión in tegra l es in tegrada a la banda proporc ional y en la F igura C - 8 se muestra la curva de respuesta para un contro ler Proporc ional más Integra l . Un cambio de paso en la medic ión causa pr imero una respuesta proporc ional y luego la acc ión in tegra l comienza a tener e fec to en la sa l ida de l cont ro ler . Los a jus tes in tegra les determinan qué tan ráp ido cambia la sa l ida como func ión de t iempo.

La cant idad de acc ión in tegra l es medida en minutos/ repet ic ión o repet ic iones/minuto. Una r e pet ic ión es la cant idad de t iempo que le toma al cont ro ler repet i r la acc ión proporc iona l . S i la respuesta in tegra l de l cont ro ler es def in ida en términos de minutos/ repet ic ión, e l a jus te determina cuántas repet ic iones de la acc ión proporc ional son generadas por e l modo integra l en un minuto. Para este t ipo de cont ro ler , mient ras más pequeño sea e l número in tegra l más rápida será la respuesta in tegra l o más rápido será e l cambio en la sa l ida con respecto a l t iempo. La cant idad aprop iada de acc ión in tegra l depende de cuán ráp ido pueda responder la medic ión a l v ia je de vá lvu la ad ic iona l que causa. Un contro ler no debe propulsar la vá lvu la más rápido de lo que e l t iempo muerto de l proceso le permi te a la medic ión para responder , o la vá lvu la a lcanzará sus l ímites antes de que la medic ión pueda ser devuel ta a l punto f ina l . La vá lvu la permanecerá en esta posic ión ext rema hasta que la medic ión cruce e l punto f i jado donde el contro ler propulsará la válvula hasta su posic ión extrema opuesta. Esta condic ión es l lamada c ic lo l ími te. A veces la respuesta in tegra l o de reseteo es l lamada comando de re tardo. Debe ex is t i r un error antes de que la vá lvu la se mueva en respuesta a l er ror . La acc ión de la válvula retarda en la cambio en la medic ión.

Acción Derivada o de Rata L a tercera respuesta encontrada en un contro ler es la acción der ivada. Donde la respuesta proporc ional responde a l tamaño del error y e l modo in tegra l responde a l tamaño y a l t iempo de durac ión del er ror , la der ivada responde a cuán ráp idamente cambia la medic ión con respecto a l punto f i jado. Mientras más rápido cambie la var iable del proceso más acción der ivada es impuesta en la recolocación de la válvula. La F igu ra C-9 muestra una respuesta der ivada y su re lac ión con un cambio de paso en la medic ión le jos del punto f i jado. La medic ión cambia a una rata in f in i tamente rápida y e l modo der ivado del contro ler causa una espiga s igni f icat iva en la sal ida que muere a t iempo después del paso.

El segundo d iagrama, la F igura C-10, muest ra la respuesta del modo der ivado a una medic ión que está cambiando a una rata uni forme. La sal ida der ivada es proporc ional a l cambio de rata de este error . Mientras más grande sea la rata de cambio mayor será e l cambio en la sal ida debido a la acción der ivad a. La der ivada mant iene su sal ida mientras la medic ión sea constante. La respuesta der ivada es comúnmente medida en minutos. E l t iempo der ivado en minutos es e l t iempo que e l c i rcu i to ab ier to , respuesta proporc ional más der ivada, está por delante de la res puesta causada por la acc ión proporc iona l so la . La acc ión der ivada es usualmente apl icada a la señal de medic ión solamente debido a que un s imple cambio en e l punto f i jado causar ía esp igas en la sa l ida cada vez que e l operador h ic iera un cambio en e l punto f i jado. La respuesta der ivada a veces es l lamada comando l íder o de ant ic ipac ión.

Las siguientes seis páginas muestran cómo una sal ida de controler responde a un cambio de paso en la entrada. Se muestran e jemplos de respuest a proporcional , integral y der ivada.

Notas: 1. La var iab le cont ro lada es una var iable del proceso que va a ser mantenida a

a lgún valor deseado de temperatura, pres ión, n ive l o f lu jo por medio de la manipulación de otra var iable del proceso.

2. La ent rada a un contro ler que puede ser f i jada manualmente, autof i jada o programada para determinar e l va lor deseado en la var iab le contro lada es l lamada el punto f i jado.

3. La var iable manipulada es la par te de un proceso que es a justada para acortar la brecha entre el punto f i jado y el valor de la var iable controlada.

4. Un cambio no deseado en una var iable que t iende a afectar adversamente e l va lor de una var iab le contro lada normalmente es l lamada una per turbac ión .

5. Un c i rcui to t íp ico de contro l de f lu jo del feedback t iene un elemento pr imar io, un t ransmisor , un contro ler y un e lemento de contro l f ina l . E l f lu ido que corre es la var iab le manipulada, medida y contro lada.

6. Ci rcu i to es una combinac ión de dos o más inst rumentos interconectados. 7. Elemento pr imar io – detectores o sensores. 8. La mayor ía de los contro lers neumát icos t ienen a lgún t ipo de boqui l la

deflectora. 9. Es mucho más fác i l coord inar , cont ro lar e implementar requer imientos de

cont ro l in teract ivo con s is temas contro l d ig i ta les. 10. E l cont ro l de re lac ión es ut i l i zado a menudo cuando se requiere una mezc la

especí f ica de dos o más mater ia les d i ferentes. 11. Un d isposi t ivo que cambia la medic ión de var iable del proceso a una señal

que puede ser ut i l izada por un instrument o receptor a menudo es l lamado t ransmisor .

SINTONIZACIÓN DEL CONTROLER

Discusión El pr imer contro ler de feedback conocido fue un regulador de volante ut i l izado en la máquina de vapor de James Watts en 1775. La Figura TUN- 1 muestra un diagrama de bloque funcional de un c i rcui to de contro l de feedback. Un c i rcu i to de contro l de feedback s intonizado inapropiadamente es de poco benef ic io . Tratar con e l comportamiento del t iempo de los c i rcu i tos de contro l puede ser muy f rus t ran te e in t imidante. Este capí tu lo explora un enfoque práct ico de la s in ton izac ión. Puede exper imentarse mucho acerca de la s in ton izac ión s in aprender pr imero e l método de respuesta de f recuencia. Es más fác i l entender o v isua l izar e l domin io de t iempo cuando está re lac ionado con la s in ton izac ión. La prec is ión matemát ica se ha perd ido, pero la idea de cont ro l está aun a l l í . Las reglas dadas son aprox imadas y lo l levarán a l centro del problema. Se favorece la s impl ic idad ampl ia sobre la prec is ión técn ica. Las reglas c lás icas para la s in ton izac ión de l cont ro ler son re la t ivamente senc i l las . E l enfoque práct ico es entender cómo la s in ton izac ión a fec ta la per formance de l c i rcu i to . Tener expectat ivas sobre cómo luce un buen contro l ayuda a l s in tonizador a hacer mejores ju ic ios. La ganancia ópt ima proporc iona e l in tercambio adecuado ent re la ve loc idad de respuesta y e l ba lance.

Los c i rcu i tos están def in idos en parámetros de t iempo y cant idad. La idea de s intonización es t ratar de emparejar o enc ajar los parámetros de t iempo y cant idad de l cont ro le r con los parámet ros de t iempo y cant idad de l p roceso. Es ta operación es un poco como ajustar un t ra je a una persona ( tamaño y longi tud) . La solución es lograr e l mejor a juste tota l , e l a juste exacto no es esenc ia l .

La s in ton izac ión es una fase impor tante en la opt imizac ión de los s is temas de contro l automát icos. Las est rategias de contro l des iguales tendrán una pobre rea l izac ión s i son mal s in ton izadas. La s in ton izac ión es una operac ión aprox imada, no prec isa, “Sintonización gruesa, no f ina” . E l Concepto de Sintonización Los parámetros de t iempo y cant idad ópt imos del cont ro ler están re lac ionados con los parámetros de t iempo y cant idad del proceso. Las reg las de s in ton izac ión asumen que la meta es el cont ro l a jus tado. La var iac ión de la medic ión desde e l punto f i jado debe mantenerse tan pequeña en ampl i tud y tan cor ta en t iempo como sea posib le. Si e l f lu jo que entra varía rápidamente, e l contro l de nivel a justado puede pasar var iac iones hacia e l f lu jo que sa le que pud ieran ser indeseables. El p lan del juego es absorber muchas de las var iac iones del f lu jo que entra en la capacidad de un rec ip iente. Este concepto es l lamado promediar e l contro l del n ivel . No hay expl icac ión matemát ica para e l ¼ de decai miento de la ampl i tud o amort iguación. Representa un compromiso entre la respuesta in ic ia l ráp ida y e l t iempo de al ineación rápida. En un controler de modo dos o t res hay un s innúmero de ajustes que producen una amort iguación de ampl i tud de ¼ cada con un p er íodo d i fe ren te . Só lo la cor rec ta combinac ión de PID l levará la medic ión de regreso a l punto f i jado en la menor cant idad de t iempo. Ensayo y error (s in tonización de osc i lac ión y p icadura) es e l método de s intonización pract icado más comúnmente, que a su vez logra los resul tados más impredecib les. La F igura TUN-2 muestra un e jemplo de decaimiento de un cuar to de la ampl i tud.

El cr i ter io para un buen control puede var iar . Se pudiera desear una respuesta s in rebasar la l ínea, n i amort iguac ión cr í t i ca . Pud iera ser deseable lograr una respuesta lenta y suave, o a la inversa, pudiera desearse una respuesta rápida donde la osci lac ión no representa un problema. En cada caso, pr imero debe determinarse la concepc ión de l producto cont ro lado esperado.

Concepto de Sintonización Un contro ler es una p ieza de hardware loca l izada en un c i rcu i to de cont ro l de feedback. Por conveniencia, todos los ot ros componentes son agrupados en términos de sus t iempos muer tos y gananc ias co lect ivos y son denominados “ todo lo demás” . La F igura TUN-3 muestra e l concepto “ todo lo demás”. Los tota les de ganancia de un c i rcui to determinarán el a juste f inal de ganancia del cont ro ler . Las constantes de t iempo y los t iempos muer tos caracter izan la d inámica de retardo de “ todo lo demás” y dictan cuál será el valor a justado de la in tegra l y la der ivada de t iempo. Antes de hacer los cá lcu los para encont rar los mejores va lores para PID, deben encontrarse datos cuant i ta t ivos acerca de la gananc ia to ta l y de los re tardos de l proceso que están presentes, para ba lancear o s in ton izar e l c i rcu i to de cont ro l de feedback. Los cont ro lers no pueden ser pref i jados en la fábr ica, pero son s intonizados indiv idualmente durante la comisión.

La Figura TUN - 4 muest ra una manera más deta l lada de observar un contro l de un c i rcu i to de contro l de feedback completo.

La comprens ión de la per formance de l c i rcu i to inc luye la comprens ión de l té rmino “Período natural ” . El período natural es el t iempo entre picos de c ic los consecut ivos de una var iab le de proceso en minutos. Es impor tante que un contro ler sea capaz de lograr e l PB úl t imo. La banda proporc ional ú l t ima es un va lor exacto que in ic ia e l c ic lo u osc i lac ión igual de la ampl i tud. A par t i r de este va lor puede ca lcu larse la banda proporc ional o ganancia para produci r e l decaimiento de un cuar to de la ampl i tud o amort iguación. Es i r re levante e l resul tado del va lor de ganancia; e l resul tado del per íodo natura l es muy s igni f icat ivo.

Si la per turbac ión t iene caracter ís t icas crón icas pudiera no ser capaz de ayudar a estabi l izar la var iable del proceso, o compl icar la estabi l ización. ¿Qué es un Buen Control? Un objet ivo pr imord ia l de la s in ton izac ión es encontrar una ganancia ópt ima (Kc) o (PB), t iempo de reseteo (Ti) en M/R o R/M y t iempo der ivado (Td) para estab i l izar la var iab le de l proceso. Estos a justes son uno de los procedimientos pract icados con menos éx i to y menos comprendidos ut i l izados en e l t rabajo diar io. Lograr un buen contro l de un proceso a ot ro puede tener parámet ros de t iempo y cant idad muy di ferentes (ganancia, in tegral o der ivada). Modos de Control PID Cada modo in t roduce en e l conro ler de feedback un parámetro de a jus te o de s intonizac ión. Un contro ler puede ut i l izar uno, dos o t res modos. U n contro ler de modo senci l lo ut i l iza so lamente Kc, ganancia o banda proporc ional . Para contro lers de dos modos, hay dos a justes: Kc (ganancia) y T i ( t iempo in tegra l o reseteo) . En un contro ler de t res modos hay t res a justes: Kc (ganancia) , T i ( t iempo integ ral) y Td ( t iempo der ivado). Performance del Circui to de Control y del PID Los cont ro lers t ienen t res modos que def inen su a lgor i tmo de cont ro l . La Banda Proporc ional cambia la sa l ida en una cant idad proporc ional a los cambios en e l error . La banda prop orc ional es e l cambio porcentual en e l error requer ido para cambiar la sa l ida en un 100 por c iento . PB es la inversa de la gananc ia de l contro ler mul t ip l icado por 100. Si la ganancia del contro ler aumenta, e l desp lazamiento d isminuye, mient ras que la osc i lac ión aumenta . S i la gananc ia es acrecentada de manera que las osc i lac iones sean de igual ampl i tud, puede determinarse e l per íodo natura l de l c i rcu i to . E l per íodo natura l de l c i rcu i to depende de la d inámica de l p roceso y de los componentes de ins t rumentos que conforman e l c i rcu i to de contro l . s i las osc i lac iones crecen en ampl i tud, e l per íodo de medic ión será más cor to que e l per íodo natura l . S i e l c ic lo decae en ampl i tud, e l período de medic ión es más largo que el período úl t imo. Modo in tegra l ( reseteo) – La sal ida es cambiada por medio de una cant idad proporc ional a la integral del error . La acción integral retarda el modo proporc ional por medio de una cant idad igual a l t iempo in tegra l . La venta ja de ut i l i zar e l reseteo con la gananc ia es la e l iminac ión de l des l izamiento . S i se aumenta la acc ión in tegra l , e l des l izamiento se e l imina más ráp ido, pero e l proceso se vuelve osc i lante. S i se d isminuye la acc ión in tegra l , las osc i lac iones se desarrol lan en un c ic lo de reseteo en un período mucho más largo que el per íodo natura l . Modo der ivado ( rata) – La der ivada o rata usualmente es ut i l izada con pocos c i rcu i tos. E l a juste mín imo es genera lmente demasiado grande para la mayor ía de los c i rcui tos. La der ivada ampl i f ica e l ru ido. La der ivada cambia la sal ida por

medio de una cant idad proporcional a la der ivada del error . La rata a veces es l lamada comando ant ic ipador . Genera lmente es u t i l i zada para procesos de acc ión lenta. Por def in ic ión, e l t iempo der ivado es e l t iempo requer ido para que la contr ibución del modo proporc iona l igua le la cont r ibuc ión de l modo der ivado para un er ror de rampa. La der ivada es un comando conductor . S i e l t iempo der ivado se aumenta demasiado, las osc i lac iones se desarro l lan en un c ic lo de rata cuyo período es más corto que el período úl t i mo. Cambio de la Ganancia y Cómo Afecta ésto la Sintonización S i e l t ipo de cont ro ler escogido está so lamente en un idades de ganancia o banda proporc ional , entonces cambiar la ganancia o banda proporc ional del contro ler tendrá un efecto sobre la cant idad de desl izamiento y la estabi l idad de la var iab le de l proceso. La F igura TUN-5 muest ra cómo se verá es to cuando se observa un regis t rador . El pr imer paso es per turbar e l proceso mientras se observa la sal ida regist rada. Aumentar ahora la ganancia del cont ro ler desde un valor bajo a un valor más al to. Lo que muestra la curva de respuesta es que a medida que aumenta la ganancia, es des l izamiento se hace menor ; s in embargo, la medic ión no a lcanza e l punto f i jado. E l c i rcu i to de cont ro l se hace menos estable y e l proceso eventualmente osci lará o entrará en un c ic lo.

La Relación entre ganancia y Banda Proporcional 100% PB = Kc (gananc ia) 1. La ganancia proporc iona una respuesta instantánea a los cambios en la

medición. 2. En la neumónica s igu iente (Kc) (e) “Kc” representa la ganancia de l

contro ler en unidades de ganancia y “e” es e l error entre la medic ión y e l punto f i jado.

3. Mient ras mayor es la gananc ia de l cont ro ler mayor será e l cambio en la

sal ida causado por e l error . 4. “PB” no puede e l iminar por s í mismo e l des l izamiento causado por la

perturbación o cambio en el punto f i jado. El desl izamiento es e l error inherente.

5. Para calcular la sal ida del contro ler : m = m o + Kce

m = Sal ida de l cont ro ler mo = Bias del contro ler (usua lmente 50%) Kc = Ganancia de l cont ro ler e = Error

6. Aumentar la ganancia d isminuye e l des l izamiento, causando también osc i lac ión s i se aumenta demasiado. Esto es ocas ionado por los re t rasos en el t iempo en las señales a medida que v ia ja a l rededor del c i rcui to y sobre la correcc ión por e l cont ro ler a medida que se aumenta la ganancia. Cuando e l feedback es env iado de vuel ta a l cont ro ler en fase, esto crea inestabi l idad.

7. E l desl izamiento es e l iminado agregando “ in tegra l ” o “ reseteo” .

A g regar Respuesta Integral Cuando se agrega in tegra l , se e l imina desl izamiento de estado estable. Si se aumenta la acción in tegra l o reseteo e l proceso también osci lará y e l per íodo de osc i lac ión se hace más cor to . La in tegra l e l imina des l izamiento mediante la acumulac ión de er ror sobre t iempo. E l reseteo es una in tegrac ión de l e r ror de ent rada. E l va lor de la var iab le manipulada m es cambiado a una rata proporc iona l a l er ror e . S i se dobla la desv iac ión sobre un va lor prev io , un e lemento de cont ro l f ina l se moverá dos veces más rápido. Cuando el error es cero, se det iene e l movimiento del e lemento de contro l f ina l . S i ex is te una d i ferenc ia ent re e l f lu jo de ent rada y e l f lu jo de sa l ida, estará representada por e l término error o e. Si e l f lu jo de entrada es mayor que e l f lu jo de sal ida el n ivel se eleva a una rata proporcional al error. En este caso el error es posi t ivo. Si e l f lu jo de sal ida es mayor que el f lu jo de entrada, el n ivel cae a una ra ta proporc iona l a l er ror . E l er ror se hace negat ivo. La ún ica manera de que e l n ive l permanezca estable es que e l f lu jo de entrada sea igual a l f lu jo de sal ida en un punto donde el error sea igual a cero. Esto a su vez fuerza el error hasta cero en estado estable. Mient ras más ráp ida sea la acc ión in tegra l más ráp ido cambiará la sa l ida de l contro ler para un error dado. El término dado a una acción integral o reseteo de un contro ler es establec ido en las unidades M/R, minutos por repet ic ión, o R/M, repet ic iones por minutos. El modo integral e l imina e l desl izamiento más lentamente que el modo proporcional debido a que debe actuar sobre un período de t iempo. Agregar Derivada o Rata La der ivada responde a la rata de cambio de error con respecto a l t iempo. d e

Fórmula = Kc x TD dt TD = deri vada o rata de t iempo La der ivada funciona cuando la medic ión está cambiando con respecto a l t iempo. El Controler El contro ler ca lcu la e l er ror o d i ferencia entre la medic ión y e l punto f i jado. Los cont ro lers ca lcu lan una seña l de sa l ida que es t ransmit ida a l e lemento de cont ro l f ina l basándose en la cant idad de errores. La banda proporc ional o ganancia determina la cant idad que cambiará la vá lvu la por cambio de unidad en la señal de error . Cuando la válvula cambia de posic ión esto cambia la var iable m a nipulada. E l contro l so lamente proporc ional proporc iona buena estabi l idad, respuesta muy ráp ida y es d inámicamente estab le . En condic iones de estado estable, “e l des l izamiento” es la única desventa ja indeseable del contro ler so lamente proporc ional .

MÉTODOS DE SINTONIZACIÓN

Sintonización del Circuito Cerrado (el control está colocado en automático)

El método de s intonización que será d iscut ido es denominado el enfoque de “sensibi l idad úl t ima” propuesto por Zeigler y Nichols en 1942. El término “úl t imo” descr ibe la ganancia requer ida que causa que un c i rcu i to se haga inestable y que cada c ic lo sea de la misma ampl i tud. En este punto puede determinarse e l per íodo natura l (Pn) de un c i rcu i to de cont ro l . cuando se ha logrado la osci lac ión, e l período natural se conv ier te en e l t iempo, en minutos, ent re p icos de c ic los consecut ivos. Este término suena contrar io , pero no lo es. A medida que aumenta la gananc ia de un cont ro ler , la osc i lac ión también lo hace (e l cont ro le r es tá en automát ico) . A med ida que la ganancia aumenta cont inuamente, se a lcanza un punto en e l que las osci lac iones son de igual ampl i tud. Esta es la ganancia máxima permi t ida antes de que e l c i rcu i to se vuelva inestable y crezca la ampl i tud de las osci lac iones. El período de t iempo entre c ic los sostenidos de osc i lac iones es denominado “per íodo ú l t imo” . Un aumento en la ganancia a par t i r de este punto causa que la ampl i tud de la osc i lac ión cont inúe aumentando.

Para Determinar la Ganancia Últ ima y el Per íodo Últ imo

1. Girar la integral y la der iva da hasta OFF. 2. Colocar la ganancia de l cont ro ler en un va lor ba jo y luego induc i r una

perturbación mientras se observa la respuesta (cambiar e l punto f i jado durante unos cuantos segundos y luego regresar a l punto f i jado or ig ina l induci rá una perturbación) .

3. Colocar e l contro ler en automát ico (e l c i rcu i to está cerrado). 4. S i la respuesta se amort igua, la ganancia del contro ler es demasiado baja

(aumentar la ganancia) . 5. Cuando se ha logrado la gananc ia aprop iada, o las osc i lac iones son de

igual ampl i tud, esto ind ica que se ha logrado “ la banda proporc ional ú l t ima” y “e l per íodo ú l t imo” . Se u t i l i zarán los neumónicos Su (sens ib i l idad úl t ima) y Pu (período úl t imo) para calcular los parámetros de control .

6. E l per íodo y gananc ia ú l t imos son ut i l i zados ahora para determinar los

ajustes del contro ler . 7. Zeigler – Nicho ls conc luyeron, en e l caso de cont ro lers proporc iona les,

que un ajuste del controler de ½ la ganancia úl t ima daría ¼ de la amort iguación de ampl i tud.

Fórmulas de Sintonización de Zieglar – N i c h o l s para sintonización de un circuito cerrado

A justes del contro ler de método práct ico para contro lers P, P I , PD y P I D. K c = Ganancia del contro ler (unidades de ganancia) Ti = T iempo in tegra l (minutos/ repet ic ión) Td = T iempo der ivado (minu tos) Su = Sens ib i l idad ú l t ima (gananc ia requer ida para lograr c ic los de igua l ampl i tud) Pu = Per íodo ú l t imo ( t iempo ent re c ic los , en minutos) Controler P K c = 0 ,5 Su Controlers PI K c = 0,45 Su Ti = P u / 1 , 2 Controlers PD K c = 0 ,6 Su Td = P u / 8 Contro lers P ID K c = 0, 6 Su Ti = 0 ,5 Pu Td = P u / 8

Otras Reglas de Sintonización para la Sintonización de un Circuito Cerrado

1. Girar Integral ( reseteo) hasta OFF M/R (minutos por repet ic ión) a juste más a l to R/M ( repet ic iones por minuto) a juste más bajo

2. Girar Der ivada (rata) hasta OFF o hasta cero o al a juste más bajo. 3. Aumentar la ganancia hasta que e l proceso in ic ie un c ic lo o mantenga un

pequeño c ic lo sosten ido. (PB ú l t imo) 4. La d i ferencia en minutos entre p icos determina e l per íodo natural (Pn). K c = Kcu /2 Ti = P n Td = P n / 8 Kcu = Ganancia ú l t ima o PB úl t imo Ti = T iempo integra l en minutos por repet ic ión Pn = Per íodo natura l Td = T iempo der ivado en minutos Para aminorar problemas poster iores, reducir Kcu por 3 en vez de 2.

Modi f icación de Harr iot t del Método de Banda Proporcional Úl t ima o del Método de Osci lación Amort iguada

Otro Enfoque a la Sintonización de Circuito Cerrada

1. Las osci lac iones sostenidas pudieran representar un problema para el proceso y e l método ú l t imo no pue de ser u t i l izado.

2. Sólo la ganancia es a justada hasta que se logre la amort iguación de ¼ de

la ampl i tud ut i l izando los pasos relat ivos al método ínt imo. 3. Una vez que se obt iene la amort iguación de ¼, e l per íodo P de la

respuesta T i y Dt son ca lcu lados a par t i r de la in fo rmac ión que se mues t ra debajo. T i = P /1 ,5 Td = P/6

4. Después de haber in t roducido Ti y Td, e l a juste de la ganancia es reducido para dar una amort iguación de ¼ de la ampl i tud.

Los métodos ú l t imo y de osc i lac ión amor t iguada son una combinac ión de métodos c ient í f icos y de ensayo y error . Deben probarse muchos valores de ganancia antes de poder determinar la “ganancia ú l t ima” . Esto puede ser per turbador para cua lqu ier proceso. Mient ras se somete a prueba e l c i rcu i to , es posible perturbar un sist ema completo. Es muy impor tante ser conservador cuando se t raba ja con s in ton izac ión. Las operac iones no serán ex is tosas s i e l proceso es inestable.

FIGURA TUN - 6 muest ra paso a paso cómo anal izar un c i rcu i to de cont ro l u t i l izando e l método de s in ton izac ión de c i rcu i to cerrado.

Métodos de Sintonización de Circuito Abierto Todos los métodos de s intonización requieren de que se hagan a lgunos cambios inestables en un c i rcui to de contro l para obtener la in formación necesar ia para s in ton izar e l c i rcu i to . Otras técnicas requieren so lamente de una prueba y no de var ias como en los métodos de c i rcu i to cerrado. La Curva de Reacción del Proceso El pre - requ is i to para que se haga la s in ton izac ión de un c i rcui to abier to es que se imponga una per turbac ión senci l la en e l proceso. Los datos más dec is ivos acerca de la d inámica de un s istema pueden ser determinados ut i l izando los métodos de c i rcui to abier to. Una curva de reacción es la reacción de la var iable de l proceso a un cambio de paso de la sa l ida de l cont ro ler . La curva de reacc ión del proceso es e l comportamiento de “ todo lo demás” o todos los componentes en e l c i rcu i to de contro l de l s is tema. La F igura TUN-7 muest ra un e jemplo de una curva de reacción.

¿Cómo Producir una Curva de Reacción del Proceso? 1. La necesidad es inc i tar solamente una perturbación. 2. Colocar e l contro ler en manual . E l contro ler no está en e l c i rcu i to o e l

c i rcu i to está abier to cuando e l proceso es somet ido a prueba. 3. A justar manualmente la pos ic ión de la vá lvu la hasta la ú l t ima sal ida

cuando el contro ler estaba operando en automát ico. 4. Estos métodos pr imero ind iv idua l izan e l proceso y luego se determinan los

ajustes del controler a part i r de los parámetros ut i l i zados para carac ter izar el proceso.

5. Dejar que e l s is tema se estabi l ice. 6. Es poco práct ico caracter izar completamente un proceso, de manera que

se emplean técnicas aproximadas. 7. Una curva de respuesta es la répl ica del proceso a un cambio de paso en

la var iab le manipulada ocasionado por un cambio en la sa l ida del controler.

8. In ic iar un cambio de paso en la vá lvu la . (3%, 5% cualqu iera de los

cambios que permi ta obtener in formación s in hacer que e l c i rcu i to sea tota lmente inestable) . La exper iencia es e l profesor de este concepto.

9. Regist rar la curva de respuesta de la var iable medida con un regis t rador

de la velocidad de la var iable para medir e l t iempo con precis ión. 10. Regresar la vá lvu la a su sa l ida prev ia cuando se comenzó la prueba, luego

regresar e l contro ler a automát ico. Ahora se ut i l iza una curva de reacc ión reg is t rada para determinar la in formación acerca de la d inámica del proceso. La in formación acumulada es u t i l i zada para ca lcu lar los parámetros de s intonización de un contro ler de feedback.

E s más fáci l obtener hechos ut i l izando el método de curva de reacción que u t i l i zando los métodos ú l t imos. E l método de c i rcu i to ab ier to más común es e l de un ret raso de t iempo puro más un ret raso de pr imer orden. Un s is tema es aproximado por medio de un retras o de t iempo puro más un re t raso de pr imer orden. Es fáci l adquir i r esta información. En procesos de acc ión lenta se ut i l iza un enfoque de c i rcu i to abier to para la s in tonizac ión. Para procesos de acc ión más rápida, ta les como f lu jo y pres ión, un en foque de c i rcu i to cerrado es más rápido. Esta ru t ina determina e l re t raso de t iempo puro más una aprox imación de re t raso de pr imer orden. La única d i ferenc ia ent re estos dos métodos es e l método ut i l izado para d is t ingui r cómo se obt ienen las constantes de t iempo de p r imer orden. E l re t raso de t iempo puro para “a justes” es e l mismo descr i to prev iamente y es dado por: FIT 2: to = L r = t iempo muer to Los ret rasos de la constante de t iempo de pr imer orden son dados por : F I T 2 : Tf 2 = To 0,632 – To = 1 TC = i es e l tiempo necesar io para a lcanzar e l 63,2% del valor f inal .

Las siguientes páginas muestran en profundidad cómo ut i l izar el método de sintonización de circui to abierto

Notas: 1. En una prueba de la prec is ión de un comparador neumát ico con un medidor

de pres ión, las lecturas de pres ión de l med idor de prueba son comparadas con las del medidor que es somet ido a prueba en un número de puntos de prueba. Las lec turas de los puntos de prueba son rea l izadas a medida que se aumenta la presión y a medida que se disminuye la presión.

2. E l c ier re de las vá lvu las de b loque de in jer to de pres ión a l ta y ba ja , la

vent i lac ión del lado bajo hacia la atmósfera y la conexión y la apl icación a l lado a l to de una pres ión de ca l ibrac ión conoc ida son operac iones rea l izadas para chequear e l cero y e l t ramo de una celda dP.

3. Cuando se rev isa la ca l ibrac ión de un inst rumento, la pr imera in formación que

se debe registrar son los datos de cal ibración antes del a juste. Ais lamiento de un t ransmisor del proceso. 1 ro – Determinar que e l ecual izador esté cerrado. 2do – Abr i r e l ecual izador. 3 ro – Cerrar la válvula de presión baja. 4 t o – Cerrar la válvula de presión al ta. 5 t o – Cerrar el ecual izador.

PROCEDIMIENTOS DE CALIBRACIÓN

(para disposit ivos que ut i l izan presión para s imular la medición)

El propós i to de l capí tu lo , PROCEDIMIENTOS DE CALIBRACIÓN, es descr ib i r los pr inc ip ios involucrados en la cal ibrac ión de inst rumentos que requieren del uso de presión de ai re para s imular la presión, e l f lu jo o e l n ivel del proceso. A l cu lminar es te capí tu lo , e l lec tor tendrá una buena comprens ión de los e lementos bás icos requer idos para ca l ibrar los ins t rumentos de pres ión. Ex is ten a lgunas def in ic iones at inentes a la ca l ibrac ión. Definiciones: Repet i t iv idad – La habi l idad de un inst rumento para pr oducir e l mismo valor de sal ida para una entrada repet ida dada en la misma di recc ión. Esto está relacionado con la precis ión del instrumento que es cal ibrado. Precisión – La cant idad de cuidado y mano de obra ut i l izados en el d iseño y construcc ión de un disposi t ivo. Histéres is – Del mismo va lor de ent rada, dando d i ferentes sa l idas, resu l ta un va lor de sa l ida d i ferente. Esto depende de s i la medic ión es enfocada desde un valor al to o un valor bajo. Reproducib i l idad – La cercanía o acuerdo entre las medic i ones repet idas de la sal ida para e l mismo valor de entrada en un per íodo de t iempo, enfocado desde ambas d i recc iones. La reproduc ib i l idad es medida normalmente como n o- reproducib i l idad e inc luye los términos h is téres is , banda muer ta, desv iac ión y repet i t iv idad.

Caracter ís t icas Estát icas – Var iab les que no cambian 1. Prec is ión – La habi l idad de un disposi t ivo para lograr y mantener una

var iable. Error estát ico – La d i ferencia entre valor real y la lectura del instrumento.

2. Reproducib i l idad – La habi l idad de un inst rumento para ind icar o regis t rar

va lores idént icos cada vez que las cond ic iones sean las mismas. Desviac ión – Un cambio gradual en la sa l ida aunque la señal de entrada permanezca siendo la misma.

3. Sensib i l idad – E l cambio más pequeño a l cua l responde un ins t rumento.

Zona Muerta – Rango en e l cual un inst rumento no responde. Caracter íst icas Dinámicas – Var iab les que cambian 1. Respuesta – La habi l idad de un inst rumento para segui r cambios.

Retardo – Inhabi l idad de un ins t rumento para segui r cambios. T iempo Muerto – Período durante e l cual un instrumento no responde.

2. F idel idad – Reproducción f ie l de la var iable medida. Error d inámico – La

d i ferencia entre e l va lor cambiante y la lectura del inst rumento. Se d iscut i rán los estándares pr imar ios, los estándares secundar ios, los estándares de l ta l ler y e l uso de un s imulador de proceso. Se ut i l i zarán es tándares suscept ib les a ser de tec tados para ca l ib rar con prec is ión los d isposi t ivos. Esto es esencia l s i se quiere que la var iable del proceso sea precisa. Esto a su vez ayudará a que haya una mejor cal idad en e l producto. Se cubr i rán en profundidad los procedimientos ut i l izados para cal ibrar un instrumento de presión. La precis ión de los d isposi t ivos de medic ión del proceso y ot ros equipos deben ser va l idados para tener conf ianza de que e l va lor medido es e l correcto. Para hacer esto, la ca l ibrac ión del equipo es real izada con estándares suscept ib les a ser detectados. La cal ibrac ión es e l proceso de apl icac ión de entradas prec i sas conocidas a un d isposi t ivo y la comparación de su sal ida con la entrada asociada, para determinar la prec is ión del inst rumento somet ido a prueba. La precis ión del inst rumento de cal ibrac ión debe ser mayor que la del d isposi t ivo que es cal ibrado.

Estándares de Cal ibración Los Instrumentos de Prueba son u t i l i zados como un es tándar de ca l ib rac ión. Un Estándar Pr imar io es un inst rumento de prueba en e l cual se compara la prec is ión de todos los d ispos i t ivos ca l ib rados. Este es tándar es manten ido por la Of ic ina Nacional de Estándares en Washington DC. Un Estándar Secundario es un ins t rumento de prueba cuya prec is ión es rastreable di rectamente hacia e l estándar pr imar io. La mayoría de los laborator ios de ca l ibrac ión son laborator ios de estándares secundar ios. Son ut i l i zados para ca l ibrar los estándares de ta l ler u t i l i zados por la indust r ia a l rededor del mundo. Un cer t i f icado que establece la precis ión usualmente es bueno durante un año a part i r del momento de la cal ibración. Los Estándares de Tal ler son rast reables hasta e l estándar secundar io . Un estándar de ta l ler puede ser tan prec iso como un estándar secundar io o pr imar io . El t ipo de estándar ut i l izado no está completamente re lacionado con la precis ión de l ins t rumento . Un ca l ib rador puede ser de a l ta cal idad y prec is ión de acuerdo con su especi f icac ión, pero a l menos que e l ca l ibrador haya s ido cer t i f icado como prec iso , no se cons idera que sea un es tándar secundar io . Para que la ca l ibrac ión sea rea l , la medic ión debe ser ras t reable hasta e l es tándar pr imar io . S i tuac iones par t icu lares de ca l ibrac ión determinan e l estándar a ut i l izar . Ut i l izar e l ca l ibrador apropiado para e l rango requer ido. Simulación del Proceso Las ca l ibrac iones pueden hacerse de una de dos maneras. E l ins t rumento puede s e r cal ibrado bien sea en el ta l ler del instrumento o en el campo. Una revis ión del cero puede ser rea l izada en e l campo, pero una ca l ibrac ión completa requer i rá de una a juste del t ramo. Esto se hace más fác i lmente en e l ta l ler del ins t rumento . Las ca l ib rac iones rea l izadas en e l campo pueden ser e fec t ivas s i se ut i l iza un equipo de cal ibración portát i l que sea preciso. Cada s i tuación de cal ibración puede ser única en sí misma. La ca l ibrac ión requiere de l uso de un d ispos i t ivo de medic ión de ent rada y sa l ida conocido y rast reable. Un e jemplo pudiera ser un cal ibrador neumát ico y un mul t ímetro d ig i ta l . La entrada de un inst rumento es comparada con su sa l ida. Los cambios precisos en la presión de a i re ut i l izada en la cal ibrac ión son suminis t rados por un regulado r de presión var iable y un manómetro. Es muy importante ut i l izar e l d isposi t ivo de cal ibrac ión apropiado para que de esta manera la ca l ibrac ión sea exacta.

Equipo de Cal ibración

Probador de Peso Muerto El probador de peso muer to es s imi lar a una prensa hidrául ica en el sent ido que puede proporc ionar pres iones que van desde unas cuantas l ibras por pu lgadas cuadradas hasta muchos mi les de l ib ras por pu lgadas cuadradas. Un probador de peso muer to es l lenado con f lu ido h idráu l ico de peso l igero. Se conec ta un desplazador a un torn i l lo o bomba y es ut i l izado para reduci r e l vo lumen interno cuando e l p is tón es g i rado hacia la cámara. La reducción en e l vo lumen causa un incremento en la presión de la cámara. Reducciones l igeras en e l volumen resu l tan en cambios re la t ivamente a l tos en la pres ión, ya que e l l íqu ido en la cámara es esencia lmente incompr imib le. Cuando la presión actúa sobre e l p is tón anexado al e je que está acoplado a la mesa que sost iene las pesas, crea una fuerza lo suf ic ientemente gra nde para vencer las pesas, e l p is tón levanta las pesas. La presión requer ida para hacer que la pesa f lo te puede ser encontrada leyendo las inst rucc iones en la caja que cont iene las pesas, o está escr i ta en cada pesa. Un probador de peso muer to hace las vec es de un muy buen estándar de ta l ler para ca l ibrar tanto los t ransmisores como los medidores mecánicos. Por mot ivos de segur idad, la cal ibrac ión de la presión a l ta debe real izarse con l íquidos con un bajo volumen más que con ai re compr imido. La l iberación del a i re compr imido puede hacerse pel igrosa s i se l ibera un gran volumen en un cor to per íodo de t iempo. La ruptura de un recip iente con ai re comprimido en él puede ocasionar les iones o la muerte. Para obtener resul tados apropiados, es importante que todas l as conex iones estén b ien apretadas para ev i tar la pérd ida de f lu ido, la cua l resu l ta en pérd ida de presión en e l c i l indro. El inst rumento que es cal ibrado debe estar l ibre de f lu idos del proceso, ya que pudieran contaminar e l f lu ido h idrául ico. Las pres iones del p is tón y de la cámara no deben exceder los l ími tes especi f icados por el fabr icante ya que el émbolo macizo pudiera volar fuera de la cámara creando un r iesgo de segur idad para cualquier persona que esté en las cercanías. La Figura PC- 1 muestra un ejemplo de un probador de peso muerto.

Medidores de Prueba Los manómetros de l t ipo producc ión no son lo suf ic ientemente prec isos como para ser ut i l izadas como estándares de ca l ibrac ión debido a que su prec is ión puede ser no mejor que 3% a 5%. Los medidores de prueba especia lmente fabr icados están diseñados para dar precis iones entre ¼% a ½%. Los medidores de prueba d iseñados para buscar exact i tud son más prec isos que los medidores de producción. La resolución de escala debe ser precisa hasta ¼% del rango. Este estándar de ta l ler puede ser ut i l izado para cal ibrac iones tanto en e l ta l ler como en el campo. Manómetros Los manómetros son prec isos y senci l los y pueden ser ut i l izados para cal ibrac iones tanto en e l ta l ler como en e l campo. No t ienen par tes móvi les y no requieren de ca l ibrac ión de s í mismos. El uso más común de un manómetro es para un estándar de ta l ler ; s in embargo, ex is ten los manómetros de campo por tát i les. Ex is ten t res manómetros d isponib les para ca l ibrac ión. E l los son e l manómetro de tubo en U, e l manómetro de pozo y e l manómetro de tubo incl inado. A lgunas apl icac iones requieren de ca l ibrac ión prec isa de la pres ión baja. A saber, aspi rac ión de horno o una celda Dp ut i l izada para medic iones del f lu jo de a i re . Para es ta medic ión debe ut i l izarse un manómetro de tubo inc l inado. Un manómetro de tubo inc l inado proporc iona una esca la expandida, de manera que la pres ión s imulada dará resu l tados más prec isos. Pueden verse con prec is ión s u b- div is iones de 0,1 pulgadas. La p res ión m anométr ica , e l vac ío y la pres ión d i fe renc ia l son medic iones comunes. Un manómetro puede ser u t i l i zado para medi r los t res t ipos. Asegurarse de ut i l izar e l manómetro correcto para e l t rabajo correcto, manten iendo la prec is ión en mente . Los manómetros son ut i l i zados genera lmente para medir pulgadas de agua o pulgadas de mercur io. La gravedad especí f ica del mercur io es 13,596 veces más pesada que e l agua, de manera que la desviac ión cuando se usa agua es 13,596 veces la de l mercur io . La F igura PC-2 mues t ra un manómetro de tubo en U, la Figura PC- 3 un manómet ro de pozo y PC- 4 un manómetro de tubo inc l inado.

En un manómetro se usan di ferentes t ipos de f lu idos. Descr ipc ión Gravedad Especí f ica Normal Mercur io de l Ins t rumento 13 ,596 Concentrado Verde 1000 1 ,00 Acei te Rojo 827 0,827 Acei te de Unidad 100 1 ,00 Fluido Rojo 295 2 ,95 F lu ido Azul 175 1 ,75

Cal ibradores Neumát icos Los ca l ibradores neumát icos son muy populares y , en la mayor ía de los casos, reemplazan a l manómetro de mercur io debido a la pos ib i l idad de contaminación mercur ia l . Otra razón para su popular idad es su uso como fuente de pres ión y como receptor a l mismo t iempo. Un ca l ib rador neumát ico t iene dos regu ladores de pres ión cuyas sa l idas pueden ser cambiadas a un manómetro de prec is ión. La unidad está guardada en un malet ín para hacer que este d ispos i t ivo sea por tá t i l . Este ca l ibrador puede ser ut i l izado para ca l ibrac iones tanto en e l ta l ler como en el campo. E l medidor de prueba t iene una prec is ión de 0,1% escala completa. E l rango t íp ico para este d isposi t ivo es desde –100 hasta 850 pulgadas en una columna de agua o –3,6 a 30,6 psi . El número de graduaciones es 684 en la escala psi y 9 50 en la esca la de pu lgadas de agua, que es 0 ,05 ps i ó 1 pu lgada de agua. PC-5 muestra un e jemplo de un cal ibrador neumát ico.

En l is tados debajo se encuent ran las opc iones de ca l ib rac ión u t i l i zadas para e l ca l ibrador neumát ico: 1. Medic ión de la pres ión manométr ica – P1 o P2 con el interruptor de

selección en la posic ión P1 o P2 correspondiente. La par te exter ior del e lemento de presión es vent i lado a la atmósfera a t ravés del puerto S.

2. Medic ión de la pres ión d i ferencia l – La pres ión al ta es conectada a l puer to P mientras que la conexión de presión baja es conectada al puerto S.

3. Pres ión absoluta – La pres ión de prueba es ap l icada a l puer to P y a la caja y se hala un vacío a t ravés del puerto S.

4. Vacío – El e lemento de presión es vent i lad o a la atmósfera a t ravés de un puer to denominado P y la ca ja es conectada a un vacío de prueba a t ravés del puerto S.

Principios de Calibración

Los procedimientos de cal ibrac ión pueden var iar de un fabr icante a l o t ro; s in embargo, la ca l ibrac ión de cualquier inst rumento consis te en s imular y medir la var iab le medida y observar la sa l ida del inst rumento. La sal ida puede ser e lectrónica (4- 20 ma), neumát ica (3-15 psi) o digital (x -x) . La sa l ida observada es l lamada el valor medido del inst rumento. Es com parada con e l va lor verdadero y se rea l izan loa a justes de ca l ibrac ión apropiados para hacer que e l va lor medido sea igual a l valor verdadero. Ajustes de Cal ibración Se proporc ionan a justes de cal ibrac ión en e l inst rumento que va a ser ca l ibrado. L a p r ec is ión de un inst rumento def in i rá la exact i tud de la respuesta de un inst rumento a la señal de entrada. El cambio de fase entre la entrada y la sal ida puede ser s igni f icat ivo en a lgunos equipos. Lo deseable es una respuesta inmediata al cambio de la var iac ión del proceso. Ajuste del Cero E l cero es e l pr imer a juste que se real iza en una secuencia de cal ibrac ión. Este a juste mueve el rango del instrumento hacia arr iba y hacia abajo por medio de una cant idad igual en todos los puntos de la escala de medic i ón. El error causado por un cambio en e l cero es constante en cada punto de la escala. La F igura PC- 6 muestra un e jemplo de cambio de l cero.

Ajuste del Tramo – Puede hacerse re ferenc ia a l t ramo como factor de mul t ip l i cac ión o gananc ia. El a juste del t ramo determina la re lac ión entre la ent rada y la sa l ida. E l er ror ocas ionado por e l t ramo, aumenta en magni tud a medida que aumenta la ent rada. Cuando se hace un a juste del t ramo, debe cambiarse la ent rada de l ins t rumento para observar e l e fec to de un a jus te de l t ramo. Si e l t ramo o ganancia es a l to , e l va lor medido a lcanzará e l 100% antes del va lor verdadero. Lo opuesto también se cumple. En un t ransmisor de balance de fuerza, e l t ramo es cambiado a l cambiar su venta ja mecánica. Cuando s e hace un a juste del t ramo, esto usualmente afectará e l punto cero; por lo tanto, debe chequearse la precis ión del cero s i se ha rea l izado un cambio de t ramo. Esto es especia lmente c ier to para los d ispos i t ivos mecánicos. La F igura PC-7 muest ra un e jemplo de un error de tramo.

Ajuste de la No-L inea l idad – Este a jus te se rea l iza s i e l cero y e l t ramo son correctos pero e l punto medio de la medic ión es a l to o bajo. E l e jemplo mostrado debajo muest ra e l t ransmisor ca l ib rado aprop iadamente a cero y 100%; s in embargo, un punto s i y un punto no en la escala es incorrecto. Este error , que también puede ser l lamado un error de angulos idad, es ocas ionado por los ángu los inaprop iados ent re las pa lancas de propu ls ión y propu lsada en un mecanismo de cuat ro bar ras . Los prob lemas de angu los idad son más pers is tentes en ins t rumentos mecánicos. La F igura PC- 8 muestra un error de no l ineal idad.

Procedimientos de Cal ibración – Cero y T ramo El d iagrama mostrado debajo es un arreglo t íp ico de ca l ibrac ión para la cal ibración de un t ransmisor de presión, un t ransmisor de n ivel y una celda de pres ión d i ferencia l . La entrada es proporc ionada por un regulador de pres ión de medic ión y medida por medio de un medidor de prueba. Los cal ibradores de presión miden presiones desde unas pocas pulgadas de agua hasta var ios mi les de ps i . La señal de sal ida es un manómetro de prec is ión o de un medidor de cor r ien te para medi r 4- 20 ma. La F igura PC- 9 muest ra un s is tema de ca l ibrac ión para ca l ib ra r la mayoría de los instrumentos.

Para ca l ibrar un t ransmisor de pres ión, un t ransmisor de n ive l o una ce lda de pres ión d i ferenc ia l , los inst rumentos de prueba son conectados como e l d iagrama de b loque most rado en la F igura PC- 9. 1. Apl icar 0% de la medic ión a la entrada del instrumento. 2. Se hace que la sa l ida sea cero (3 ps i ó 4 ma) a justando e l cero en e l

transmisor. 3. Apl icar ahora un valor del 100% a la entrada del instrumento. 4. Observar la sal ida y a justar e l t ramo para leer 100% (15 psi ó 20 ma) 5. El procedimiento anter ior es repet ido una y otra vez hasta que tanto e l

cero como e l t ramo sean correctos, consecut ivamente. 6. Una vez que e l cero y e l t ramo son correctos, es necesar io chequear la

prec is ión tota l .

7. Real izar una ca l ibrac ión de c inco puntos chequeando 0%, 25%, 50%, 75% y 100% de la escala.

(sa l ida, en porcenta je) e lec t rón ico neumát i co 0% 4 m a 3 psi 25% 8 m a 6 psi 50% 1 2 m a 9 psi 75% 1 6 m a 12 psi 100% 2 0 m a 15 psi

8. Cuando se encuentra un error de l ineal idad real izar e l a juste apropiado y rev isar de nuevo la ca l ibrac ión. La mayor ía de los t ransmisores no t ienen un ajuste de l ineal idad.

PROCEDIMIENTOS DE CALIBRAC IÓN para DISPOSITIVOS DE MEDICIÓN DE TEMPERATURA

El propósi to de este capí tu lo es descr ib i r los pr inc ip ios involucrados en la cal ibrac ión de los inst rumentos de medic ión de la temperatura. Esta secc ión descr ibe e l uso de s imuladores que son ut i l izados para ca l ib rar los ins t rumentos de medic ión de temperatura . La mayor ía de los términos u t i l i zados en la cal ibrac ión de d isposi t ivos s imulados de presión apl ican también para los d isposi t ivos de temperatura. Al completar este capí tu lo, e l estudiante será capa z de: 1. En l is tar e l hardware requer ido para ca l ibrar los ins t rumentos de medic ión

de temperatura. 2. Entender e l p r inc ip io de operac ión de los te rmopares , los d ispos i t i vos

res is t ivos de temperatura y los s is temas l lenados. 3. Establecer e l procedimiento ut i l izado para ca l ibrar un inst rumento de

medición de temperatura. A l igual que antes, e l proceso de ca l ibrar un d ispos i t ivo de medic ión de temperatura debe ser va l idado para asegurar que e l va lor medido es cor recto . Para completar esto, la ca l ibrac ión de un d isposi t ivo de medic ión de temperatura del proceso es real izada con un estándar conocido. La cal ibrac ión es e l proceso de ap l icar una ent rada prec isa conocida a un d ispos i t ivo y comparar la sa l ida con la entrada asociada con el propósi to de determinar la precis ión de l ins t rumento somet ido a prueba. La prec is ión del d isposi t ivo ca l ibrado depende no sólo de la conf iab i l idad y prec is ión de l ca l ibrador , s ino también de la técn ica de l ca l ibrador . La f rase “ésto es lo suf ic ientemente bueno” no apl ica s i la meta es una cal ibración precisa. La cal ibrac ión de los d isposi t ivos de medic ión de temperatura a veces requiere de ca lor y t iempo f ís icos para lograr buenas ca l ib rac iones prec isas. Los ca l ib radores también deben es tar basados en microprocesadores y requ iere de que se les programe para obtener la sa l ida apropiada en mi l ivo l t ios ( termopar) u ohmios (RTD).

Estándares de Cal ibración Ins t rumento de Prueba – Un inst rumento ut i l izado como estándar de ca l ibrac ión Disposi t ivo Pr imar io – Un instrumento de prueba en e l cua l se compara la prec is ión de todos los o t ros d ispos i t ivos de ca l ibrac ión. Este estándar es mantenido por la Of ic ina Nacional de Estándares en Washington DC. Estándar Secundar io – Inst rumentos de prueba cuya prec is ión es rast reable d i rectamente hasta e l es tándar pr imar io . La mayor ía de los laborator ios de cal ibrac ión ut i l izan estándares secundar ios para a justar los inst rumentos. Estos inst rumentos son costosos y e l laborator io debe ser mantenido ambienta lmente, ya que los cambios en la temperatura del cuar to pueden afectar la prec is ión de la ca l ibrac ión. Debido a que los laborator ios de inst rumentos secundar ios son d i f íc i les de mantener , la mayor ía de las ca l ibrac iones de laborator io indust r ia l y vendedor son real izadas con estándares de ta l ler . Estándares de Tal ler – Un estándar cuya prec is ión es rast reable hasta un estándar secundar io. Un estándar de ta l ler puede ser tan prec iso como un estándar secundar io o pr imar io . La mayor ía de los inst rumentos son de a l ta ca l idad y prec is ión. A menos que los inst rumentos de ca l ibrac ión hayan s ido cer t i f icados como prec isos, ten iendo su prec is ión rest reable hasta un estándar pr imar io , no son cons iderados como un estándar secundar io . La s i tuac ión especí f ica de ca l ibrac ión determinará e l estándar a ut i l izar . Ut i l izar un estándar que dará la mayor prec is ión. Para la mayoría de las apl icac iones un estándar de ta l ler es lo suf ic ientemente exactos para la mayor ía de las ca l ibrac iones. S imulación del Proceso La cal ibración es real izada bien sea en un ta l ler de inst rumentos o en e l campo. Hoy en día pueden adqui r i rse ins t rumentos de ca l ibrac ión por tá t i les y son muy precisos en ambas s i tuaciones. Toda s i tuación de cal ibrac ión es única en sí misma. Las mismas reg las ap l ican para la ca l ibrac ión de temperatura como para la de pres ión. La cal ibrac ión requiere de una entrada medida rast reable y conocida y la respuesta de l ins t rumento es comparada con su ent rada. Es impor tante u t i l i zar e l estándar de cal ibrac ión apropiado de manera que e l producto sea tan prec iso como s ea posible.

El Termopar E l termopar es e l d ispos i t ivo e léct r ico de medic ión de temperatura más senci l lo . Su const rucc ión bás ica consta de dos meta les d is ími les que están un idos a un ex t remo (empalme de medic ión) , mient ras que e l o t ro ex t remo (empalme f r ío) es tá conectado a un medidor aprop iado. Cuando e l ex t remo un ido es ca lentado, se genera un mi l ivo l ta je medib le a t ravés del o t ro ext remo, que es proporc ional a la temperatura. Las combinaciones más comunes de termopar son t ipo J (h ierro-constantan) , t ipo K (cromel - a lumel ) , t ipo S (p la t ino/ rod io-p lat ino) y t ipo T (cobre-constantan) . La notac ión a la izquierda del gu ión ind ica e l conductor pos i t ivo, mientras que a la derecha está el conductor negat ivo. Cuando se ut i l izan los termopares con un medidor o t ransductor (conver t idor , mi l ivo l ta je a 4- 20 ma), debe ut i l izarse e l a lambre de extensión de termopar apropiado. También es imperat ivo observar las po lar idades correctas. S i van a real izarse medic iones de temperatura prec isas, la temperatura del empalme de referencia debe permanecer constante. Si var ía, debe proporc ionarse la compensac ión adecuada para estas var iac iones. Los t ransductores de termopar de ú l t ima generac ión t ienen compensac ión de temperatura automát ico y la medic ión prec isa de la temperatura no representa un problema para la mayor ía , s in impor tar cualqu ier cambio en la temperatura ambiente. La compensac ión automát ica de l empalme de re ferenc ia se logra pasando una corr iente a t ravés de un res is tor que responda a la temperatura que mide las var iac iones en la temperatura de re ferenc ia y proporc iona automát icamente e l emf (vo l ta je) compensator io necesar io por medio de la caída de vol ta je que se produce a t ravés de él .

Los te rmopares no pueden ser ca l ib rados. Los t ransmisores asoc iados a los termopares son ca l ib rados. La ca l ib rac ión puede rea l izarse u t i l i zando ca lor f ís ico ap l icado a l termopar mismo o u t i l i zando un ca l ibrador que de ja ent rar e l mi l ivo l ta je exacto, que es equiva lente a la temperatura que está s iendo ap l icada a l t ransmisor . Leer los manuales para asegurarse de que los manuales son ut i l izados de la manera correcta. La Figura TC - 1 muestra un ejemplo de un termopar.

Tipo J – Tabla de Termopar Mi l ivo l t io a Temperatura

TIPO K – Tabla de Termopar

TIPO K – TERMOPAR DE CROMEL-ALUMEL

Grados Fahrenhei t vs Mi l ivot ios. Las temperaturas están basadas en la Escala Internacional de

Temperatura de 1948. emf es expresado en mi l ivo l t ios absolutos

TIPO K – TERMOPAR DE CROMEL - ALUMEL, cont inuación

Grados Fahrenhei t vs Mi l ivo l t ios. Las temperaturas están basadas en la Escala Internacional de Temperatura de 1948. emf está expresado en mi l ivo l t ios absolutos

TIPO S – Tabla de termopar mi l ivo l t io a temperatura

TIPO S – TERMOPAR DE PLATINO VS PLATINO MÁS 10% DE RODIO

TIPO S – TERMOPAR DE PLATINO VS PLATINO MÁS 10% DE RODIO, con t inuac ión

Disposit ivos Resist ivos de Temperatura (RTD) Los d isposi t ivos res is t ivos de temperatura funcionan sobre e l pr inc ip io de conduct iv idad e léct r ica cambiando con temperatura. Una bobina de a lambre puede ac tuar como un sensor de temperatura. En un alambre de plat ino hay una re lac ión d i recta ent re la res is tenc ia y la temperatura. Ex is ten a d ispos ic ión curvas de estándar con prec is iones cer t i f icab les dent ro de 0,1 grados F. E l meta l más comúnmente ut i l izado para los RTDs es e l p la t ino. Los RTDs no pueden ser ca l ib rados . Los t ransmisores asoc iados con los RTDs son ca l ib rados . La ca l ibrac ión puede rea l izarse ut i l izando ca lor f ís ico ap l icado a l RTD mismo o ut i l izando un cal ibrador que int roduzca e l ohmiaje que es equivalente a la tempera tu ra que es tá s iendo ap l icada a l t ransmisor . Leer los manuales para asegurarse de que los cal ibradores son ut i l izados de la manera correcta. La Figura TC - 9 muestra un e jemplo de un RTD.

FIGURA TC- 10 Red de Circui tos del RTD

Tabla de Conversión de Temperatura a Resistencia, 100 ohm

Datos de Temperatura/Resis tenc ia del RTD de Plat ino Basados en la Curva DIN 4 3 7 6 0 , 9- 68, (Foxboro PR 238) Grados Cels ius vs Ohmios Abso lu tos . Estas tab las muestran el valor de resistencia (en Ohmios Absolutos) entre los terminales o conductores negro y b lanco de los sensores t ipo RTD a d i fe rentes temperaturas (en grados Cels ius)

Tabla de Conversión del RTD de Plat ino, cont inuación

Termómetro de Tubo y Vidrio Principio de operación: Las d imens iones de todas las sus tanc ias cambian una cant idad def in ida por cada grado de cambio de la temperatura. Este es el pr incipio de la expansión térmica. Observando e l termómetro de mercur io - en- v idr io, e l mercur io se expande más que e l bu lbo de v idr io que lo cont iene cuando se apl ica ca lor a l bu lbo. Debido a que ex is te una d i ferencia en las ratas de expansión térmica de los dos mater ia les, e l mercur io es forzado a e levarse dentro de la pequeña columna in terna, con un incremento en la temperatura. Una escala f i ja es grabada en e l tubo de v idr io o se anexa una escala adyacente a é l . El mercur io no es el único m ater ia l u t i l izado. También se ut i l izan a lcohol o to luo l . Con e l f lu ido aprop iado, pueden medi rse temperaturas desde - 300 grados F hasta +1200 grados F. Los termómetros de v idr io f lo tantes están d isponib les tanto con e l termómetro de v idr io como con una esc ala encerrada en una cubier ta de v idr io. Se adosa una pesa a la par te in fer ior de la envol tura de manera que f lo te en posic ión ver t ica l . No es fác i l ca l ibrar un termómetro de v idr io y tubo, a menos que haya una escala desl izante anexada a un lado del termómetro. Si va a someterse a prueba la prec is ión, debe apl icarse ca lor f ís ico y se requer i rá t iempo para permi t i r que e l bu lbo de temperatura se ca l iente y se estabi l ice. La F igura TC -12 muest ra un e jemplo de un termómetro de v idr io y tubo.

Disposit ivos Bimetál icos de Medición de Temperatura Principio de operación: La operac ión de los termómetros b imetá l icos está basada en e l pr inc ip io de la d i ferencia en los coef ic ientes de expansión térmica de meta les d i ferentes. Se fus ionan dos a leac iones metá l icas con coef ic ientes de temperaturas d i ferentes y se forma una espi ra l o hé l ice. Cuando los b imeta les son ca lentados, la d i ferenc ia en la expansión térmicas de las a leac iones causa que se desenro l len y , a su vez, mueva un puntero. Con los termómetros b imetá l icos pueden medirse temperaturas desde - 300 grados F hasta +800 grados F. Por enc ima de 1000 grados F los meta les t ienden a romperse. La Figura TC -13 muest ra un e jemplo de un d ispos i t i vo de temperatura b imetá l ico.

Sistemas Llenados Un s is tema l lenado consta de un sensor (bulbo) , tuber ía capi lar y un e lemento sens ib le de pres ión ( tubo Bourdon) . Los s is temas de expans ión l íqu ida se caracter izan por t ramos angostos, sensores pequeños, esca las un i formes, a l ta prec is ión y una capac idad de medic iones d i ferenc ia les de temperatura. Este d isposi t ivo también t iene e l potencia l para compensación de temperatura. Los s is temas de pres ión de vapor son conf iab les , inherentemente prec isos y no requieren com pensación para los efectos de la temperatura ambiente. Los inst rumentos s iguen las curvas de pres ión de vapor de l f lu ido l lenado y las tab las y cuadrantes asoc iados no son un i formes en la presentac ión de incrementos más espaciados a a l tas temperaturas. L os s istemas de presión de gas ofrecen el rango más ampl io de todos los s is temas l lenados. Estos s is temas son d i f íc i les de compensar por los er rores de la temperatura ambiente; s in embargo, s i se ut i l iza un sensor grande se reduci rán los efectos hasta l ími tes aceptab les . Los s is temas de expans ión de mercur io es tán c las i f i cados separadamente, debido a que el mercur io es tóxico. Es por esta razón que estos d isposi t ivos están s iendo de jados a un lado a favor de los ot ros t res métodos. En a lgún momento habrá una orden para e l iminar este t ipo de d ispos i t ivo de medic ión de temperatura. Los s is temas l lenados son ca l ib rados con ca lor f ís ico en una cama de arena f lu id i f icada con un e lemento de ca lentamiento y un cont ro ler de temperatura. Se ut i l i za un b loque ca lentado de acero sól ido, con un agujero ta ladrado en la par te centra l super ior del mismo b loque, para a lbergar la inserc ión de un bulbo de temperatura. La F igura TC- 14 muestra un e jemplo de un s is tema de temperatura l lenado.

Calibra ción EN CUALQUIER MOMENTO EN QUE SE REALICE LA CALIBRACIÓN CON CUALQUIER INSTRUMENTO, ES DE SUMA IMPORTANCIA LEER EL MANUAL. La ca l ibrac ión de todos los d ispos i t ivos anter iores puede ser rea l izada proporc ionando f ís icamente una temperatura a l e lemento sensor . Esto puede real izarse ut i l izando un ca l ibrador de temperatura contro lado o un baño f lu id i f icado de contro ler de temperatura. Otros métodos involucran e l uso de un s imulador de temperatura, como un Transmat ion o RIS SuperCal , que s imula e l mi l ivoltaj e para los termopares o res is tenc ia para los t ransductores RTD. E l t ransductor t iene un a juste de cero y de t ramo que puede real izarse para a justar e l d isposi t ivo sobre un ampl io rango de temperatura. Si se apl ica calor f ís ico, recordar que l leva t iempo para que la masa de l d ispos i t ivo ca l ib rador se ca l iente . pudiera haber cons iderable t iempo muer to en e l procedimiento de ca l ibrac ión, por lo tanto se neces i ta pac ienc ia . Debajo están en l is tados los métodos ut i l izados para d i ferentes t ipos de e lementos pr imarios. Ca lo r F ís i co Estándar de Cal ibrac ión Termómet ro X

B imetá l i co X

Termopar X X

RTD X X

S is tema L lenado X

PROCEDIMIENTOS DE INSTALACIÓN

Disposit ivos Secundarios El d ispos i t ivo secundar io mide la fuerza f ís ica generada por e l d isposi t ivo p r imar io y t ransmi te una seña l es tándar de 3- 15 psi o 4 - 20 mi l iamper io a un ind icador , reg is t rador o contro ler . La mayor ía de las medic iones de f lu jo son t ransmi t idas u t i l i zando medidores de d ia f ragma. Ex iste una gran var iedad de medidores de d iaf ragma, inc luyendo balance de fuerza de t ipo neumát ico o e lect rónico, medidor de deformación y capaci tancia d i ferencia l . La Instalación de los Disposit ivos Secundarios Si va a mantenerse la precis ión, la instalac ión de l d ispos i t ivo secundar io es ext remadamente impor tante . En la s igu iente d iscus ión, cuando se menciona e l término un punto al to y un punto bajo, se ref iere a que el gas o e l a i re no pueden quedar at rapados en una l ínea de impulso que conecta e l t ransmi sor a l p roceso . Las carreras hor izonta les deben ser inc l inadas para asegurarse de que e l a i re a t rapado pueda escapar . Un dec l ive de 12/12 es bueno (e levac ión para la car rera) . Asegurarse de que la inc l inac ión concuerde con las espec i f i cac iones de fábr ica aceptadas. Para incrementar la prec is ión de l d ispos i t ivo secundar io , las l íneas de conex ión deben ser tan rec tas como sea pos ib le cor r iente ar r iba desde e l d ispos i t ivo pr imar io . Corr iente abajo desde e l d ispos i t ivo pr imar io , las carreras rectas son menos i mpor tantes. Cuando haya dudas, rev isar las recomendaciones de l fabr icante. Otra cons iderac ión que es muy impor tante es la loca l izac ión de las tomas de medic ión. Las boqui l las de f lu jo, los tubos Ventur i , los tubos de Dal l , los tubos P i to t y los med idores de codo t ienen puntos de medic ión establec idos. La p laca de or i f ic io t iene numerosos s i t ios para tomas de presión. Algunos e jemplos son tomas de rad io , de borde cuadrado, de p le t ina, de esquina o de tubería de f lu jo tota l .

Instalación de F lu jo L íquido El t ransmisor es montado por debajo de los puntos de medic ión con un punto a l to y uno bajo. La carrera de la tuber ía corr iente arr iba debe ser tan cor ta y recta como sea posib le para mantener la prec is ión. La Figura IN- 1 muestra un e jemplo d e una insta lac ión s i e l f lu ido medido es un l íqu ido.

Instalación de Vapor ( vaho) Cualquier gas, cuando está condensado, proporc ionará l íqu ido en las l íneas de impulso y por esta razón debe ser montado por debajo de los puntos de medic ión. Cuando se ut i l iza vaho, este l íquido se t ransforma en una barrera térmica que protege a l t ransmisor del vaho cal iente. la carrera de la tuber ía cor r ien te ar r iba debe ser tan cor ta y rec ta como sea pos ib le para mantener la prec is ión. La F igura IN- 2 muestra un e jemplo de un sensor que medirá e l f lu jo de vapor.

Instalación del F lujo de Gas E l t ransmisor es montado por encima de los puntos de medic ión. Hay un punto al to y un punto bajo que t ienen que ver con las l íneas de impulso. El punto a l to está en el t ransmisor, mientras que el punto bajo está conectado a las p let inas de la p laca de or i f ic io . La carrera de la tuber ía corr iente arr iba debe ser tan cor ta y recta como sea posib le para mantener la prec is ión. La F igura IN -3 muest ra un e jemplo de una insta lac ión s i e l medio es gas.

Las f iguras IN-4, IN-5 e IN -6 muestran el procedimiento ut i l izando un distr ibuidor de tres válvulas

FIGURA IN- 5 – Sacar de serv ic io un t ransmisor

FIGURA IN- 6 – Volver a poner en serv ic io un t ransmisor

IN . 8

IN - 9

IN- 10

Notas: Controler e instrumentos basados en microprocesador 1. En un s is tema computar izado, e l propósi to de la unidad de contro l es

secuencia l la operación del s is tema completo. 2. El acumulador es e l regist ro más ut i l izado en un microprocesador estándar. 3. La memoria está normalmente organizada en palabras b i t l lamadas bytes. 4. Las técn icas de cronometra je y tempor izac ión son u t i l i zadas para la

t ransmis ión y no apl ican a una t ransmis ión ser ia l as incrónica. 5. El regist ro es la forma más temporal de a lmacenamiento de información. 6. Cuando los bombi l los Al to y Bajo de una sonda lóg ica enc ienden

al ternat ivamente a una rata que puede ser observada, la entrada es una forma de onda de frecuenc ia muy baja.

7. El acoplo ópt ico puede proporc ionar a is lamiento de entrada/sal ida. 8. El estatus dado al b i t de par idad para un modo de par idad seleccionado está

basado en el número de unos en el bi t de la palabra. 9. La seña l de sa l ida desde un s is tema de cont r o l d ig i ta l no puede ser en

respuesta a menos de una entrada. 10. Es fác i l cambiar e l punto de or igen para los datos de entrada y e l dest ino de

la señal de sa l ida con un Sis tema de Contro l D ig i ta l , ya que los cambios pueden ser imp lementados por med io de la reasignación de las ent radas/sa l idas cambiando la conf igurac ión del c i rcu i to .

Conversiones Unitarias ATMÓSFERAS (Estándar a presión a n ivel del mar) x 101 ,325 = Ki lopascals (kPa) absolutos x 14,696 = Libras - fuerza por pu lgada cuadrada absoluta (ps ia) x 76,00 = Cent ímetros de mercur io (cmHg) a 0°C x 29,92 = Pulgadas de mercur io (pu lg. ) a 0°C x 33,96 = P ies de agua (p ies /H2 O) a 68°F x 1 ,01325 = Bars (bar) absolutos x 1,0332 = K i l ogramos - fuerza por cent ímet ro cuadrado

(Kg/cm 2) absolutos x 1,0581 = Toneladas- fuerza por p ie cuadrado ( tonf /p ie2 )

absolutos x 760 = Torr ( torr) (=mmHg a 0°C) BARRILES, L ÍQUIDO – U.S. bb l x 0 ,11924 = Met ros cúb icos (m3) x 3 1 , 5 = U.S. ga lones (U.S. ga l ) l íqu ido BARRILES, PETRÓLEO – bbl x 0 ,15899 = Met ros cúb icos (m3) x 42 = U.S. ga lones (U.S. ga l ) pet ró leo BARS – bar x 100 = K i lopascals (kPa) x 14,504 = Libras - fuerza por pu lgada cuadrada (ps i ) x 33,52 = P ies de agua (p ieH2 O) a 68°F x 29,53 = Pu lgadas de mercur io (pu lgHg) a 0°C x 1,0197 = Ki logramos - fuerza por cent ímet ro cuadrado

(Kg/cm 2) x 0 ,98692 = Atmósferas (atm) estándar a nivel del mar x 1,0443 = Toneladas- fuerza por p ie cuadrado ( tonf /p ie2 ) x 750,06 = Torr ( torr) (= mmHg a 0°C) UNIDADES TÉRMICAS BRITÁNICAS – Btu (ver la no ta) x 1055 = Joules (J) x 778 = P ie- l ibras - fuerza (p ie- lb f ) x 0 ,252 = K i localor ías (Kca l ) x 107 ,6 = K i logramo- fue rza-metros (Kgf- m) x 2 ,93 x 10-4 = K i lowat t - horas (kW- h) x 3 ,93 x 10-1 = Cabal lo de fuerza-horas (hp- h ) UNIDADES TÉRMICAS BRITÁNICAS POR MINUTO – Btu/min (ver la nota) x 17,58 = Wat ts (W) x 12,97 = P ie- l ibras - fuerza por Segundo (p ie-lb f /s ) x 0 ,02358 = Cabal lo de fuerza (hp)

CENTARES x 1 = Met ros cuadrados (m2 ) CENTÍMETROS – cm X 0,3937 = Pu lgadas (pu lg) CENTÍMETROS DE MERCURIO – cmHg a 0°C x 1 ,3332 = K i lopascals (kPa) x 0 ,013332 = Bars (bar ) x 0,4468 = P ies de agua (p ieH2 O) a 68°F x 5 ,362 = Pulgadas de agua (pulgH 2=) a 68°F x 0 ,013595 = Ki logramos - fuerza por cent ímet ro cuadrado

(Kg/cm 2) x 27,85 = L ib ras - fuerza por p ie cuadrado ( lb f /p ie2 ) x 0 ,19337 = Libras - fuerza por pu lgada cuadrada (ps i ) x 0 ,013158 = Atmósferas (a tm) estándar x 10 = Torr ( torr) (= mmHg a 0°C) CENTÍMETROS POR SEGUNDO – cm/s x 1,9685 = P ies por minuto (pies /m in ) x 0 ,03281 = P ies por segundo (p ies /s ) x 0 ,03600 = K i lómetros por hora (Km/h) x 0,6000 = Metros por minuto (m/min) x 0 ,02237 = Mi l las por hora (mph) CENTÍMETROS CÚBICOS – cm 3 x 3,5315 x 10 -5 = P ies cúb icos (p ies 3) x 6,1024 x 10 -2 = Pu lgadas cúb icas (pu lg3) x 1 ,308 x 10-6 = Yardas cúb icas (yd3 ) x 2 ,642 x 10-4 = U.S. ga lones (U.S. ga l ) x 2 ,200 x 10-4 = Galones imper ia ls ( imp gal ) x 1 ,000 x 10-3 = L i t ros ( l ) PIES CÚBICOS – pies 3 x 0 ,02832 = Met ros cúb icos (m3) x 2 ,832 x 104 = Centímetros cúbicos (cm 3) x 1728 = Pu lgadas cúb icas (pu lg3) x 0 ,03704 = Yardas cúb icas (yd3 ) x 7 ,481 = U.S. ga lones (U.S. ga l ) x 6 ,229 = Galones imper ia les ( imp gal) x 28,32 = L i t ros ( l ) PIES CÚBICOS POR MINUTO – c fm x 472 ,0 = Cent ímetros cúbicos por segundo (cm3 / s ) x 1 ,699 = Metros cúbicos por hora (m3 / h ) x 0,4720 = L i t ros por segundo ( l /s ) x 0,1247 = U.S. ga lones por segu ndo (U .S . gps) x 62,30 = L ibras de agua por minuto ( lbH2O/min) a 68°F

PIES CÚBICOS POR SEGUNDO - cfs x 0 ,02832 = Met ros cúb icos por segundo (m3/ s ) x 1 ,699 = Metros cúbicos por minuto (cm3 / m i n ) x 448,8 = U .S. ga lones por minuto (U.S. gpm) x 0,6463 = Mi l lón de U.S. galones por día (U.S. gpd) PULGADAS CÚBICAS – pulg3 x 1,6387 x 10 -5 = Met ros cúb icos (m3) x 16,387 = Centímetros cúbicos (cm 3) x 0 ,016387 = L i t ros ( l ) x 5 ,787 x 10-4 = P ies cúb icos (pies 3) x 2 ,143 x 10-5 = Yardas cúb icas (yd3 ) x 4 ,329 x 10-3 = U.S. ga lones (U.S. ga l ) x 3 ,605 x 10-3 = Galones imper ia ls ( imp gal ) METROS CÚBICOS – m3 x 1000 = L i t ros ( l ) x 35,315 = P ies cúbicos (p ies 3) x 61,024 x 103 = Pu lgadas cúb icas (pu lg3) x 1,3080 = Yardas cúb icas (yd3 ) x 264 ,2 = U.S. ga lones (U.S. ga l ) x 220 ,0 = Galones imper ia les ( imp gal) METROS CÚBICOS POR HORA – m 3 /h x 0,2778 = L i t ros por segundo ( l /s ) x 2,778 x 10-4 = Met ros cúb icos por segundo (m3/ s ) x 4 ,403 = U.S. ga lones por minuto (U.S. gpm) METROS CÚBICOS POR SEGUNDO – m 3 /s x 3600 = Metros cúbicos por hora (m3 / h ) x 15,85 x 103 = U.S. ga lones por minuto (U.S. gpm) YARDAS CÚBICAS – y d3 x 0,7646 = Met ros cúb icos (m3) x 764 ,6 = L i t ros ( l ) x 7 ,646 x 105 = Centímetros cúbicos (cm 3) x 27 = P ies cúbicos (p ies 3) x 46,656 = Pu lgadas cúb icas (pu lg3) x 201,97 = U.S. ga lones (U.S. ga l ) x 168,17 = Galones imper ia les ( imp gal) GRADOS, ANGULAR (° ) x 0 ,017453 = Radianes ( rad) x 60 = Minutos ( ‘ ) x 3600 = Segundos (“) x 1 ,111 = Grado (gon)

GRADOS POR SEGUNDO, ANGULAR ( /s ) x 0 ,017453 = Radianes por segundo ( rad /s ) x 0 ,16667 = Revoluc iones por minuto ( rev/min) x 2,7778 x 10 -3 = Revoluc iones por segundo ( rev/s) DRACMAS (dr ) x 1,7718 = Gramos (g) x 27,344 = Granos (gr) x 0,0625 = Onzas (oz) BRAZAS x 1,8288 = Metros (m) x 6 = P ies (p ies) PIES – p ies ( f t ) x 0,3049 = Metros (m) x 30,480 = Cen t ímet ros (cm) x 12 = Pu lgadas (pu lg) x 0,3333 = Yardas (yd) PIES DE AGUA – p i e s H2O a 68°F x 2 ,984 = K i lopasca ls (kPa) x 0 ,02984 = Bars (bar ) x 0,8811 = Pulgadas de mercur io (pu lg. ) a 0°C x 0 ,03042 = Ki logramos - fuerza por cent ímet ro cuadrado

(Kg/cm 2) x 62,32 = Libras - fuerza por p ie cuadrado ( lb f /p ie2 ) x 0,4328 = Libras - fuerza por pu lgada cuadrada ( lb f /pu lg 2) x 0 ,02945 = Atmósferas estándar PIES POR MINUTO – p ies /min x 0,5080 = Cent ímet ros por segundo (cm/s) x 0 ,01829 = K i lómetros por hora (Km/h) x 0,3048 = Metros por minuto (m/min) x 0 ,016667 = P ies por segundo (p ies /s ) x 0 ,01136 = Mi l las por hora (mph) P IES POR SEGUNDO POR SEGUNDO – p ies/s2 x 0,3048 = Metros por segundo por segundo (m/s 2 ) x 30,48 = Cent ímetros por segundo por segundo (cm/s2)

PIE- LIBRAS -F U E R ZA – p ies- lb f x 1 ,356 = Joules (J) x 1 ,285 x 10-3 = Unidades Térmicas Br i tán icas (BTU) (ver la nota) x 3 ,239 x 10-4 = K i loca lor ías (kca l ) x 0 ,13825 = K i logramo- fue rza-metros (kgf- m) x 5 ,050 x 10-7 = Cabal los de fuerza- h o ras (hp- h ) x 3 ,766 x 10-7 = K i lowat t - horas (kW- h) GALONES, U.S. – U.S. gal x 3785,4 = Centímetros cúbicos (cm 3) x 3,7854 = L i t ros ( l ) x 3,7854 x 10 -3 = Met ros cúb icos (m3) x 231 = Pu lgadas cúb icas (pu lg3) x 0 ,1336 8 = P ies cúbicos (p ies 3) x 4 ,951 x 10-3 = Yardas cúb icas (yd3 ) x 8 = Pintas (pt ) , l íquido x 4 = Cuartos (gt ) l íqu ido x 0,8327 = Galones imper ia les ( imp gal) x 8 ,328 = L ibras de agua a 60°F en a i re x 8 ,337 = L ibras de agua a 60°F en el vacío GALONES, IMPERIALES – imp gal x 4546 = Centímetros cúbicos (cm 3) x 4 ,546 = L i t ros ( l ) x 4 ,546 x 10-3 = Met ros cúb icos (m3) x 0 ,16054 = P ies cúbicos (p ies 3) x 5 ,946 x 10-3 = Yardas cúb icas (yd3 ) x 1 ,20094 = U.S. ga lones (U.S. ga l ) x 10,000 = L ibras de agua a 62°F en a i re GALONES, POR MINUTO, U.S. – U.S.gpm x 0 ,22715 = Metros cúbicos por hora (m3 / h ) x 0 ,06309 = L i t ros por segundo ( l /s ) x 8 ,021 = P ies cúb icos por hora (c fh) x 2 ,228 x 10-3 = P ies cúb icos por segundo (c fs ) GRANOS – gr av. o troy x 0,0648 = Gramos (g) GRANOS POR U.S. GALÓN – gr/U.S.gal a 60°F x 17,12 = Gramos por metro cúbico (g /m 3) x 17,15 = Partes por mi l lón por peso en agua x 142 ,9 = L ibras por mi l lón de galones GRANOS POR GALÓN IMPERIAL – gr/ imp gal a 62°F x 14,25 = Gramos por metro cúbico (g /m 3) x 14,29 = Partes por mi l lón por peso en agua

GRAMOS – g x 15,432 = Granos (gr) x 0 ,035274 = Onzas (oz) x 0 ,032151 = Onzas (oz) troy x 2,2046 x 10 -3 = L ibras ( lb) GRAMOS - FUERZA – g f x 9 ,807 x 10-1 = Newtons (N) GRAMOS - FUERZA POR CENTÍMETRO – g f /cm x 98,07 = Newtons por met ro (N/m) x 5 ,600 x 10-1 = Libras - fuerza por pu lgada ( lb f /pu lg) GRAMOS POR CENTÍMETRO CÚBICO – g / cm3 x 62,43 = L ibras por p ie cúbico ( lb /p ie3 ) x 0 ,03613 = L ibras por pu lgada cúbica ( lb /pu lg3 ) GRAMOS POR LITRO – g/ l x 58,42 = Granos por U.S. ga lón (gr /U.S. ga l ) x 8 ,345 = Libras por 1000 U.S. galones x 0 ,06243 = L ibras por p ie cúbico ( lb /p ie3 ) x 1002 = Partes por mi l lón por masa (peso) en agua a 60°F HECTÁREAS – h a x 1 ,000 x 10-4 = Met ros cuadrados (m2 ) x 1,0764 x 105 = Pies cuadrados (p ies 2) CABALLOS DE FUERZA – h p x 745 ,7 = Wat ts (W) x 0,7457 = K i l owa t t s ( kW) x 33,000 = P ie- l ibras - fuerza por minuto (p ie-lb f /m in ) x 550 = P ie- l ibras - fuerza por segundo (p ie- lb f / s ) x 42,43 = Unidades térmicas br i tán icas por minuto (Btu/min)

(ver la nota) x 10,69 = K i loca lor ías por minuto (kca l /min) x 1,0139 = Cabal los de fuerza (métr icos) CABALLOS DE FUERZA – hp ca ldera x 33,480 = Un idades té rmicas br i tánicas por hora (Btu) (ver la

nota) x 9 ,809 = K i l owa t t s ( kW)

CABALLOS DE FUERZA-HORAS – h p- h x 0,7457 = K i lowat ts-horas (kW- h) x 1 ,976 x 106 = P ie- l ibras - fuerza (p ie- lb f ) x 2545 = Un idades té rmicas br i tán icas (Btu) (ver la nota) x 641 ,5 = K i loca lor ías (kca l ) x 2 ,732 x 105 = Ki logramos - fue rza-met ros (kgf - m) PULGADAS – pulg ( in) x 2 ,540 = Cent ímetros (cm) PULGADAS DE MERCURIO – pu lg . a 0°C x 3,3864 = K i lopascals (kPa) x 0 ,03386 = Bars (bar ) x 1 ,135 = P ies de agua (p iesH2 O) a 68°F x 13,62 = Pulgadas de agua (pulgH 2O) a 68°F x 0 ,03453 = Ki logramos - fuerza por cent ímet ro cuadrado

(kgf/cm 2 ) x 70,73 = Libras - fuerza por p ie cuadrado (lb f /p ies 2) x 0,4912 = Libras - fuerza por pu lgada cuadrada (ps i ) x 0 ,03342 = Atmósferas estándar PULGADAS DE AGUA – pu lgH2 O a 68°F x 0,2487 = K i lopascals (kPa) x 2 ,487 x 10-3 = Bars (bar ) x 0 ,07342 = Pulgadas de mercur i o (pu lgHg) a 0°C x 2 ,535 x 10-3 = Ki logramos - fuerza por cent ímet ro cuadrado

(kgf/cm 2 ) x 0,5770 = Onzas - fuerza por pu lgada cuadrada (oz f /pu lg2 ) x 5 ,193 = Libras - fuerza por p ie cuadrado ( lb f /p ie2 ) x 0 ,03606 = Libras - fuerza por pu lgada cuadrada ( lb f /pu lg 2) x 2 ,454 x 10-3 = Atmósferas estándar JOULES – J x 0,9484 x 10 -3 = Unidades térmicas br i tán icas (Btu) (ver la nota) x 0,2390 = Calor ías (ca l ) termoquímicas x 0,7376 = P ie- l ibras - fuerza (pies -lb f ) x 2 ,778 x 10-4 = Wat ts- horas (W- h ) KILOGRAMOS – k g x 2,2046 = L ibras ( lb) x 1 ,102 x 10-3 = Tone ladas ( ton) cor to KILOGRAMOS -FUERZA – kgf x 9 ,807 = Newton (N) x 2 ,205 = Libras - fuerza ( lb f )

KILOGRAMOS -FUERZA POR METRO – kgf /m x 9 ,807 = Newton por met ro (N/m) x 0,6721 = Libras - fuerza por p ie ( lb f /p ie) KILOGRAMOS -FUERZA POR CENTÍMETRO CUADRADO – kgf /cm2 x 98,07 = K i lopascals (kPa) x 0,9807 = Bars (bar ) x 32,87 = P ies de agua (p iesH2 O) a 68°F x 28,96 = Pu lgadas de mercur io (pu lgHg) a 0°C x 2048 = Libras - fuerza por p ie cuadrado ( lb f /p ie2 ) x 14,223 = Libras - fuerza por pu lgada cuadrada ( lb f /pu lg 2) x 0,9678 = Atmósferas estándar KILOGRAMOS -FUERZA POR MILÍMETRO CUADRADO – k g f / m m2 x 9 ,807 = Megapascals (Mpa) x 1 ,000 x 106 = K i logramod - fuerza por metro cuadrado (kgf /m2) KILÓMETROS POR HORA – k m / h x 27,78 = Cent ímet ros por segundo (cm/s) x 0,9113 = P ies por segundo (p i es / s ) x 54,68 = P ies por minuto (p ies /min) x 16,667 = Metros por minuto (m/min) x 0 ,53996 = Nudos in ternac iona les (kn) x 0,6214 = Mi l las por hora (mph) KILÓMETROS POR HORA POR SEGUNDO – km -h -1- S -1 x 0,2778 = Met ros por segundo por segundo (m/s 2 ) x 27,78 = Cent ímetros por segundo por segundo (cm/s2) x 0,9113 = P ies por segundo por segundo (p ies/s 2 ) K ILÓMETROS POR SEGUNDO – k m / s x 37,28 = Mi l las por minuto (mi /min) KILOPASCALS – kPa x 103 = Pascals (Pa) o Newtons por metro cuadrado (N/m2 ) x 0,1450 = Libras - fuerza por pu lgada cuadrada ( lb f /pu lg 2) x 0 ,010197 = K i logramo- fuerza por cent ímetro cuadrado (kg/cm2 ) x 0,2953 = Pulgadas de mercur io (pu lg . ) a 32°C x 0,3351 = P ies de agua (p iesH2 O) a 68°F x 4 ,021 = Pulgadas de agua (pulgH 2O) a 68°F KILOWATTS – k W x 4 ,425 x 104 = P ie- l ibras - fuerza por minuto (p ie-lb f /m in ) x 737 ,6 = P ie- l ibras - fuerza por segundo (p ie- lb f / s ) x 5 6 , 90 = Unidades Térmicas br i tán icas por minuto (Btu/min) (ver la nota) x 14,33 = K i loca lor ías por minuto (kca l /min) x 1,3410 = Cabal los de fuerza (hp)

KILOWATT- HORAS – k W- h x 3,6 x 10 6 = Joules (J) x 2 ,655 x 106 = P ie- l ibras - fuerza (p ie- lb f ) x 3413 = Unidades térmicas br i tán icas (Btu) (ver la nota) x 860 = K i loca lor ías (kca l ) x 3 ,671 x 105 = K i logramo- fuerza metros (kgf- m ) x 1,3410 = Cabal los de fuerza- horas (hp- h ) NUDOS – kn ( In ternac ion a l ) x 0,5144 = Metros por segundo (m/s) x 1 ,151 = Mi l las por hora (mph) LITROS – l x 1000 = Centímetros cúbicos (cm 3) x 0 ,035315 = P ies cúbicos (p ies 3) x 61,024 = Pu lgadas cúb icas (pu lg3) x 1 ,308 x 10-3 = Yardas cúb icas (yd3 ) x 0,2642 = U.S. ga lones (U.S. ga l ) x 0,2200 = Galones imper ia les ( imp gal) L ITROS POR MINUTO – l/min x 0 ,01667 = L i t ros por segu7ndo ( l /s) x 5 ,885 x 10-4 = P ies cúb icos por segundo (c fs ) x 4 ,403 x 10-3 = U.S. ga lones por segundo (U.S. ga l /s ) x 3 ,666 x 10-3 = Galones imper ia les por segundo ( imp gal /s) L ITROS POR SEGUNDO – l/s x 10 -3 = Met ros cúb icos por segundo (m3/ s ) x 3 ,600 = Metros cúbicos por hora (m3 / h ) x 60 = Li t ros por minuto ( l /min) x 15,85 = U.S. ga lones por minuto (U.S. gpm) x 13,20 = Galones imper ia les por minuto ( imp gpm) MEGAPASCALS – MPA x 106 = Pascals (Pa) o Newton por metro cuadrado (N/m2 ) x 103 = K i lopascals (kPa) x 145 ,0 = Libras - fuerza por pu lgada cuadrada (ps i ) x 0,1020 = Ki logramos - fuerza por mi l ímet ro cuadrado

(kgf /mm2 ) METROS – m x 3 ,281 = P ies (p ies) x 39,37 = Pu lgadas (pu lg) x 1,0936 = Yardas (yd)

METROS POR MINUTO – m/min x 1,6667 = Cent ímet ros por segundo (cm/s) x 0,0600 = K i lómetros por hora (km/h) x 3 ,281 = P ies por minuto (p ies /min) x 0 ,05468 = P ies por segundo (p ies /s ) x 0 ,03728 = Mi l las por hora (mph) METROS POR SEGUNDO – m/s x 3 ,600 = K i lómetros por hora (km/h) x 0,0600 = K i lómetros por minuto (km/min) x 196 ,8 = P ies por minuto (p ies /min) x 3 ,281 = P ies por segundo (p ies /s ) x 2 ,237 = Mi l las por hora (mph) x 0 ,03728 = Mi l las por minuto (mi /min) MICRÓMETROS – µm, antes micr ó n x 10 -6 = Metros (m) MILLAS – mi x 1,6093 x 10 -3 = Metros (m) x 1,6093 = K i lómet ros (km) x 5280 = P ies (p ies) x 1760 = Yardas (yd) MILLAS POR HORA – mph x 44,70 = Cent ímetros por segundo (cm/s) x 1,6093 = K i lómetros por hora (km/h) x 26,82 = Metros por minuto (m/min) x 88 = P ies por minuto (p ies /min) x 1,4667 = P ies por segundo (p ies /s ) x 0,8690 = Nudos in ternac iona les (kn) MILLAS POR MINUTO – m i /m in x 1,6093 = K i lómetros por minuto (k /min) x 2682 = Cent ímet ros por segundo (cm/s) x 88 = P ies por segundo (p ies /s ) x 60 = Mi l las por hora (mph) MINUTOS, ANGULAR – ( ‘ ) x 2 ,909 x 10-4 = Radianes ( rad) NEWTONS – N x 0 ,10197 = Ki logramos - fuerza (kgf) x 0,2248 = Libras - fuerza ( lb f ) x 7 ,233 = Poundals x 105 = Dinas

ONZAS – oz av. x 28,35 = Gramos (g) x 2 ,835 x 10-5 = Toneladas ( t ) toneladas métr icas x 16 = Dracmas (dr) av. x 437 .5 = Granos (gr) x 0 ,06250 = L ibras ( lb) av. x 0,9115 = Onzas (oz) troy x 2 ,790 x 10-5 = Toneladas ( ton) largo ONZAS – oz troy x 31,103 = Gramos (g) x 480 = Granos (gr) x 20 = Pennyweights (dwt) t roy x 0 ,08333 = L ibras ( lb) t roy x 0 ,06857 = L ibras ( lb) av. x 1,0971 = Onzas (oz) av. ONZAS – oz U.S. f luido x 0 ,02957 = L i t ros ( l ) x 1,8046 = Pu lgadas cúb icas (pu lg3) ONZAS- FUERZA POR PULGADA CUADRADA – oz f /pu lg2 x 4 3 , 1 = Pascals (Pa) x 0 ,06250 = Libras - fuerza por pu lgada cuadrada (ps i ) x 4 ,395 = Gramos - fuerza por cent ímetro cuadrado (g f /cm2 ) PARTES POR MILLÓN POR MASA – masa (peso) en agua x 0,9991 = Gramos po r metro cúbico (g/m 3) a 15°C x 0,0583 = Granos por U.S. galón (gr /U.S. gal ) a 60°F x 0,0700 = Granos por galón imper ia l (gr / imp gal) a 62°F x 8 ,328 = L ibras por mi l lón U.S. galones a 60°F PASCALS – P a x 1 = Newton por met ro cuadrado (N/m2 ) x 1 ,450 x 10-4 = Libras - fuerza por pu lgada cuadrada (ps i ) x 1,0197 x 10 -5 = Ki logramos - fuerza por cent ímet ro cuadrado

(kgf/cm 2 ) x 10 -3 = K i lopascals (kPa) PENNYWEIGHTS – dwt t roy x 1,5552 = Gramos (g) x 24 = Granos (gr)

POISES – P x 0,1000 = Newton -segundos por metro cuadrado (N-s /m2 ) x 100 = Cent ipo ises (cP) x 2,0886 x 10 -3 = Libras - fuerza-segundos por p ie cuadrado

( lb f -s /p ie2) x 0 ,06721 = L ibras por p ie segundo ( lb /p ie-s ) LIBRAS - FUERZA – lbf av. x 4 ,448 = Newtons (N) x 0,4536 = Ki logramos - fuerza (kgf) LIBRAS – lb av. x 453 ,6 = Gramos /g) x 16 = Onzas (oz) av. x 256 = Dracmas (dr) av. x 7000 = Granos (gr) x 5 x 10 -4 = Tone ladas ( ton) cor to x 1,2153 = L ibras ( lb) t roy LIBRAS - lb troy x 373 ,2 = Gramos (g) x 12 = Onzas (oz) t roy x 240 = Pennyweights (dwt) t roy x 5760 = Granos (gr) x 0,8229 = Libras ( lb) av. x 13,166 = Onzas (oz) av. x 3,6735 x 10 -4 = Toneladas ( ton) largo x 4,1143 x 10 -4 = Tone ladas ( ton) cor to x 3,7324 x 10 -4 = Tonnes ( t ) toneladas métr icas LIBRAS - MASA DE AGUA A 60°F x 453,98 = Centím etros cúbicos (cm 3) x 0 ,45398 = L i t ros ( l ) x 0 ,01603 = P ies cúbicos (p ies 3) x 27,70 = Pu lgadas cúb icas (pu lg3) x 0,1199 = U.S. ga lones (U.S. ga l ) L IBRAS DE AGUA POR MINUTO A 60°F x 7 ,576 = Cent ímetros cúbicos por seg undo (cm3 / s ) x 2 ,675 x 10-4 = P ies cúcb icos por segundo (c fs ) LIBRAS POR PIE CÚBICO – l b /p ie3 x 16,018 = K i logramos por metro cúbico (kg/m3 ) x 0 ,016018 = Gramos por cent ímetro cúbico (g /cm3 ) x 5 ,787 x 10-4 = L ibras por pu lgada cúbica ( lb /pulg3 )

LIBRAS POR PULGADA CÚBICA – lb /pu lg3 x 2 ,768 x 104 = Ki logramo por metro cúbico (kg/m 3 ) x 27,68 = Gramos por cent ímetro cúbico (g /cm3 ) x 1728 = L ibras por p ie cúbico ( lb /p ie3 ) LIBRAS - FUERZA POR PIE – l b f /p ie x 14,59 = Newtons por met ro (N/m) x 1 ,488 = Ki logramos - fuerza por met ro (kg f /m) x 14,88 = Gramos - fuerza por cent ímetro (g f /cm) LIBRAS - FUERZA POR PIE CUADRADO – lb f /p ie2 ) x 47,88 = Pascals (Pa) x 0 ,01605 = P ies de agua (p iesH2 O) a 68°F x 4 ,882 x 10-4 = Ki logramos - fuerza por cent ímet ro cuadrado

(kg/cm 2 ) x 6 ,944 x 10-3 = Libras - fuerza por pu lgada cuadrada (ps i ) LIBRAS - FUERZA POR PULGADA CUADRADA – psi x 6 ,895 = K i lopascals (kPa) x 0 ,06805 = Atmósferas estándar x 2 ,311 = P ies de agua (p iesH2 O) a 68°F x 27,73 = Pulgadas de agua (p i lgH2 O) a 68°F x 2 ,036 = Pu lgadas de mercur io (pu lgHg) a 0°C x 0 ,07031 = Ki logramos - fuerza por cent ímet ro cuadrado

(kgf/cm 2 ) CUARTOS – q t s e c o x 1101 = Centímetros cúbicos (cm 3) x 67,20 = Pu lgadas cúb icas (pu lg3) CUARTOS – q t l íqu ido x 946 ,4 = Centímetros cúbicos (cm 3) x 57,75 = Pu lgadas cúb icas (pu lg3) QUINTALES – término mét r ico de masa, ya obsole to x 100 = K i logramos (Kg) x 220,46 = L ibras ( lb) U.S. av. x 101,28 = L ibras ( lb) Argent ina x 129,54 = L ibras ( lb ) Bras i l x 101,41 = L ibras ( lb) Chi le x 101,47 = L ib ras ( lb ) Méx ico x 101,43 = L ibras ( lb) Perú RADIANES – rad x 57,30 = Grados (°) angular

RADIANES POR SEGUNDO – rad/s x 57,30 = Grados por segundo (° /s) angular PIES CÚBICOS ESTÁNDAR POR MINUTO – scfm (a 14,696 ps ia y 60°F) x 0,4474 = L i t ros por segun do ( l /s) a condic iones estándar

(760 mmHg y 0°C) x 1 ,608 = Metros cúbicos por hora (m3 /h ) a cond ic iones

es tándar (760 mmHg y 0°C) STOKES – s t x 10 -4 = Met ros cuadrados por Segundo (m 2 / s ) x 1 ,076 x 10-3 = P ies cuadrados por segundo (pies 2 /s) TONELADAS -MASA – tonm la rgo x 1016 = Ki logramos (kg) x 2240 = L ibras ( lb) av. x 1,1200 = Tone ladas ( ton) cor to TONNES – t tone lada mét r ica , mi l l ie r x 1000 = Ki logramos (kg) x 2204,6 = Libras ( lb) TONNES- FUERZA – t f tone lada mét r i ca- f u e r z a x 980 ,7 = Newtons (N) TONELADAS – t o n c o r t o x 907 ,2 = Ki logramos (kg) x 0,9072 = Tonnes (t) x 2000 = L ibras ( lb) av. x 32000 = Onzas (oz) av. x 2430,6 = Li bras ( lb) t roy x 0,8929 = Toneladas ( ton) largo TONELADAS DE AGUA POR 24 HORAS A 60°F x 0 ,03789 = Metros cúbicos por hora (m3 / h ) x 83,33 = L ibras de agua por hora ( lb /h H2O) a 60°F x 0,1668 = U.S. ga lones por minuto (U.S. gp m ) x 1 ,338 = P ies cúb icos por hora (c fh) WATTS – W x 0 ,05690 = Unidades térmicas br i tán icas por minuto (Btu/min)

(ver la nota) x 44,25 = P ie- l ibras - fuerza por minuto (p ie-lb f /m in ) x 0,7376 = P ie- l ibras - fuerza por seg undo (p ie- lbf -/ s ) x 1 ,341 x 10-3 = Cabal los de fuerza (hp) x 0 ,01433 = K i loca lor ías por minuto (kca l /min)

WATT- HORAS – W -h x 3600 = Joules (J) x 3 ,413 = Unidades térmicas br i tán icas (Btu) (ver la nota) x 2655 = P ie- l ibras - fuerza (p ie- lb f ) x 1 ,341 x 10-3 = Cabal los de fuerza- horas (hp- h ) x 0 ,860 = K i loca lor ías (kca l ) x 367 ,1 = K i logramo- fue rza-metros (kgf- m)

NOTA: DÍGITOS SIGNIFICATIVOS. La Precis ión a la cual se conoce un factor de conve rs ión dado determina e l número de díg i tos s ign i f icat ivos que deben ser u t i l i zados. Mient ras que muchos manuales y estándares dan los factores contenidos en esta tabla hasta con seis o más díg i tos s igni f icat ivos, e l hecho de que di ferentes fuentes di f ieran, en muchos casos, en e l quinto o sexto díg i to, indica que cuatro o c into díg i tos representan bastante b ien la precis ión de estos factores. En e l presente, la prec is ión de la inst rumentac ión del proceso, análogo o digi ta l , está en la región de la decena porcentual , necesi tando, así , só lo t res díg i tos s ign i f icat ivos. En consecuencia, esta tab la está conf inada a cuat ro o c inco díg i tos s ign i f icat ivos. La apar ic ión de la ca lcu ladora de bols i l lo (y e l uso de computadores d ig i ta les en la inst rumentac ión del proces o) t iende a l levar al uso de tantos díg i tos como la calcu ladora puede manejar . S in embargo, cuando ésto excede la precis ión de los datos o la exact i tud de la apl icación, esta práct ica es engañosa y hace perder t iempo. NOTA: UNIDAD TÉRMICA BRITÁNICA. Cuando se real izan cálculos que involucran las Btu, debe recordarse que existen muchas def in ic iones de Btu. Los t res pr imeros díg i tos s igni f icat ivos de los factores de convers ión dados en esta tabla son comunes a la mayoría de las def in ic iones de Btu. Sin embar go, s i se necesi tan cuatro o más díg i tos s igni f icat ivos para e l cá lculo, deben consul tarse los manuales y estándares apropiados para asegurarse de que están ut i l izando la def in ic ión y e l factor adecuados.

TABLAS DE AGUA Y VAHO


Vaho Saturado seco: Tabla de Temperatura

Vaho Saturado Seco: Tabla de Temperatura, cont inuación

TABLAS DE AGUA Y VAHO VAHO SATURADO SECO: TABLA DE TEMPERATURA*, cont inuación

PROPIEDADES DEL VAHO SUPERCALENTADO*


PROPIEDADES DEL VAHO SUPERCALENTADO*, cont inuación


PROPIEDADES DEL VAHO SUPERCALENTADO*, cont inuación


PROPIEDADES DEL AGUA A TEMPERATURAS VARIAS DESDE 40 HASTA 540°F (4,4 HASTA 282,2°C)

ÍNDICE

Descr ipción acción correct iva acc ión d i rec ta acc ión d i rec ta acc ión reversa acc ión reversa ace lerac ión – gravedad ace lerac ión – gravedad ac tuador actuador – ajuste del r eso r te actuador – d i rec to actuador – pr inc ip ios de operac ión actuador – reversa actuador g i ra tor io – cremal lera y p iñón a lambres de ex tens ión a lgor i tmo amor t iguac ión/amor t iguac ión de la ampl i tud de l cuar to amort iguación/descomposic ión de la ampl i tud del c u a r t o amor t iguac ión/descomposic ión de la ampl i tud de l cuar to amor t iguador de pu lsac ión Annubar atmósfera ba lance banda ganancia/proporc ional banda muer ta banda proporc ional banda proporc ional – cambio del PB banda proporc ional – es tab i l idad banda proporc iona l ú l t ima banda proporc ional vs. ganancia barra b ib l iogra f ía b imetál ico bomba contadora – f lu jo boqu i l l a boqu i l la de l f lu jo BTU cabezal d i ferenc ia l – f l u jo cable f lex ib le de conexión ( rabo de cochino) cableado – red de c i rcui tos t íp ica de cuatro cables cableado – red de c i rcui tos t íp ica de curva cableado – sumin is t ro externo de energía cableado – sumin is t ro in terno de energía cá lcu los de f lu jo cal ibrac ión ca l ibrac ión cal ibrac ión – a juste de cero cal ibrac ión – a jus te s in l i neamien to cal ibrac ión – c inco puntos cal ibrac ión – tempera tu ra cal ibrac ión – termopar cal ibrac ión – t r a m o cal ibrador – neumát ico

cambiador de cero cana lón de Parsha l l capac idad capacidad capac i tanc ia – p rueba capac i tanc ia – puen te cápsula caracter ís t icas – d i nám ica caracter ís t icas – d inám i c a caracter ís t icas – es tá t ica caracter ís t icas – es tá t ica caracter ís t icas de la vá lvu la l ineal cav i tac ión cent ígrado cero cero absolu to chapa le ta ch isporroteo c ic lo coef ic iente térmico de expansión compensación – temperatura compensac ión de temperatura del empalme f r ío compensac ión de temperatura de l empalme f r ío conducc ión conduc tanc ia constante de t iempo constantes de t iempo cont rapres ión contro l contro l contro l contro l – buen con t ro l contro l – on /o f f cont ro l automát ico cont ro l de la curva ab ier ta cont rol manual contro ler contro ler contro ler contro ler - ¿en qué d i recc ión debe moverse la vá lvu la? contro ler – demostrac ión de la curva ab ier ta contro ler – P ID contro ler proporc ional – desp lazamiento contro ler sólo proporc ional controlers convecc ión convecc ión convers ión – temperatura convers iones de unidad curva curva cerrada curva de contro l del feedback curva de contro l del feedback curva de contro l del feedback

curva de contro l del feedback curva de la bomba curva de racción Cv – gases Cv – l íquidos Cv – vá lvulas Cv – vapor demanda dens idad despac ioso desp lazamien to desp lazamien to desp lazamien to desplazamiento – f lujo desviac ión desviac ión desviac ión d iaf ragma diagrama de la hoja de la curva d iagrama de l ins t rumento y de l proceso d iagramas – hoja de la curva – f ic 20 – foxboro d iagramas – hoja de la curva – f ic 21 – foxboro d iagramas – hoja de la curva – f ic 22 – foxboro d iagramas – hoja de la curva – n ive l – foxboro d iagramas – proceso o cab leado y d iagramas de ins t rumento d iagramas de la hoja de la curva d i agramas del instrumento y del proceso d iagramas I .S.A. d iagramas S.A.M.A. d ibu jos – cableado d ibu jos – te rm ino log ía d i ferencia les de temperatura d ispos i t ivo pr imar io d ispos i t ivo pr imar io d ispos i t i vo secundar io d ispos i t ivos secundar ios d is t r ibu idor – sacado de serv ic io d is t r ibu idor – t res vá lvu las d is t r ibu idor – vue l to a poner en serv ic io domin io de l t iempo efecto Seebeck efecto Seebeck e lemento de cont ro l f ina l e lemento de cont ro l f ina l e lemento de cont ro l f ina l elevación elevación elevación – e jemplo, tanque cerrado e levac ión exponencia l de l t iempo empa lme ca l ien te empa lme de med ic ión empalme de referencia empalme f r ío ensayo y error – s in ton izac ión

error er ror de d inámica e r ro r es tá t i co e r ro r es tá t i co esca la escalas de prueba espec i f icac iones – ins t rumento estándar – pr imar io estándar – secundar io estándar – ta l le r estándar conoc ido estándar del ta l ler es tándar secundar io estándares – primarios estándares – secundar ios estándares rastreables Fahrenhei t feedback f ide l idad f ide l idad f lo tador f lo tador – contado r mecánico f lo tador y cab le f luc tuac ión del cont ro ler f lu idómetro de desp lazamiento f lu idómetro de desplazamiento posi t ivo f lu idómetro de d isco mi tante f lu idómetro de masa f lu idómetro de masa - verdadero f lu idómetro de masa – in fe renc ia l f lu idómetro magnét i c o f lu idómetro magnét ico – ins ta lac ión f lu idómetro osc i lan te f lu idómetro u l t rasón ico f lujo – pa rabó l i co f lujo – problemas de muestra f lujo – un i fo rme fórmula – t ramo de la fuerza boyante fórmulas de s in ton izac ión – Z ieg ler /Nichols fuel les f ue rza gananc ia – con t ro le r ganancia – gananc ia cambiante ganancia ú l t ima ganancia ú l t ima g losar io I g losar io I I g ravedad especí f i ca gravedad especí f ica – mercu r io histéresis I .S.A. I /P – pr incip io de operación í nd i ce in f ra r ro jo

ins ta lac ión – gas ins ta lac ión – l íqu ido ins ta lac ión – vapor insta lac ión de d isposi t ivos secundar ios instrumento de prueba integral – comando de re ta rdo juego de banco juego de banco Kelv in lectura de la escala – puntero nomina l Ley de cuerpos en descensos ley de Newton local manómetro manómetro - tubo en dec l ive manómetro – de pozo manómetro – de pozo manómetro – f lu idor de l lenado manómetro – tubo en dec l ive manómetro – tubo en U manómetro – tubo en U manua l masa med ic ión medic ión/ lec tura de los s ímbolos S.A.M.A. medidor de codo medidor de tar je t a de señal med idor de tuber ía medidor de l área de la var iab le medidor del vór t ice del t inglado men i sco menisco – agua y mercur io método de la curva cerrada método de s in ton izac ión de la curva ab ie r ta método de s in ton izac ión de la curva cer rada método de s in ton izac ión de osc i lac ión amor t iguada minutos/ repet i r Newton n i t ru rac ión nivel – d imensión X nivel – d imensión Y nivel – d imensión Z nivel – GL nivel – Gs nivel – in formación genera l de l t ransmisor de n ive l Número Reynolds Número Reynolds ordenar de osc i lac ión Pascal Pascal pérd ida de carga permanente per íodo na tu ra l per íodo ú l t imo

peso peso p i rámide de adiest ramiento placa de or i f ic io p laca de or i f ic io – concén t r i ca placa de or i f ic io – excént r ica placa de or i f ic io – segmen ta l pos ic ión pos ic ionador pos ic ionador – f i sher 3582 pos ic ionador – PMV posic ionador – proced imiento genera l de ca l ib rac ión pos ic ionador – va lvactor foxboro prec is ión prec is ión prec is ión precis ión prec is ión prec is ión p res ión pres ión – abso lu ta pres ión – def in ic ión pres ión – d i ferencia l p res ión – escala pres ión – re lac ión p res ión a tmosfér ica pres ión de cabezal pres ión del cabezal – e jemplos pres ión estát ica del cabezal Pr inc ip io de Arquímedes – f lo tab i l idad pr inc ip ios de ca l ib rac ión procedimientos de ca l ibrac ión procesamiento de señales de los s ímbolos S.A.M.A. p roceso proceso o var iab le medida promedio de temperatura prueba de conductanc ia prueba de conductanc ia – operac ión prueba de radiac ión prueba nuc león ica P S I PSIA PSID pulgadas de agua pu lgadas de mercur io punto de a jus te punto de ajus t e punto de a jus te purga P v rad iac ión rad iac ión Rankine ras t reab le

reali regulador referencia l re la i neumát ico repet ic iones/ repet i r repet idor repet i r repet i t iv idad reproduc ib i l idad reproduc ib i l idad reproduc ib i l idad res is tencia res is tores de l impieza respu esta del in tegra l respuesta der ivada respuesta der ivada/ ra ta respuesta in tegra l / reset respuestas de l cont ro ler re ta rdo re ta rdo re ta rdo rotámetro RTD RTD RTD – red de c i rcui tos RTD – red de c i rcui tos S.A.M.A. seguro contra fa l la seguro contra fa l la se l l o s e ns ib i l idad sens ib i l idad sens ib i l idad sens ib i l idad sensib i l idad ú l t ima si fón símbolos comunes I .S.A. & S.A.M.A. s ímbolos I .S.A. – funciones símbolos I .S.A. – loca l i zac ión símbolos I .S.A. – s ímbo los de l í nea símbolos I .S.A. – su f i j o s ímbolos S.A.M.A. – anexo s in ton izac ión s in ton izac ión – concep to s in ton izac ión – conceptos s in ton izac ión – cu rva ab ie r t a s is tema in ternac ional s istemas l lenos sumin is t ro supres ión supres ión supres ión – e jemplo , tanque ab ier to supres ión – e jemplo , tanque cer rado supres ión – reversa supres ión – reversa

tab la – c las i f icac ión de la tuber ía por tamaño tabla – tab la de l fac tor de c las i f icac ión por tamaño tab la de conten ido tab la de tempera tura – t ipo J tab la de tempera tura – t ipo J tab las de temperatura – RTD tab las de temperatura – RTD tab las de temperatura – t ipo K tab las de temperatura – t ipo K tab las de temperatura – t ipo S tab las de vapor tempera tu ra temperatura – tab la de códigos de co lor temperatura – tab la de prec is ión temperatura – tab la mv/deg Teorema de Bernoul l i – de f in ic ión Teorema de Bernoul l i – ecuac ión Teorema de Bernoul l i – válvulas térmico – n ive l te rmómetro – v id r i o y t ubo te rmómetros – Bimetál icos te rmómetros – compensación mecánica de temperatura te rmómetros – resor te de pres ión te rmómetros – v idr io y tubo termopar tes te r de t iempo muer to t iempo del integral t iempo der ivado t iempo muer to t iempo muerto t iempo muer to t iempo muer to t iempo muerto t iempo muer to t ramo t ransductor t ransductor t ransferencia – ca l o r t ransmisor t ransmisor neumát ico de ba lance de fuerza t ransmisor neumát ico de balance de fuerza tubería de burbuja tubo bourdon tubo bourdon – C tubo bourdon – espiral tubo bourdon – hé l i ce tubo indicador tubo indicador tubo p i lo to tubo ventur i u l t rasón ico u l t rasónico – f lu idómetro de l t iempo de vuelo u l t rasónico – flu idómet ro Dopp ler u l t rasónico – nivel

unidades de ingeniería va l idado va lor medido va lor verdadero vá lvu la – a i re para abr i r vá lvu la – a i re para cer rar vá lvu la – bola vá lvu la – ca ída de pres ión vá lvu la – capac idad vá lvu la – caracter ís t icas vá lvu la – casquete vá lvu la – condic iones de f lu jo normal vá lvu la – cor recc iones de la v iscos idad vá lvu la – cuerpo vá lvu la – discusión vá lvu la – es fé r i ca vá lvu la – fac tores de se lecc ión vá lvu la – f luctuabi l idad vá lvu la – g i ra to r ia vá lvu la – h id ráu l i ca vá lvu la – mar iposa vá lvu la – par tes vá lvu la – prob lemas de tamaño vá lvu la – saunders /d ia f ragma vá lvu la – tabla de tamaños vá lvu la / actuador 1051 con pos ic ionador 2610J válvula / p is tón actuado con posic ionador 3610JP válvula de igual porcentaje – caracter ís t icas vá lvu la operada a motor var iab le manipu lada var iab le medida var iaciones ve loc idad termina l ve locímetros – f l u jo vena cont ra ída – vá lvu la ver tedero – Cippolet t i ver tedero – muesca en V vertedero – muesca en V vertedero – rec tangu lar Zeig ler /Nichols Zeig ler /Nichols zona m u e r t a

Glosario 1

Acción de Control Integral: Acc ión en la cua l la sa l ida de l cont ro ler es proporc ional a la in tegra l de l t iempo de la ent rada de error . Cuando es ut i l izada en combinac ión con la acc ión proporc ional , anter iormente era l lamada acc ión de reseteo. Acción de Rata : Aquel la porc ión de la sal ida del contro ler que es proporc ional a la rata de cambio de la entrada. Ver Acción Der ivada Acción de Reseteo: Ver Acción de Contro l In tegra l Acción Derivada : Acc ión de cont ro l en la cua l la ra ta de cambio de la señal de error determina la ampl i tud de la acción correct iva apl icada. Es cal ibrada en unidades de t iempo. Cuando es somet ida a un cambio de rampa, la sa l ida der ivada precede a la acción proporcional recta por medio de este t iempo. Almacenamiento de Volumen: Un d ispos i t ivo aux i l ia r de memor ia con capac idad de a lmacenamiento muchos órdenes de magni tud mayor que la memor ia de t rabajo; por e jemplo, dr ives de archivo de d isco, de tambor, de c inta magnét ica. Amort iguación : Reducc ión progres iva en la ampl i tud de c ic lo de un s is tema. Crí t icamente amort iguado descr ibe un s is tema que es amort iguado sólo lo suf ic iente para ev i tar que se exceda después de un est ímulo abrupto. Ampl i f icación : La proporc ión de sa l ida/ent rada, s in d imens ión, d iseñada para tener una proporc ión mayor que la unidad. Ampl i f icador : Un disposi t ivo cuya sal ida es, por d iseño, una reproducción ampl iada de la señal de entrada y que es energizada desde una fuente d ist inta a la señal . Ver Ganancia. Anál isis de Frecuencia- R e spuesta : Un s is tema de aná l is is d inámico que cons is te en ap l icar cambios s inuso ida les a la ent rada y reg is t rando tanto la ent rada como la sa l ida sobre la misma base de t iempo, u t i l i zando un osc i lógra fo . Apl icando estos datos a l d iagrama de pronóst ico, pueden determinarse gráf icamente las caracter ís t icas d inámicas. Atenuación: Una d isminuc ión en la magni tud de la señal - la rec íproca de la ganancia. Automat ización : El acto o método de hacer que un sistema de proceso o de fabr icac ión func ione s in neces idad de la in tervención o superv is ión de un operador . La palabra común que designa e l estado de ser automát ico. Auto- regulación: La habi l idad de un proceso de c i rcui to abier to u otro d isposi t ivo para asentar (estabi l izar) en a lguna p lanta operat iva nueva después de que ha tenido lugar un cambio de cargo. Banda Muerta : E l cambio a t ravés de l cua l la ent rada a un ins t rumento puede ser var iada s in in ic iar la respuesta de l ins t rumento.

Banda Proporcional : La recíproca de ganancia expresada como un porcenta je. Se ref iere a l porcenta je de l t ramo de medic ión del cont ro ler sobre e l cual ocurre e l v ia je to ta l de la vá lvu la de contro l . Barra Colectora: Uno o más conductores u t i l i zados para t ransfer i r seña les o energía. Bloque : Un con junto de cosas, ta les como pa labras, caracteres, d íg i tos o parámetros, manejados como una unidad. Cambio de Cero: Cambio que resul ta de un error que es e l mismo a lo largo de toda la escala. Cambio de Paso: Un cambio de un n ivel a ot ro presuntamente en t iempo cero. Capacidad : Med ic ión de la capacidad para a lmacenar vo lumen l íqu ido, masa, calor , in formación o cualquier forma de energía o mater ia. Capaci tancia: La prop iedad que puede ser expresada como la in tegra l de t iempo de la rata de f lu jo (ca lor , corr iente e léct r ica, y así por e l est i lo) hac ia o desde un a lmacenamiento, d iv id ida ent re e l cambio potenc ia l asoc iado. Carga : Nivel de mater ia l , fuerza, torque, energía u otra var iable apl icada a o ret i rada de un proceso u otro componente en e l s is tema. C h i p: Un c i rcui to integrado. Ciclo : Un c ambio per iódico en e l factor bajo contro l , que resul ta generalmente en excurs iones iguales por enc ima y por debajo del punto de contro l de la osc i lac ión s inusoidal en forma de onda. Cierre de Reseteo : Ver Cier re In tegra l C ierre Integra l : La sobrecarga, e n presencia de un error cont inuo, del capaci tador in tegra l ( fue l les, en un contro ler neumát ico) que debe ser descargada a t ravés de una ru ta de descarga constante a la rgo p lazo y que ev i ta un regreso rápido al punto de control deseado. Circuito Abierto: Contro l s in feedback; por e jemplo, una lavadora automát ica. Circuito Cerrado (circuito de feedback) : Numerosas un idades de cont ro l automát ico y e l proceso conectados de manera de proporc ionar una ruta de señal que inc luye una ruta hacia delante, una ruta de feedback y un punto de sumator ia. La var iable contro lada es medida consistentemente, y s i se desvía de la que ha s ido prescr i ta , se ap l ica la acc ión correct iva a l e lemento f ina l en la d i rección apropiada para regresar la var iable contro lada al valor deseado. Circuito de Control: Comienza en el proceso en forma de una medic ión o var iab le, es moni toreada y regresa a l proceso en forma en forma de una var iab le manipulada o “posic ión de válvula” que es contro lada por a lgún medio. Circui to: Una ruta de señal .

Compilador : Un programa que t raduce un lenguaje de n ivel más a l to como “BASIC” o “FORTRAN” a lenguaje de ensambla je o lenguaje de máquina, e l cual puede ejecutar el CPU. Comportamiento Dinámico : Comportamiento como una función de t iempo. Comportamiento Está t ico: Comportamiento que no es una función de t iempo o que t iene lugar sobre una long i tud de t iempo suf ic iente que hace que los cambios dinámicos tengan poca importancia. Computador Análogo : Un computador que opera sobre var iab les cont inuas. Comparar con e l Computador Dig i ta l . Computador Digi tal : Un computador que opera sobre datos en forma de díg i tos – cant idades d iscretas de var iab les más que cont inuas. Computador: Un d isposi t ivo que real iza cá lcu los matemát icos. Puede i r desde un d ispos i t ivo senc il lo (como una regla de cálculo) hasta uno muy compl icado (como un computador d ig i ta l ) . En e l contro l de l proceso, e l computador es tanto un mecanismo análogo a justado para rea l izar un cá lcu lo cont inuo en una o más señales de entrada y para proporc ionar una sa l ida como una func ión de t iempo s in depender de as is tenc ia externa (movimiento humano), como un d isposi t ivo d ig i ta l ut i l izado en el contro l d ig i ta l d i recto (CDD). Constante de Tiempo : El producto de resistencia x capaci tancia (T = RC), que se conv ie r te en e l t iempo requer ido para que un s is tema de pr imer orden a lcance e l 63,2 por c iento de un cambio tota l cuando es forzado por un paso. En los l lamados s is temas de a l to orden, ex is te una constante de t iempo para cada uno de los componentes de pr imer orden. Control Proporcional : Acción de contro l en la cual hay una ganancia o atenuación f i ja entre la sal ida y la entrada. Controler Automático : Un d ispos i t ivo, o combinac ión de d ispos i t ivos, que mide el valor de una var iable, cant idad o condic ión y que opera para corregir o l imi tar la desv iac ión de este va lor medido a par t i r de una referenc ia se lecc ionada (punto f i jado). C P U: Unidad centra l de procesamiento – la parte de una computadora que decodi f ica las ins t rucc iones, rea l iza los cá lcu los rea les y mant iene e l orden en la e jecución de los programas. Curva de Reacción : En e l cont ro l de proceso, una curva de reacc ión es obten ida apl icando un cambio de paso (b ien sea en la carga o en el punto f i jado) y t razando la respuesta de la var iable contro lada con respec to a l t iempo. Datos : Un término genera l para denotar cua lqu ier in formac ión que pueda ser procesada. Desplazamiento : La d i ferencia entre lo que obtenemos y lo que queremos – la d i ferencia entre e l punto en e l cual se estabi l iza e l proceso y la inst rucción introducida al controler por medio del punto f i jado.

Desviac ión: La par t ida desde un valor deseado. La desviación del s is tema que ex is te después de que han expi rado las osc i lac iones momentáneas es s inónimo de desplazamiento (of fset ) . Diagrama Nichols ( tabla Nichols): Un t razado de los contornos de la magni tud y la fase de la función de retorno-t ransferencia refer ida a las ordenadas de la ganancia logar í tmica de l c i rcu i to y las acc isas de l ángulo de fase de l c i rcu i to . Diagrama para Pronóst ico : Un d iagrama de los valores de regist ro-ganancia y d e b a s e-ángulo en una base de regis t ro- f recuencia, para un e lemento, un c i rcu i to o una func ión de t ransferenc ia de sa l ida . También comprende d iagramas funcionales s imi lares de la var iable comple ja. Diferencia de Fase : E l t iempo, usualmente expresado en grados e léct r icos, mediante e l cual una l leva o retarda a ot ra. Elemento de Medición : Un e lemento que conv ier te cualqu ier condic ión o act iv idad del s is tema en una forma o lenguaje que el contro ler puede entender. E lementos de Control Final : Componente de un sistema de control ( ta l como una válvula) que regula d i rectamente e l f lu jo de energía o de mater ia l a l proceso. Entrada : Señal que entra a un inst rumento de medic ión, a unidades de contro l o a un sistema. Equi l ibri o : La condic ión de un s is tema cuando todas las ent radas y sa l idas (suminist ro y demanda) se han estabi l izado y están en balance. Error : La d i ferenc ia ent re e l va lor rea l y e l verdadero, a menudo expresado como un porcentaje de valor de t ramo o de rango s uper ior . Esquina de Frecuencia: Aque l la f recuenc ia en e l d iagrama de pronóst ico indicada por un punto de quiebre – la in tersección de una l ínea recta d ibujada as intót icamente a la curva de regis t ro- gananc ia versus reg is t ro- f recuencia y la un idad de la accisa regis t ro -ganancia. Estabi l idad: Aquel la condic ión deseable en la cual la entrada y la sal ida están en balace y permanecerán así a menos que sean somet idas a un est ímulo externo. Estado Estable : Un estado en e l cua l preva lecen las condic iones está t icas y en e l que todos los cambios d inámicos pueden ser asumidos como completos. Exceso : E l esfuerzo pers is tente del s is tema de contro l por a lcanzar e l n ive l deseado, que resul ta f recuentemente en i r más a l lá (exceder) de la marca. Fase : La condic ión de una función per iód ica con respecto a un t iempo de referencia. Feedback : Información acerca del estado de la var iable contro lada que puede s e r comparado con la in formación que se desea por e l in terés de hacer las coincidir.

Fluctuac ión: Osci lac ión o c ic lo que puede ser de apreciable ampl i tud ocasionada por e l esfuerzo pers is tente del s is tema por lograr un n ivel de contro l prescrito. Frecuencia : Ocurrenc ia de una func ión per iód ica (con e l t iempo como la var iab le independ ien te) , genera lmente espec i fi cada como un c ie r to número de c ic los por unidad de t iempo. Función de Transferencia : Una descr ipc ión matemát ica de la sa l ida d iv id ida ent re la re lac ión de ent rada que exh ibe un componente o un s is tema completo . A menudo es menc ionada como t ransformación Laplace de sal ida sobre la t ransformación Laplace de ent rada con condic iones in ic ia les de cero. Ganancia (relación de magnitud) : La re lac ión de cambio en la sa l ida d iv id ida ent re e l cambio en la ent rada que la causó. Tanto la ent rada como la sa l ida deben ser expresadas en las mismas unidades, hac iendo de la ganancia un número puro (s in d imensión) . Ganancia de Frecuencia Cero: Ganancia estát ica o cambio en la sal ida d iv id ida ent re e l cambio en la ent rada que lo causó, después de que ha t ranscur r ido su f ic iente t iempo para e l iminar los componentes de comportamiento d inámico. Ganancia de Registro : Ganancia expresada en una escala logar í tmica. Ganancia, c ircuito : Las re lac iones de magni tud de sa l ida/ent rada combinadas de todos los componentes ind iv iduales del c i rcu i to mul t ip l icados para obtener la ganancia to ta l . Ganancia , estát ica (ganancia cero-f recuencia): La relación de ampl i tud sa l ida/ent rada de un componente o s is tema a medida que la f recuencia se acerca a cero. Ganancia, margen : La f recuenc ia s inuso ida l a la cua l la re lac ión de magni tud de sal ida/entrada iguala la unidad y e l feedback logra un ángulo de fase de – 180 grados. Hardware : Equipo f ís ico; por e jemplo, d ispos i t ivos mecánicos, magnét icos, e léc t r icos o e lect rón icos. A lgo que se puede tocar con los dedos. H is téres is: D i ferencia entre los resul tados escala arr iba y escala abajo en la respuesta de l ins t rumento cuando es somet ida a la misma ent rada aprox imándose desde d i recc iones opuestas. I /O. Entrada/Salida : La inter fase entre e l equipo per i fér ico y e l s is tema d ig i ta l . Inst rumentación: La ap l icac ión de ins t rumentos a un proceso indust r ia l con e l propósi to de medir o contro lar su act iv idad. El término es apl icado también a los inst rumentos mismos. Inst rumento: En con t ro l de med ic ión y de p roceso; es te término es u t i l i zado ampl iamente para descr ib i r cualqu ier d ispos i t ivo que rea l iza una func ión de medición o de control .

Integrador : Ut i l i zado a menudo con un f lu idómetro para to ta l izar e l área ba jo e l regist ro de f lu jo; por e jemplo, galones por minuto x minutos = ga lones to ta les . Produce una lectura dig i ta l del f lu jo tota l . L í m i t e s: Frontera impuesta en e l rango más a l to o más bajo de una var iable (por e jemplo, la pres ión en una ca ldera de vapor l imi tada por una vá lvu la de segur idad). L ineal idad: La cercanía con la cual e l t razo de una señal u ot ra var iab le, t razada contra una escala l ineal prescr i ta, se aproxima a una l ínea recta. Medios de Control : Los e lementos, en un s is tema de contro l , que contr ibuyen a la acción correct iva requer ida. Memoria: per teneciente a ese d isposi t ivo de a lmacenamiento en e l cual son a lmacenados los programas y datos y que son fác i lmente obtenidos por e l CPU para su ejecución. Of f -l ine : (1) Concerniente a l equipo o programas que no están bajo e l contro l de l computador . (2) Concern iente a un computador que no está moni toreando o contro lando act ivamente un proceso. On -l ine : (1) Concern iente a l equ ipo o programas que están ba jo e l cont ro l de l computador . (2) Concern iente a un computador que está moni toreando o contro lando act ivamente un proceso u operación. Ópt imo: E l más a l to provecho de contro l obtenib le ; por e jemplo e l sumin is t ro iguala la demanda y e l desplazamiento ha s ido reducido a l mín imo (cero pre fer ib lemente) . Per íodo Úl t imo: E l per íodo de t iempo de un c ic lo a la f recuencia natura l de l s is tema donde se le permi te osc i lar s in amort iguación. Precisión del Control : E l grado de correspondencia entre la var iable contro lada y e l valor deseado después de haber logrado la estabi l idad. Precisión : Conformidad con un val or ind icado, estándar o verdadero, expresado genera lmente como una desv iac ión porcentua l (de t ramo, lec tura o de l va lor de l rango super ior) del va lor ind icado, estándar o verdadero. Proceso: El equipo por e l cual e l suministro y la demanda deben ser balan ceados – e l s is tema bajo contro l , excluyendo el equipo que real iza e l contro l . Programa : Una ser ie de inst rucc iones que resuelven lóg icamente problemas dados y manipulan los datos. Punto de Control : E l va lor a l cual e l s is tema contro lado o proceso se as ien ta o estabi l iza. Puede o no estar de acuerdo con el punto f i jado ( instrucción) apl icado al contro ler . Punto de Quiebre : E l empalme de dos segmentos de l ínea recta conf luentes de una curva t razada.

Punto de Suma: Un punto en el cual pueden sumarse alge bra icamente numerosas señales. Punto Fi jado : La ins t rucc ión dada a l cont ro ler automát ico para determinar e l punto en el cual se espera que la var iable contro lada se estabi l ice. Rampa : Un aumento o disminución de la var iable a una rata constante de cambio. Regis t rador Osci lógrafo: Un disposi t ivo que hace un regist ro a a l ta velocidad de las var iac iones e léct r icas con respecto a l t iempo; por e jemplo, un regis t rador ord inar io pudiera tener una ve loc idad de t res cuar tos de pu lgadas por hora mientras que un os c i lógra fo pud iera tener una ve loc idad de t res cuar tos de pulgadas por segundo o aun más rápida. Relación de Ampli tud : La re lación de la magni tud de una sal ida s inusoidal de estado estable en relación con la entrada. Reloj de Tiempo Real : Un d ispos i t ivo que mant iene automát icamente e l t iempo en unidades de t iempo convencionales para ser ut i l izado en la e jecución de un programa y en el in ic io de un evento. Reproducib i l idad: La exact i tud con la cual una medic ión u otra condic ión puede dupl icarse en el t i empo.

Resistencia : Una oposic ión a l f lu jo expl ica la d is ipación de energía y l imi ta e l f lu jo. El f lu jo desde un in jer to de agua, por e jemplo, es l imi tado a lo que la presión d isponib le puede empujar a t ravés de la abertura del in jer to.

res is tencia e léct r ica (ohms) = po tenc ia l (vo l t ios)

f lu jo (amper ios) Respuesta : Reacción a una función forzadora apl icada a la entrada; la var iac ión de las var iables medidas que ocurre como resul tado de una entrada s inusoidal de paso, de rampa u otro t ipo de entrada. Re tardo: Un retraso en el cambio en la sal ida después de un cambio en la entrada. Retraso de Transportación : Un retardo causado por e l t iempo requer ido para que un mater ia l v ia je de un punto a otro; por e jemplo, e l agua que corre en una tuber ía a 10 p ies por segundo requiere 10,0 segundos para v ia jar 100 p ies, y s i estos 100 p ies ex is ten entre la manipulac ión y la medic ión, esto const i tu i r ía un ret raso de 10 segundos. Ruido : Componentes de señal no deseados que oscurecen la in formación genu ina de la señal que está s iendo observada. Rutina : Un pequeño programa ut i l i zado por muchos ot ros programas para real izar una tarea especí f ica. Sal ida : La señal proporc ionada por un inst rumento; por e jemplo, la señal que e l controler envía al operador de la válvula es la sal ida del contro ler .

Señal : In formación en forma de presión neumát ica, corr iente e léctr ica o posic ión mecán ica , que l leva in formac ión desde un componente de l c i rcu i to de cont ro l hasta otro. Servomecanismo: Un s is tema de contro l automát ico que toma la acc ión correct iva necesar ia como resul tado del feedback. La sa l ida puede ser una posic ión mecánica o a lgo re lac ionado con e l la como función de t iempo. Servotécnicas: Los métodos matemát icos y gráf icos p laneados para anal izar y opt imizar e l compor tamiento de los s is temas de cont ro l . S imulador Análogo: Un d isposi t ivo e lect rónico, neumát ico o mecánico que resuelve problemas por medio de la s imulac ión del s is tema f ís ico en estudio, ut i l izando var iables e léctr icas o f ís icas para representar las var iables del proceso. Sistema Controlado : Aquel la par te de l s is tema bajo contro l – el proceso. S istema de Control Automát ico: Un arreglo operable de uno o más controlers automát icos, junto con sus equipos asoc iados, conectados en c i rcu i tos cer rados con uno o más procesos . S istema de Control en Cascada : Un s is tema de cont ro l en e l cua l la sa l ida de un controler es el punto f i jado de otro. S istema de Control: Un s is tema en e l cual se ut i l iza guía o manipulac ión del iberada para lograr un valor prescr i to de una var iab le. S is tema: Generalmente se ref iere a todos los componentes de contro l , inc luyendo proceso, medic ión, cont ro ler , operador y vá lvu las , jun to con cua lqu ier ot ro equipo adic ional que pueda contr ibui r en su operación. Sobreamort iguado : Amor t iguado de manera que no ocurra un exceso. Software : La colección de programas y rut inas asociados con un computador. Terminal : Un d ispos i t ivo para la in ter fase operador-máquina; por e jemplo , CRTs, máquinas de escr ib i r , te le t ipos con entrada por tec lado o modems te le fónicos . Termopar : Un d ispos i t ivo const ru ido de dos meta les d is ími les que genera un pequeño vol ta je como una función de d i ferencia de temperatura entre una medic ión y e l empalme de re ferenc ia . Este vo l ta je puede ser medido y su magni tud u t i l i zada como una medida de la temperatura en cuest ión. T iempo de Reseteo: Ver T iempo In tegra l T iempo Integral : E l t iempo cal ibrado en e l cuadrante de la in tegral ( reseteo) del contro ler , que representa e l t iempo que t ranscurr i rá mientras e l contro ler de circui to abierto rep i te la acc ión proporc ional . T iempo Muerto , inst rumento : E l t iempo que t ranscurre mientras que la entrada a un ins t rumento var ía lo suf ic ientemente para pasar a t ravés de la zona de banda muerta y causar que e l inst rumento responda.

Transductor : Un d ispos it ivo que convier te in formación de una forma f ís ica a ot ro t ipo f ís ico en su sa l ida (por e jemplo, un termopar convier te la temperatura en mi l i vo l ta je) Transformación Laplace : Una función de t ransferencia que es e l equivalente operat ivo de una función matem át ica comple ja que permi te la so luc ión por medio de técn icas ar i tmét icas senc i l las . Tratante : Un pequeño programa que maneja e l f lu jo de datos desde y hacia p iezas especí f icas de hardware para ser ut i l izado por ot ro sof tware. Valor : El n ivel de la señal que es medida o controlada. Variable Manipulada : Aquel la que es a l terada por e l equipo de contro l automát ico para que cambie la var iable bajo contro l y la haga estar en conformidad con e l va lor deseado. Var iable: Un n ive l , cant idad u o t ra cond ic ión que es somet ida a cambio . Esta puede ser regulada ( la var iable contro lada) o s implemente medida (un barómetro mid iendo la pres ión atmosfér ica) .

GLOSARIO II

Glosario de Términos del Control de Proceso Análogo y Digital Desde el nac imiento del contro l de proceso un incontable número de términos han s ido asoc iados con la je rga de l cont ro l de proceso. E l s igu iente g losar io inc luye términos y termino logía asoc iados en su mayor ía con e l cont ro l de proceso análogo. Para la termino logía d ig i ta l remi t i rse a “Terminología del Computador” en esta secc ión. Acceso : La habi l idad de co locar in formación en o de ext raer in formación desde un d ispos i t ivo de a lmacenamiento. Acción Anticipadora : Lo mismo que acción de rata. Acción Continua : Acc ión de cont ro l rea l izada cont inuamente (cont ro l análogo) . Acción Correct iva : La var iac ión de la var iab le manipulada producida por e l controler. Acción de Cálculo : E l acoplo de las var iables pr imar ias del feedback las unas a las o t ras y /u o t ras var iab les para formar una función calculable a par t i r de la cual se toma una acc ión de cont ro l . Acción de Control Adaptiva : Acc ión de cont ro l en la cua l e l a lgor i tmo de cont ro l o los parámetros de contro l son cambiados automát icamente de manera ta l que me jo ran la per formance del s is tema de contro l . Acción de Control de Límite Alto : Una acc ión de contro l en la cual la sa l ida nunca excede un l ími te a l to predeterminado. Acción de Control de Límite Bajo: Acc ión de cont ro l en la cua l la sa l ida nunca es menor que un l ími te bajo predeterminado. Acción de Control de Límite de Velocidad: Una acc ión de contro l en la cual la rata de cambio de una var iable especi f icada no excederá un l ími te predeterminado. Acción de Control de Opt imización: Acc ión de contro l que busca automáticamente e l va lor ópt imo de una var iab le o parámetro especí f ico más que mantener lo en algún valor f i jado. Acción de Control de Supervisión: Acc ión de cont ro l en la cua l los c i rcu i tos de cont ro l d i recto que operan independientemente someten los puntos f i jados de los cont ro lers ind iv iduales a actua l izac iones per iód icas. Acción de Control del Feedback: Una acción de contro l en la cual una var iable medida es comparada con e l va lor de re ferenc ia para produc i r una señal de er ror actuante para in tentar reduci r el error. Acción de Control : La respuesta de un d isposi t ivo de contro l a una señal actuante con e l propósi to de d isminui r e l error de contro l .

Acción de Muest reo: Var iab le del proceso muestreada y acc ión de contro l tomada a in terva los. Acción de Rata : E l modo de contro ler en el cual hay una re lación l ineal entre la sal ida del controler y la der ivada de la señal de error . Acción Derivada : Un modo de contro ler en e l cual hay una re lac ión l ineal cont inua entre la sa l ida del contro ler y la der ivada de la señal de error. Acción Di ferencia l : Lo mismo que la Acción Der ivada. Acción Directa : Operac ión de un e lemento de cont ro l f ina l d i rectamente proporc ional a la sa l ida del contro l . Acción en Cascada Parale la : La regulación de los puntos f i jados de dos o más c o nt ro lers automát icos ut i l izando ot ros cont ro lers cont inuos. Acción In tegra l: Un modo de cont ro ler en e l cua l hay una re lac ión l inea l cont inua entre la in tegral de la señal de error y la señal de sal ida del contro ler . Acción Multi -Ve loc idad: Acc ión de control en la cual la velocidad de la var iable actuante toma una de numerosas ve loc idades predeterminadas, cada una correspondiendo a un rango def in ido de la señal actuante. Acción Proporcional: Una acc ión de contro l en la cual la sa l ida del contro ler es pro porcional a l error . Acción Senci l la -Ve loc idad: Acc ión de cont ro l en la cual la var iab le actuante cambia a veloc idad constante cuando la señal actuante está dentro de una región part icular. Acción Superpuesta : Dos o más acciones de contro l superpuestas. Actual izar: Modi f icar un s is tema, programa, est rategia, e tc . , en concordancia con la in formación actua l . Adiabát ico: Ocurre s in t ransferenc ia de ca lor hac ia o desde e l cuerpo o s is tema. Agrupamiento : En la der ivación de un modelo, una premisa de que los e fec tos de dos o más aspectos del s is tema pueden ser considerados como una cant idad senci l la. Alarma Absoluta :Una a larma causada por la detecc ión de una var iab le que ha excedido su condic ión l ími te a l to o bajo. Álgebra Boolean: Concerniente a las operaci ones de la lógica formal. Algoritmo de Control : La representac ión matemát ica de la acc ión de contro l a ser real izada. A l terac ión: Una señal de entrada di ferente a la del punto f i jado que afecta d i rectamente la sa l ida del proceso.

Amortiguación Crít ica : E l menor grado de amort iguac ión ba jo e l cua l un s is tema puede operar s in exceder e l valor deseado después de un cambio de paso en la entrada. Amort iguación Relat iva : Pa ra un s i s tema sub- amort iguado, un número que es e l factor de amort iguación real d iv id i do entre el factor de amort iguación crí t ico. Amort iguación : Aquel la prop iedad de un s is tema que causa d is ipac ión de la energía y , por lo tanto, causa decaimiento en la ampl i tud de las osc i lac iones. Amortiguador : Un d ispos i t i vo de amor t iguac ión usua lmente consta de un c i l indro y de un p istón, en e l cual e l movimiento re lat ivo de cualquiera de e l los desplaza un f lu ido, ta l como ai re o acei te, dando como resul tado una f r icc ión. Ampl i f icación : La proporc ión de la ampl i tud de la sa l ida de señal a la ampl i tud de la entrada de señal . Ampl i f icador : Un disposi t ivo cuya sal ida en una reproducción aumentada en las caracter ís t icas esencia les de una entrada y que aborbe energía desde una fuente externa. Amplitud Pico -a- P i c o: La di ferencia entre los extremos de una c antidad. Amplitud : La d i ferencia entre e l va lor promedio de una var iac ión s inusoidal y e l valor máximo (o mínimo). Anál isis del Sistema: La def in ic ión de un problema de contro l y e l desarro l lo de la solución. Aná logo: Un s is tema cuyo compor tamiento es matemát icamente análogo a l de a lgún ot ro s is tema y , por lo tanto, t iene las mismas ecuac iones d inámicas. Ancho de Banda : E l rango de f recuencias dentro de l cual la per formance de un componente es prec isa, usualmente se ext iende desde la f recuencia cero hasta alguna frecuencia de corte. A N D: Un operador lóg ico que t iene la propiedad de, s i P, Q, y R son re lac iones lógicas, entonces el AND de P, Q y R es verdadero s i P, Q y R son todos verdaderos, y es fa lso s i cualquiera de las t res re lac iones es fa lsa. Án gulo de Fase : Para dos func iones que var ían s inuso ida lmente con la misma f recuencia, aquel la par te de l c ic lo que ha logrado una señal cuando la o t ra está en la fase cero. Aproximación Sucesiva : Una técn ica de convers ión aná logo- a - d ig i ta l en la cual los vo l ta jes conoc idos c rec ientemente más grande o más pequeños son comparados con los vol ta jes desconocidos. La decis ión lógica en cada comparación genera la representación b inar ia del vo l ta je. Armónica : Una cant idad s inusoidal que t iene una f recuencia que es una integral múl t ip le de a lguna f recuencia fundamental con la cual está re lac ionada.

ASCII : Cód igo Estándar Amer icano para e l in tercambio de in formac ión, un cód igo de octavo n ive l ideado para proporc ionar compat ib i l idad de códigos de in formación entre d is posi t ivos d ig i ta les de fabr icantes de E.E.U.U. Atenuación: Una d isminuc ión en la fuerza de una señal ent re dos puntos o ent re dos f recuencias. Auto- Regulac ión: La caracter íst ica inherente de un proceso que logra un valor de estado estab le s in la ayuda de un esquema de contro l automát ico. Auto- Sintonizac ión: La técn ica de actua l izar automát icamente los parámetros de s in ton izac ión de l cont ro le r basándose en las cond ic iones cambiantes de l proceso. Banda de Estrangulamiento: Lo mismo que Banda Proporc ional . Banda Muerta : E l rango de valores a t ravés del cual la var iable medida puede ser cambiada s in in ic iar una respuesta. Banda Proporcional: La constante de proporc ional idad en la ecuación que re lac iona la sa l ida del cont ro ler con e l er ror . Fís icamente, es el error en porcenta je del t ramo del inst rumento requer ido para causar un cambio en la unidad en la sa l ida del contro ler . Es la recíproca de la ganancia proporc ional . Cambio de Fase : E l re t raso o avance que ocurre cuando una señal s inuso ida l pasa a través de un e lemento o de l s is tema de contro l . Cambio de Paso: Un cambio instantáneo de un valor a ot ro, semejando un paso. Cambio Sinusoidal : Una señal que t iene caracter ís t icas s inusoidales o c íc l icas. Capacidad : Una medic ión de la cant idad máxima de energ ía o mater ia l que puede ser a lmacenada dentro de una pieza dada de equipo o de s istema. Capaci tancia: La cant idad de energía o mater ia l que debe ser agregado a un s istema cerrado para ocasionar que la unidad cambie de potencia; en consecuenc ia , la der ivada parc ia l de l conten ido con respecto a l potenc ia l . Carga o Variable de Carga : Una in f luenc ia externa sobre un s is tema de cont ro l automát ico d i ferente a l punto f i jado cuyo e fecto en e l s is tema puede ser compensado por medio del s is tema de contro l . Carga : Pres ión resu l tante de las fuerzas grav i tac iona les en l íqu idos; medida en términos de la profundidad por debajo de la superf ic ie del l íquido. Cascada : Una ser ie de etapas en las cuales la sa l ida de una etapa es la ent rada de la s iguiente. Cero : Un va lo r real o complejo de una var iable independiente que hace que la función de esa variable sea igual a cero. Cibernét ica : La teor ía de contro l y comunicac ión tanto en máquinas como en animales.

Ciclo Límite : Una respuesta osci lator ia sostenida de un s istema de feedbakc en el cual la ampl i tud de la osci lac ión está l imi tada. La causa es generalmente la presencia de a lguna no l ineal idad ta l como saturación o h is téresis . Ciclo : Un cambio per iódico (osci lac ión) en la var iable contro lada. Circuito Abierto: Se re f i ere a un s is tema de contro l de feedback que opera con el c i rcui to de feedback desconectado. Circuito Cerrado: Una ruta de señal que consta de una ruta hacia adelante, una ruta de feedback y un punto de suma conectados de manera ta l que formen un c i rcu i to cerrado. Circui to: Una ser ie de etapas que forman una ruta cerrada. Coef ic iente de Amort iguación : En la función caracter ís t ica de un s is tema, e l parámetro que caracter iza la natura leza de la amort iguación de la respuesta t rans i tor ia . L lamado también fac tor de amort iguación y re lación de amort iguación. Combinación Control - Elementos Acoplados: Una en la cual dos o más sal idas de contro ler son combinadas para operar una var iable manipulada. Comparador: La porción de los elementos de control que determina el error de feedback (d i ferencia entre la entrada de referencia y la var iab le de feedback) sobre la cual actúa el contro ler . Compensador : Un componente o c i rcu i to agregado a un s is tema para mejorar las caracter ís t icas de su respuesta ; en muchos casos e l controler. Condic iones Operat ivas: Cond ic iones ta les como tempera tura ambien te y presión a las cuales es somet ido un d isposi t ivo o s is tema además de la var iable medida. Constante de Posición : Lo mismo que Ganancia de Estado Estable. Constante de Tiempo: E l T iempo requer ido para que la sa l ida de un s is tema de pr imer orden alcance 63,2 por c iento de una respuesta completa a una entrada de paso. Constante de Velocidad: La constante de proporc ional idad en la función de t rans ferenc ia de un s is tema que cont iene una in tegrac ión; la gananc ia de un servo t ipo - uno. Contragolpe : Una no l ineal idad t íp icamente asociada con la f lo jedad en e l t ren de engranajes. Control Bang - Bang: Lo mismo que el contro l de dos posic iones. Control de Cascada : Contro l automát ico que invo lucra la conex ión en cascada de cont ro lers de manera que un cont ro ler manipu la la ent rada de punto f i jado de l o t ro cont ro ler en vez de manipular d i rectamente una var iab le de proceso.

Control de Combinación: C i rcu i tos cer rados conectados en combinac ión co n los c i rcui tos que están s iendo acoplados a t ravés del feedback pr imar io o a t ravés de cualesquiera ot ros e lementos del contro ler . Cont ro l de Dos Pos ic iones: Un s is tema de regulac ión en e l cua l la var iab le manipu lada t iene so lamente dos va lores de sa l ida d iscretos. Control de Feedforward : Un s is tema de contro l en e l cual la acc ión correct iva está basada en la medic ión de las entradas de perturbación al proceso. Control de Flotación Proporcional - Velocidad : Lo mismo que Contro l Integral . Control de Flotac ión: Un modo de cont ro l en e l cua l la var iab le manipu lada es cambiada proporc ional a la in tegra l de l er ror . Ocurre un cambio cont inuamente mientras exista un error. Control de Interactuación : Acc ión de cont ro l p roduc ida por un a lgor i tmo cuyos var ios términos no son independientes. Control de Rata de Error: Lo mismo que Contro l Proporc ional -más - der ivada. Control del Programa : Un s is tema de cont ro l en e l cua l e l punto f i jado var ía con e l t iempo de acuerdo con un programa predeterminado. Control de l Valor Constante : Contro l automát ico de un va lor constante deseado. Contro l In tegra l : Ver Acción Integra l . Control No -A u t o- Operat ivo: Contro l en e l cual la energía requer ida para operar la unidad actuante es suminist rada por una fuente externa. Contro l On/Of f: Un t ipo especia l de contro l de dos posic iones en el cual la var iable manipulada t iene solamente uno de dos valores posib les: on u of f . Contro l Predic t ivo: Un esquema de cont ro l que invo lucra la medic ión de los cambios en la var iab le de carga y la toma de la acc ión correct iva antes de que e l s is tema sea a l terado. Lo mismo que Contro l de Feedforward. Control Proporcional - m á s- Derivada : Una acción de control que es una combinación l ineal de la acción proporc ional y la acción der ivada ( rata) . Control Proporcional - m á s-Integral : Una acción de control que es una combinación l ineal de contro l proporc ional e in tegra l ( reseteo) . Control Proporcional -m á s- Integral - m á s- Derivada : Una acc ión de contro l que es una combinación l ineal de contro l proporc ional , in tegra l y der ivado. Control Regulador: Contro l con e l ob jet ivo pr imord ia l de mantener constante la var iab le cont ro lada a pesar de las a l terac iones externas. Control Remoto: Un s is tema para e l contro l de d isposi t ivos local izados a distancia.

Controler Análogo: U n a pequeña computadora análoga, para un propós i to especí f ico , u t i l i zada para operar en señales de procesos cont inuas ta les como vol ta jes, pres iones o corr ientes para determinar la acc ión de contro l necesar ia . Estos cont ro lers son d i ferentes de los cont ro lers d ig i ta les que operan sobre señales con va lores numér icos d iscretos a in terva los de t iempo d iscretos. Controler Automático : Un d ispos i t ivo que mide e l va lor de una var iab le , cant idad o condic ión y opera para corregir o l imi tar la desviación de este valor medido a part i r de una referencia seleccionada. Controler Auto -Operado: Un cont ro ler en e l cua l la energía necesar ia para operar e l e lemento de contro l f ina l se der iva del medio del proceso contro lado. Controler de Acción Reversa : Un cont ro ler en e l cua l e l va lor absoluto de la sal ida del contro ler d isminuye a medida que aumenta e l valor absoluto del error de contro l . Controler de Programa de Tiempo : Un controler en el cual e l punto f i jado varía automát icamente de acuerdo con a lgún programa de t iempo pr edeterminado. Controler de Proporción: Un contro ler que mant iene una proporc ión f i ja ent re dos o más var iables. Controler de Tres Modos : Un contro ler que cont iene t res modos de contro l , t íp icamente, proporc iona l , in tegra l y der ivada. Controler de Tres P os ic iones: Un cont ro ler mul t i -pos ic ión que t iene t res va lores de sal ida dist intos. Contro ler In tegra l (Reseteo): Un cont ro ler que produce so lamente acc ión de contro l in tegral . Controler Neumático: Un contro ler de proceso convencional cuyas entradas, cálcu los y sa l ida son todos neumát icos . Controler que Proporciona Tiempo : Un cont ro ler cuya sa l ida consta de pu lsos per iódicos cuya duración var ía de acuerdo con la señal de error . Controler : Un disposi t ivo que opera automát icamente para regular una var iable contro lada. Correcc ión: Un valor que se agrega a un valor medido para compensar un error. Década : Rango de frecuencias de las cuales la más al ta es diez veces la más baja. Decibel : En la termino logía de respuesta de f recuenc ia , una comparac ión cuant i ta t iva de las magni tudes de las ondas de l seno de la ent rada y la sa l ida; e l número de decibeles es 20 veces el log10 de la relación de ampl i tud. Decodif icador : Un c i rcui to que responde a señales codi f icadas especí f icas y rechaza otras.

Desal inear: Cambio indeseado en la ind icac ión del inst rumento con respecto a l t iempo a part i r de un valor in ic ia l correspondiente a un estado en el que la var iab le medida y las cond ic iones ambiente son constantes . Desenlace de l Reseteo: La per formance indeseada del modo integra l en presencia de saturación del e lemento actuante. Desplazamiento : La desv iac ión de estado estab le de las var iab les cont ro ladas desde el punto f i jado, usualmente ocasionado por una perturbación o por un cambio de carga en un s is tema que emplea un cont ro ler proporc iona l . Desviac ión: La di ferencia entre el valor real de la var iable controlada y el valor de la var iable contro lada correspondiente a l punto f i jado. Diferenciador : Un d isposi t ivo, usualmente de t ipo análogo, cuya sal ida es proporc iona l a la der ivada de la señal de entrada. Digital : Concerniente a los datos en forma de dígi tos; datos discretos cuando son cont ras tados con los datos aná logos cont inuos. D íg i to: Uno de un juego de caracteres def in idos que son ut i l izados como coef ic ientes de energía de la base en la notación posic ional de los números. D isposi t ivo Subastador: Un d ispos i t ivo que se lecc iona automát icamente b ien sea la señal de ent rada más a l ta o más ba ja de ent re numerosas señales de entrada. Distorsión : Un cambio indeseable en l a forma de la onda. Distr ibución del Tiempo: Concern iente a l uso in terca lado de l t iempo de un d ispos i t ivo. Elemento de Control Final : Aquel la porc ión de l c i rcu i to de cont ro l que cambia di rectamente el valor de la var iable manipulada. Elemento de Entrada : La porc ión del s is tema de contro l que proporc iona la entrada de referencia a l comparador en respuesta a l punto f i jado. E lemento Pr imar io: Aquel la porc ión del d ispos i t ivo de medic ión que perc ibe pr imero un cambio en la var iable contro lada. E lementos de Control hacia Adelante : Aquel los e lementos en e l s is tema de contro l que cambia una var iable en respuesta a la señal de error actuante. Elementos de Control : La porc ión del s is tema de contro l que re lac iona la señal de error con la var iable manipulada; la p orc ión del s is tema de contro l que implementa el a lgor i tmo. Elementos de Feedback: Aquel la porc ión del contro ler que establece la re lac ión entre e l feedback pr imar io y la var iable contro lada real . Elevación : Un desplazamiento, par t icu larmente hac ia ar r iba; lo opuesto de inc l inación.

Encaje de Curva : La representación de una curva por medio de una expresión matemát ica. Usualmente involucra la determinación de la “mejor” expres ión ópt ima por medio de alguna técnica de regresión. Entrada de Control : Lo m ismo que Punto Fi jado. Entrada de Referencia : La seña l var iab le con la cua l es comparada la var iab le de feedback en e l cá lcu lo de un error . Está realc ionada con e l punto f i jado usualmente por medio de una constante. Entrada : Una var iab le que es depend iente so lamente de las cond ic iones exter iores del s istema. Error Cuadrado : La técnica de ut i l izar e l cuadrado del er ror para ca lcu lar e l cont ro l de manera de produci r una correcc ión no l ineal . Error de Carga : Lo mismo que Desl izamiento. Error de Estado Estable : En un s is tema de contro l , lo mismo que Desplazamiento. Error de Posición : Lo mismo que Desl izamiento. Error Dinámico : Un er ror de medic ión causado por var iac iones en e l t iempo de la cant idad que es medida, que se agrega al error estát ico. Error Estático : Un error de medic ión efect ivo cuando la medic ión se real iza en condición de estado estable. Error In ic ia l: E l er ror t rans i tor io que aparece inmedia tamente después de que se ha in ic iado una entrada de función de paso. Estabi l idad: Una propiedad de un s is tema f ís ico en la cua l la respuesta natura l es amort iguada posi t ivamente de manera que con el t iempo la respuesta a lcanza algún valor f in i to de estado estable, o a l menos alcanza un c ic lo l ími te que es la meta. Estado Estable : La condic ión de un s is tema cuando la respuesta t rans i tor ia se ha ext inguido. Está impl íc i to que todas las propiedades son constantes con e l t iempo; s in embargo, las condic iones de estado estab le pueden ocurr i r aun cuando la sa l ida esté cambiando, ta les como una func ión de seno o de rampa. Estado Inestable: La condic ión de un s istema que es somet ido a un estado de cambio t ransi tor io. Etapa Exponencial : Un s is tema cuya respuesta t rans i tor ia a una ent rada de paso es un decaimiento exponencia l ; un s is tema l ineal de pr imer orden. E tapa o Etapa de Transferencia : A lguna par te de un s is tema más grande que es lo suf ic ientemente independiente de la ot ra par te de manera que puede escr ib i rse una función de t ranferencia separada para e l la .

Exceso : La cant idad máx ima por la cua l una sa l ida de proceso excede su va lor deseado (o valor de estado estable) después de un cambio de paso en la entrada. Fase : La condic ión de una func ión que var ía s inuso ida lmente en cua lqu ier momento par t icu lar en e l t iempo. Puede ser expresada en forma angular , con e l ángu lo de re ferenc ia tomado como cero en e l momento en que la func ión es tá en su valor promedio y aumentando. Feedback Pr imar io: La señal introducida de regreso al controler que está d i rectamente re lac ionada con la var iab le contro lada. Feedback : La señal a l cont ro ler que representa la condic ión de la var iab le contro lada. Fi ltro Bajo -Paso: Un f i l t ro de onda que t iene una banda de transmisión que se ext iende desde la f recuencia cero hasta a lguna f recuencia de cor te. Filtro : Un t ransduc tor cuyas caracter ís t icas de f recuencia -respuesta son ta les que las seña les de ent rada dent ro de un c ier to rango son t ransmi t idas mient ras que ot ras señales no lo son. F l ip- f lop: Un c i rcu i to que cont iene e lementos act ivos capaces de asumir cualquiera de dos posic iones estables en un t iempo dado. F luctuabi l idad: La proporción del f lu jo máximo al f lu jo controlable mínimo en un e lemento de cont ro l f ina l . F luctuac ión: E l mov imiento indeseado de un s is tema de cont ro l au tomát ico en e l cual la var iable contro lada f luctúa u osci la a l rededor del valor deseado s in parecer acercarse a é l . Frecuencia de Corte : La f recuencia del forzamiento s inusoidal más al lá de la cual la re lación de ampl i tud de la respuesta está por debajo de algún l ími te in fer ior especi f icado. Frecuencia de Esquina : Lo mismo que Punto de Quiebre. Frecuencia Natural Fundamental: La más baja de una ser ie de f recuencias natura les. Frecuencia Natural : La f recuencia de osci lac ión que tendr ía un s is tema s i la amort iguación fuera reducida a cero. Fuerza de Rampa : Lo mismo que Fuerza Lineal . Fuerza Lineal : Una func ión de fuerza que es l inea l en t iempo, ta l como f ( t ) = A + Bt , donde A y B son constantes y t es t iempo. Fuerza : Un cambio en una entrada a un s istema de una manera especí f ica que comienza con e l s is tema in ic ia lmente en estado estable. Función Caracter íst ica : Un po l inomio que caracter iza la respuesta t rans i tor ia de un s is tema y que es e l denominador de la función t ransferencia tota l del s is tema.

Función de Transferencia del Circuito Abierto: La proporc ión de la t ransformación de la sa l ida a la t ransformación de la ent rada s i e l feedback fue desconectado. Función de Transferencia: Una representac ión matemát ica de la d inámica de un s is tema ut i l izando la notación de t ransformación Laplace. La func ión de t ransferencia es una proporc ión de la t ransformación de la sa l ida de un s is tema a la t ransformación de la entrada de un s is tema. Ganancia Crí t ica : Un valor de ganancia del s istema más al lá del cual e l s istema es inestable. Ganancia de Circuito (Ci rcui to Abierto) : La gananc ia de l s is tema de cont ro l que re lac iona un cambio en la var iable contro lada con un cambio en e l punto f i jado, con e l e lemento de feedback e l iminado. Ganancia de Circui to Abierto: La proporc ión del cambio en la var iab le del feedback a l cambio en e l punto f i jado, con e l e lemento de feedback desconectado. Ganancia de Estado Estable : Una constante de proporc ional idad en una func ión de t ransferencia que no cont iene integración. Ganancia del Circuito (Circuito Cerrado): La gananc ia del s is tema de con t ro l que re lac iona un cambio en la var iable contro lada con un cambio en e l punto f i jado, con el e lemento de feedback inc lu ido. Ganancia Dinámica : La re lac ión de ampl i tud de las señales de estado estable de sal ida y entrada de un e lemento o s is tema cuando la entrada es s inusoidal . Típ icamente la ganancia d inámica cambia con la f recuencia de la señal s inusoidal . Un regist ro en las var iac iones de la ganancia d inámica versus la f recuencia es l lamado la respuesta de f recuencia del s is tema. Ganancia Estát ica : La proporc ión de un cambio de entrada a un cambio de sal ida en condic iones de estado estable. Ganancia Proporcional o Sensibi l idad Proporcional : La proporc ión de l cambio en la sa l ida, debido a la acc ión de contro l proporc ional , a l cambio en la entrada de error. H is téres is: Una no l inea l idad usualmente at r ibu ida a la f lex ib i l idad y encajes f lo jos en el enlace y a e l contragolpe en los t renes de engranajes. Impulso : Una señal teór ica que es una señal de pulso de magni tud inf in i ta y durac ión in f in i tes imal . En apl icac iones práct icas, un aumento o d isminución agudo en una var iable seguido inmediatamente por un regreso al valor or ig inal . Incl inación : Un des l izamiento , par t icu larmente hac ia aba jo (hac ia ar r iba se l lama e levación) . In teractuación: Dos o más etapas de t ransferenc ia consecut ivas cuya func ión de t ransferencia efect iva no es e l producto de las etapas indiv iduales.

Intervalo Diferencial: En un s is tema de contro l de dos posic iones, un a juste que determina e l rango de valores más pequeño a t ravés del cual la var iab le cont ro lada debe pasar para cambiar la seña l de sa l ida de l cont ro le r de máx imo a mínimo. L imitador de la Acción Integral : Un d isposi t ivo que l imi ta e l va lor de la señal de sal ida debido a la acc ión in tegra l pa ra min imizar e l efecto del enrol lamiento de reseteo. Límite : Una condic ión en la cual la respuesta del s is tema está restr ingida a un valor menor a l que se da para una respuesta l ineal . L ineal izar: Sust i tu i r una función l ineal por una no l ineal , que da a prox imadamente las mismas re lac iones sobre un rango pequeño. Margen de Fase : Una medic ión del grado de estabi l idad que tendrá un s is tema bajo contro l de l feedback ca lcu lada como la d i ferencia ent re – 180 grados y el ángulo de fase de la respuesta de f recuenc ia de l s is tema cuando la re lac ión de magnitud es la unidad. Margen de Ganancia: Relac ionada con la magni tud de una respuesta de l s is tema a una entrada s inusoidal a una f recuencia para la cual su ángulo de fase es - 180 grados. Una medic ión del grado de es tabi l idad que tendrá un s is tema bajo contro l de feedback. Matr iz : Un arreglo rectangular , de dos d imensiones, de las cant idades. Modelo Matemát ico: Una representac ión matemát ica de un proceso, d ispos i t ivo o s is tema der ivado de b ien sea consideraciones anal í t icas o de invest igac iones exper imenta les, o de ambas. Mode lo: Una aprox imación conceptual de un e lemento o s is tema de e lementos f ís icos u t i l i zado en la pred icc ión de l compor tamiento de l s is tema usualmente de natura leza matemát ica. Modo de Control: U n t ipo especí f ico de acc ión de cont ro l , ta l como proporc ional , integral o der ivada. Modo : La c las i f icación de un contro ler por la manera en la cual la var iable manipulada responde a la señal de error . A lgunos modos comunes son proporc ional , in tegra l o der i vada. Modulación : E l proceso mediante e l cual a lguna caracter ís t ica de una onda es var iada en concordancia con a lguna caracter ís t ica de ot ra onda. Muestreo Instantáneo : E l proceso de obtener una secuenc ia de va lores instantáneos de una var iab le cont inua en t iempo. No Amort iguado: Se d ice de un s is tema capaz de una respuesta t ransi tor ia osci lator ia de la ampl i tud constante. N O R: Un operador lógico que t iene una propiedad ta l que, s i P, Q y R son funciones lógicas, entonces el NOR de P, Q y R es verdadero s i todas las funciones son fa lsas y es fa lso s i por lo menos una función es verdadera.

Normal izar: Cambiar la representac ión de una var iab le o cant idad de manera que la representación caiga en un rango prescr i to. NOT: Un operador lógico que t iene una propiedad ta l que, s i P es una func ión lóg ica, entoces e l NOT de P es la func ión opuesta. S i P es verdadero, e l NOT de P es falso; si P es falso, el NOT de P es verdadero. Octava : Un t ramo de f recuencias de las cuales la más al ta es dos veces la más baja. Operador de Performance : Lo mismo que Función de Transferencia. Opt imización : Un procedimiento por medio del cual se encuentra o se logra e l va lor ópt imo de una var iable, d iseño, programa, etc. El va lor ópt imo es determinado a par t i r de una min imizac ión (o maximizac ión) de una func ión de cr i ter io , ta l como costo (benef ic io) . OR Exclusivo : Un operador lógico que t iene la propiedad de, s i P y Q son re lac iones lógicas, e l OR exclus ivo de P y Q es verdadero s i cualquiera de las dos, pero no ambas, re lac iones es verdadera y fa lso s i ambas son verdaderas o ambas son falsas. OR Inc lus ivo: Lo mismo que OR. O R : Un operador lógico que t iene una propiedad ta l que, s i P, Q y R son funciones lógicas, entonces e l OR de P, Q y R es verdadero s i por lo menos una función es verdadera, y es fa lso s i todas las funciones son fa lsas. Osci lac ión: Un cambio de per íodo en la var iable contro lada. Parámetro : Un coef ic iente constante en una ecuación que es determinado por las propiedades f ís icas del s istema. Per íodo de Muestreo : E l t iempo ent re las observac iones in termi tentes en un s is tema de datos muestreado. Per íodo de Paral ización de Trabajo: E l in tervalo de t iempo durante e l cual un s is tema no es product ivo. Per íodo: La longi tud de t iempo entre condic iones recurrentes consec ut ivas; la recíproca de f recuencia. Perturbación: Una a l terac ión o fuerza de entrada, usualmente de pequeña magni tud, in t roducida para someter a prueba una respuesta del s is tema. P ico de Resonancia: Un máximo que ocurre en la ampl i tud de sa l ida en los estudios de la respuesta de f recuencia. Polo: Un va lor rea l o comple jo de la var iab le Laplace sust i tu ta para e l cual e l valor de la función de t ransferencia es inf in i to; una raíz del denominador de la función de t ransferencia.

Precisión del Control : El gr ado de correspondencia entre la var iable contro lada y el valor deseado de la var iable. Presión Ambiente : La presión del medio que rodea un disposi t ivo. Proceso Continuo : Un proceso en e l cua l , durante la rgos per íodos de t iempo, f lu jos in interrumpidos de f lu idos ent ran y los productos de jan e l s is tema, lo opuesto a un proceso de revol tura, en e l cual los f lu jos de ent rada y sa l ida son in termi tentes y per iód icos. Proceso: Aquel los componentes del s is tema que no están d i rectamente re lac ionados con la func ión de contro l ; e l s is tema que es contro lado. Programación Lineal : Un procedimiento para maximizar o min imizar a lguna var iable ( ta les como costo o benef ic io) . La función benef ic io o costo es escr i ta como una función l ineal de un número de var iables que son somet idas a un número de repres iones en forma de igualdades l ineales. El procedimiento es fác i lmente adaptab le a so luc iones computar izadas y es u t i l i zado con bastante f recuencia como una est ra teg ia en e l cont ro l de inspecc ión. Proporción Señal -a -Ruido : P roporc ión de la ampl i tud de señal a la ampl i tud de ruido. Puerta AND : Una puerta que implementa la operación lógica AND. Puerta OR : Una puerta que implementa el operador lógico OR. Pulso : Una var iac ión, de cor ta durac ión, de una cant idad cuyo valor es n ormalmente constante. Punto Crít ico : En el anál is is de la estabi l idad con el método Niquist , e l punto s = - 1. Punto de Control : El valor deseado de la var iable bajo control . Punto de Quiebre : En los t razados de la respuesta de f recuencia, la in tersecc ión de las asíntotas del t razado de la re lac ión de magni tud (o ampl i tud) . L lamado también f recuencia de quiebre y f recuencia de esquina. Punto Fi jado: E l va lor deseado de la var iable contro lada. Rata de Flotación : Lo mismo que Rata de Reseteo. Rata de Rese teo: La inversa del t iempo integral . Reg is t ro: Un resumen per iódico de los datos de operación del proceso. Relación de Ampli tud : Un factor que expresa la re lación de la ampl i tud de sal ida con la ampl i tud de entrada, cuando la entrada es s inusoidal . Relación de Control : La respuesta de la var iable de contro l a un cambio en e l punto f i jado.

Relación de Error : La respuesta de la señal actuante de l s is tema de c i rcu i to cerrado a un cambio en e l punto f i jado. Relación de Magnitud : En la fuerza s inusoi dal de estado estable, la proporc ión de la ampl i tud de la señal de sal ida a la ampl i tud de la señal de entrada. Usualmente la re lac ión de magni tud se d is t ingue de la re lac ión de ampl i tud en que esta es normal izada por la ganancia del s is tema, de manera que:

re lac ión de magni tud = re lac ión de ampl i tud gananc ia de l s is tema

Reseteo: Un cambio real o efect ivo en el punto f i jado para el iminar un desplazamiento o er ror estát ico. Puede ser completado automát icamente mediante e l modo “ in tegra l ” o “ reseteo”. Respaldo Análogo : Un medio a l ternat ivo para mantener e l contro l sobre e l proceso en caso de una fa l la en e l s is tema de contro l pr imar io; e l respaldo consta de inst rumentación análoga convencional . Respaldo Digi ta l: Un método a l ternat ivo de cont ro lar un proceso que emplea un computador de contro l de proceso d ig i ta l extra. Respaldo Manual : Un medio a l ternat ivo para mantener e l contro l del proceso en caso de una fa l la en e l s is tema de contro l pr imar io que ut i l iza e l a juste manual de los e lementos de control f inal . Respaldo : Prov is ión de medios de operación a l ternat ivos en caso de una fa l la del medio de operación pr imar io. Respuesta de Frecuencia : E l e fecto de la f recuencia de entrada sobre la re lac ión de ampl i tud y cambio de fase de una sa l ida de l s is tema o del e lemento para una entrada s inusoidal . La respuesta de f recuencia puede estar d i rectamente re lac ionada con la ecuación d i ferencia l que descr ibe e l s is tema. Respuesta de Paso : La respuesta de t iempo de un e lemento o s is tema a un cambio de paso en la entrada de un nivel operat ivo a otro. Respuesta de Rampa : La respuesta de t iempo tota l que resul ta de una entrada de rampa (una entrada con una rata constante de cambio d i ferente a cero) . Respuesta de Rata : Lo mismo que Acción Der ivada. Respuesta Dinámica : E l compor tamiento de la sa l ida de un d ispos i t ivo en t iempo con respecto a las var iac iones en las entradas en t iempo. Respuesta Dir igida : Lo mismo que Respuesta Forzada. Respuesta Forzada : Aquel la parte de una sal ida del s is tema que es e l resul tado d i recto de una función forzadora de entrada y que permanece después de que la t rans i tor ia se ha ext inguido. Respuesta Libre de Fuente : Una respuesta na tura l de l s is tema a med ida que se re la ja desde un estado de energía in terna a lmacenada hasta una condición de equi l ibr io.

Respuesta Natural : Lo mismo que Respuesta Libre de Fuente. Respuesta Transitor ia : Aquel la par te de la sal ida de un s is tema que está re lac ionada con la respuesta natura l de un s is tema y que eventua lmente desaparece s i la fuerza cont inúa sin cambio. Respuesta : E l e fec to sobre la sa l ida de un s is tema causado por un cambio part icular en una entrada. Retardo de Al to Orden: Un s is tema caracter izado por una ecuación d i ferenc ia l de alto orden. Retraso de Pr imer Orden o Retardo de Pr imer Orden: Un s is tema cuyo comportamiento d inámico es descr i to por medio de una ecuación d i ferencia l l ineal de pr imer orden. Retraso de Tiempo Real : Lo mismo que Retraso. Retraso de Transportación : Lo mismo que T iempo Muer to . Retraso Distancia -Ve loc idad: Lo mismo que Tiempo Muerto. Retraso Puro : Lo mismo que Tiempo Muerto. Retraso: Cualquier desv iac ión de la respuesta instantáneamente completa a una señal de ent rada. Usualmente asoc iado con los re t rasos debido a las res is tenc ias y capac i tanc ias en e l s is tema; sin embargo, a veces es u t i l i zado como s inón imo de Retardo y T iempo Muer to . Retraso: Lo mismo que Tiempo Muerto. Ruido : Una f luc tuac ión no deseada en una var iab le que t iende a oscurecer su contenido de información. Sal ida : La var iab le que es se lecc ionada para descr ib i r la condic ión de un s istema; la var iable dependiente en una ecuación dinámica. Saturación : Una no l ineal idad que resul ta de las l imi tac iones f ís icas en e l va lor máximo y mín imo que un e lemento t ransmi t i rá . Sens ib i l idad: La p roporc ión de cambio de sal ida al cambio de entrada. Señal Actuante : La var iable que in ic ia una acción correct iva en un s is tema de contro l ; lo mismo que la señal de error en e l cont ro l de l feedback. Señal de Comando: E l punto f i jado o la ent rada de referencia a un s is tema de contro l . Señal de Error: La señal resul tante de restar la señal de feedback de la señal de referencia. La señal de error es la ent rada a esa par te del contro ler que cont iene el a lgor i tmo.

Señal Medida : La var iab le e léc t r ica , mecánica, neumát ica o de otro t ipo que está re lac ionada con a lguna var iable del proceso, b ien sea rata de f lu jo, temperatura o nivel . Señal : In formación que es t ransfer ida de un d ispos i t ivo o e lemento a ot ro . Puede ser completada por medios mecánicos, e léc t r icos, neumát icos, h idráu l icos o digi tales. Servo Tipo -U n o: Un s is tema bajo contro l servo que cont iene una in tegrac ión en e l c i rcu i to de contro l . Servocontrol : Contro l en e l cual e l ob jet ivo pr inc ipal es segui r un va lor de referencia que var ía con respecto a l t iempo. Servomecanismo: Un s is tema de cont ro l de feedback en e l cua l la var iab le controlada es una posic ión mecánica. Servooperación : Una operación del s is tema de contro l cuyo objet ivo pr imar io es seguir un valor de referencia que varía con respecto al t iempo. S imulaci ó n: Ut i l i zar un computador aná logo o d ig i ta l de manera ta l de representar un s is tema f ís ico en e l cua l la in formación proporc ionada a l computador representa las var iables del proceso. La información producida por e l computador representa los resul tados que ser ían obtenidos por e l proceso. Sintonización : E l a juste de los parámetros de contro l (ganancia, reseteo, rata y así sucesivamente) para dar la respuesta deseada. S istema Controlado: E l cuerpo, proceso o máquina que determina la re lac ión ent re la var iab le de contro l y la var iab le manipulada. S istema de Control del Proceso : Un s is tema de cont ro l automát ico en e l cua l la var iab le contro lada está asociada a l estado del proceso. Sistema de Control Mult i - Elemento : Un sistema de control que ut i l iza señales de entrada der ivadas de dos o más var iab les de proceso que son ut i l izadas conjuntamente para determinar la acción del s is tema de contro l . S is tema de Contro l No-Interactuante : Un s is tema de contro l mul t i - e lemento d iseñado para e l iminar efect ivamente la in teracc ión ent re var ios c i rcu i tos de proceso de manera que puedan real izarse a justes en una var iable contro lada s in que se in t roduzcan per turbac iones en las o t ras var iab les cont ro ladas. S istema de Control : Un s is tema en e l cual se ut i l iza una guía del iberada para e jecutar un conjunto de funciones de contro l p lani f icadas. S istema de Controlers Automát icos: Cualqu ier combinac ión operable de uno o más contro lers automát icos conectados en c i rcu i tos cerrados con uno o más procesos. S istema Estable: Un s istema cuya respuesta a una entrada l imi tada está también l im i tada.

Sistema Ideal izado : Un s is tema imaginar io cuya var iab le contro lada t iene una re lac ión est ipu lada con los puntos f i jados espec i f icados. Sistema Numérico Decimal : El s istema numérico que usa una base 10. S is tema: Todos los mater ia les y mecanismos contenidos dentro de l ími tes def in idos arb i t rar iamente. Sobreamort iguado : Un s is tema de segundo orden o super ior que es amort iguado a ta l grado que la respuesta t ransi tor ia no t iene tendencia a osc i lar o a excederse. Sub- Amort iguado : Se d ice de un s is tema capaz de una respuesta osci la tor ia que disminuye en el t iempo. Sumador : Un d ispos i t ivo cuya sa l ida es una representac ión de la suma de las entradas. Tab la de la Verdad: Una tab la que descr ibe una función lógica enl is tando todas las combinac iones pos ib les de los va lores de ent rada e ind icando, para cada combinac ión, los va lores de sa l ida verdaderos. Temperatura Ambiente : La temperatura del medio en la cual se d is ipa e l ca lor de l s is tema. Tiempo de Aj uste : E l t iempo requer ido para que e l va lor absoluto de la d i fe renc ia ent re la sa l ida de l p roceso y e l va lor deseado se haga y permanezca menor que una cant idad especi f icada, después de la apl icación de una entrada de paso. T iempo de Al ineamiento: Lo mismo que Tiempo de Asentamiento. T iempo de Corrección : E l t iempo requer ido para que una var iab le cont ro lada a lcance y permanezca dent ro de una banda a l rededor de l punto de cont ro l , después de un cambio del punto f i jado o de las condic iones operat ivas. Tiemp o de Elevación: Lo mismo que Tiempo de Respuesta. T iempo de Exceso : El t iempo requer ido para que un error t ransi tor io a lcance el punto de exceso en la respuesta de un s is tema de contro l automát ico. Tiempo de Rata : La constante de proporc iona l idad en la ecuación que re lac iona la sal ida del contro ler con el error para el contro l de rata. Fís icamente, es el t iempo requer ido para un cambio de un idad en la sa l ida de l cont ro ler cuando la der ivada del error con respecto al t iempo es la unidad. T iempo de Respuesta de Rampa : E l in terva lo de t iempo mediante e l cua l una sal ida retrasa una entrada de rampa. Tiempo de Respuesta : E l t iempo requer ido para que una sa l ida aumente desde un porcentaje especi f icado de su valor f inal hasta otro, basado en una entrada d e p a s o.

Tiempo de Retraso : E l t iempo que t ranscur re desde los cambios de ent rada de t iempo hasta e l momento en que la sal ida responde a la entrada. T iempo Der ivado: La d i ferenc ia de t iempo por medio de la cual la sa l ida de un controler proporcional - der ivado l leva la en t rada cuando la en t rada cambia l inealmente con e l t iempo. T iempo In tegra l: La proporc iona l idd constante en la ecuac ión que re lac iona la sal ida del contro ler con e l error para la acción integral . Es e l t iempo requer ido para produci r un cambio en la sa l ida del contro ler igual a l cambio en la entrada de error. T iempo Muerto: El in tervalo f i jo de t iempo entre e l in ic io de una entrada a un componente y e l comienzo de la respuesta a la ent rada. Transductor de Señal : Un d isposi t ivo que convier te una seña l de t ransmis ión estandarizada en otra. Transductor : Un e lemento o d isposi t ivo que recibe energía ( in formación) de un s is tema y la t ransmite, a menudo en forma di ferente, a ot ro. Generalmente cualquier d isposi t ivo que t ransmite, ampl i f ica o cambia una seña l . Transformación Laplace : Una t ransformación matemát ica en la cua l ecuac iones d i ferenc ia les pueden ser manejadas de manera muy s imi lar a ecuaciones a lgebraicas. La t ransformación Laplace de una var iable f ( t ) es def in ida de la siguiente manera:

F(s) = ? f ( t )e - s t dt 8 Transformación : Cambiar , de acuerdo con a lguna fórmula estándar, una función de una c ier ta var iable en una función de otra var iable; por e jemplo, tomar la t ransformación Laplace de una función, resul tando en la t ransformación de un domin io de t iempo en un dominio Laplace. Transmitencia : Lo mismo que Función de Transferencia. Trazado Registro- Módu lo: Un t razado rec tangu lar de l logar i tmo de la re lac ión de ampl i tud versus el ángulo de fase de los datos de la respuesta de f recuencia; un t r azado de Nichols. Valor Deseado : E l va lor que se desea de la var iab le cont ro lada; lo mismo que e l Punto Fi jado. Variable Controlada Indirectamente : Una var iab le que no es moni toreada d i rectamente por e l s is tema de contro l pero está re lac ionada con, e in f luenc iada por, la variable que está bajo control directo. Variable Controlada : Aquel la cant idad o condic ión del ob jeto de contro l que va a ser d i rec tamente medida y cont ro lada. Variable Directamente Controlada : Aquel la var iable del proceso cuyo valor es m e dido para or ig inar una señal de feedback sobre la cual se tomará la acc ión de contro l .

Variable Manipulada : La var iab le de l p roceso que es cambiada por e l con t ro le r para el iminar el error. Velocidad de Flotación: En la acc ión de cont ro ler de ve loc idad senc i l l a o múl t ip le , la ra ta de movimiento de l e lemento de contro l f ina l . Comúnmente es expresado en porcentaje de movimiento de rango tota l por minuto. Zona Muerta : Ver Banda Muerta. Zona Neutra : Un rango de valores de error que eleva un valor de cero para la sal ida del contro ler . Zona Viva : Una zona en e l c ic lo operat ivo de una máquina o s is tema durante la cual puede in ic iarse la acc ión correct iva. Terminología de Computador Acceso Aleatorio : (1) Concerniente a l proceso de obtención de datos desde, o co locar datos en, a lmacenamiento donde e l t iempo requer ido para d icho acceso es independiente de la local izac ión de los datos obtenidos o colocados más rec ientemente en a lmacenamiento. (2) Concern iente a un d isposi t ivo de a lmacenamiento en e l cua l e l t iempo de acceso es efect ivamente independiente de la local ización de los datos. Acción de Control Adaptiva : Acc ión de contro l por medio de la cual se ut i l izan medios automát icos para cambiar e l t ipo y /o la in f luencia de los parámetros de contro l de manera ta l que mejoren la per formance de l s is tema de cont ro l . Acción de Control Proporcional : Acc ión de contro l en la cual hay una re lac ión l inea l con t inua en t re la sa l ida y la en t rada. Es ta cond ic ión ap l i ca cuando tan to la ent rada como la sa l ida están dent ro de sus rangos operat ivos normales y cuando la operación está a una frecuencia por debajo del valor l ími te. Acción de Control : De un cont ro ler o s is tema de cont ro l , la natura leza de l cambio de la sal ida afectada por la entrada. La sal ida puede ser una señal o e l va lor de una var iab le manipu lada. La ent rada puede ser la seña l de feedback de l c i rcu i to de contro l cuando e l punto f i jado es constante, una señal de error actuante o la sa l ida de ot ro contro ler . Acumulador: Un regis t ro en la unidad ar i tmét ica que guarda los operandos y en e l cual se forman los resul tados ar i tmét icos. Ver también Regist rador . Alarma : Una señal audible o v is ib le que indica una condic ión anormal o fuera de l ími tes en la p lanta o en e l s is tema de contro l . ALGOL : Lenguaje de ALGOri tmo. Algoritmo de Control : Una representación matemát ica de la acción de contro l a ser real izada.

Almacenamiento de Núcleo Magnético : Un d isposi t ivo de a lmacenamiento que consta de ce ldas b inar ias magnét icamente permeables ar reg ladas en una matr iz de dos d imensiones. (Una un idad de a lmacenamiento grande cont iene muchas de d ichas matr ices) . Cada ce lda (núc leo) es de a lambre enro l lado y puede ser po lar izada en cualqu iera de dos d i recc iones para e l a lmacenamiento de un díg i to b inar io . La d i recc ión de la po lar izac i ón puede ser perc ib ida por un a lambre que corre a través del núcleo. A lmacenamiento de Tambor Magnét ico : Un d isposi t ivo de a lmacenamiento que consta de un c i l indro g i ra tor io recubier to magnét icamente en la super f ic ie . Los da tos b inar ios son a lmacenados como puntos pequeños magnet izados ar reg lados en p istas cercanas a l rededor de la superf ic ie. Un cabezal magnét ico de lectura y escr i tu ra es tá asoc iado con cada p is ta de manera que la p is ta deseada pueda ser se lecc ionada por medio de un in terruptor e léct r ico. Los datos de una p is ta dada son le ídos y escr i tos secuencia lmente a medida que e l tambor g i ra. Almacenamiento en Disco Magnét ico: Un d isposi t ivo de a lmacenamiento que consta de d iscos revest idos magnét icamente acces ib les a un brazo de lectura y escr i tura muy parec ido a un tocadiscos automát ico. Los datos b inar ios son a lmacenados en la super f ic ie de cada d isco en forma de puntos pequeños magnet izados arreglados en p is tas c i rcu lares a l rededor del d isco. El brazo es movido mecánicamente hasta e l d isco deseado y luego hasta la p is ta deseada en ese d isco. Los datos de una p is ta dada son escr i tos o le ídos secuenc ia lmente a medida que el disco pida. Almacenamiento: Lo mismo que Memor ia . A l terac ión: Un cambio indeseable en una var iable apl icado a un s is tema que t iende a afectar adversamente el valor de la var iable contro lada. Amortiguador : Un d isposi t ivo de a lmacenamiento ut i l izado para compensar una d i ferencia en la rata de f lu jo de datos o en e l t iempo de ocurrencia de eventos, cuando se t ransmi ten datos desde un disposit ivo a otro. Aná l is is de S is temas: La def in ic ión de un prob lema de cont ro l y e l desarro l lo de una soluc ión a l problema de contro l . Aná logo: La representac ión de cant idades numér icas por medio de var iab les f ís icas ta les como vol ta je , corr iente, resistencia, rotación, etc. Contrastado con Digi ta l . Anotación : Un comentar io descr ipt ivo o nota expl icator ia agregado. Aproximación Sucesiva : Una técn ica de convers ión aná logo- a - d ig i ta l en la cual los vo l ta jes conoc idos crec ientemente mayores o menores son comparados con el vol ta je desconocido. La decis ión de igualdad tomada en cada repet ic ión forma por ú l t imo la representación binar ia del valor análogo. Argumento : El factor de referencia conocido para encontrar e l i tem deseado ( funcional) en una tabla. ASCII : Código Estándar Amer icano para e l In tercambio de Información. Un código de sexto n ive l ideado para proporc ionar compat ib i l idad de códigos de in formación ent re d isposi t ivos d ig i ta les de fabr icac ión estadounidense.

Atenuación: (1 ) Una d isminuc ión en la magni tud de la señal ent re dos puntos o ent re dos f recuencias. (2) La recíproca de la ganancia, cuando la ganancia es menor que uno. Auto- Sintonizac ión: La técnica de la modi f icac ión automát ica de las constantes del a lgor i tmo de contro l basándose en las condic iones del proceso. Bacter ia (Bug): Un error o mal funcionamiento en un programa o hardware. Banda Muerta : E l rango a t ravés de l cua l puede ser var iada una ent rada s in in ic iar una respuesta. BAUD : Una unidad de señalamiento de velocidad igual a l número de condic iones d iscretas o de eventos de señal por segundo. Por e jemplo, un baud es igual a medio punto del c ic lo por segundo en e l código morse, un b i t por segundo en un t ren de señales b inar ias y un valor de t res b i ts por segundo en un t ren de s e ñales, cada una de las cuales puede asumir de ocho estados d i ferentes. Binario : (1) Concern iente a una caracter ís t ica o prop iedad que invo lucra una selección, e lección o condic ión en la cual hay dos posib i l idades. (2) Concerniente a l s is tema de numeración de base 2. Bit de Resguardo : Un bi t contenido en cada palabra o grupos de palabras de la memor ia que ind ica a l hardware o sof tware del computador s i e l contenido de ese s i t io de memor ia puede ser a l terado mediante un programa. B i t: Un díg i to b inar io; una unidad de datos en notación binar ia. En el s is tema de numeración b inar io só lo se ut i l izan dos marcas (0 y 1) . E l número 10111 cont iene cinco bi ts. Bloque : Un grupo de pa labras de máquina consecut ivas cons ideradas o t ransfer idas como una unidad, par t icu l armente con re ferenc ia a la ent rada y sal ida. Bus: Uno o más conductores ut i l izados para t ransmit i r señales o energía. Búsqueda, Binar io: Una técnica para encontrar un i tem par t icu lar en un conjunto de i tems ordenados div id iendo repet idamente a la mitad la porc ión del conjunto ordenado que cont iene e l i tem buscado hasta que sólo quede e l i tem buscado. Byte : Una secuenc ia de d íg i tos b inar ios adyacentes operados como una un idad y que usualmente es más cor ta que una palabra. Cabezal: Un d ispos i t ivo que lee, registra o borra datos en un medio de a lmacenaimiento; por e jemplo, un pequeño e lect ro imán ut i l izado para leer , escr ib i r o borrar datos en una c in ta o tambor magnét ico o e l conjunto de d isposi t ivos de per foración, lectura o marcaje ut i l izados para per for ar , leer o impr imir en c inta de papel . Cabezales Fi jos: Concerniente a l uso de cabezales de lectura y escr i tura estac ionar ios, montados r íg idamente en los d isposi t ivos de memor ia maciza.

Cal ibrar: (1 ) Indagar , mediante la comparac ión con un es tándar , l os s i t ios en los cuales deben colocarse las graduaciones de una escala o tabla para que se correspondan con una ser ie de va lores de la cant idad que e l ins t rumento va a medir , rec ib ier o t ransmit i r . (2) Ajustar la sal ida de un d isposi t ivo para l levar lo a u n valor deseado, dentro de una to lerancia especi f icada, para un valor part icular de la entrada. (3) Indagar e l er ror en la sa l ida de un d isposi t ivo chequeándolo contra un estándar. Campo: Una ser ie de uno o más caracteres que const i tuyen una unidad de datos . Comparar con Palabra. (Un campo no necesi ta corresponder en longi tud a una pa lab ra ) Canal : Una vía por la cual pueden f lu i r o ser a lmacenados los datos, par t icu larmente una ser ie de díg i tos o caracteres. Capacidad : En te rmino log ía de computador , la ca nt idad de in formación que puede estar contenida en un d ispos i t ivo de a lmacenamiento, def in ido en términos del tamaño básico de la in formación, ta les como palabras o caracteres. Chequeo de Par idad: Ver los i tems bajo Chequeo. Chequeo: Un medio para verif i car la exact i tud de los datos t ransmi t idos, manipulados o a lmacenados por una unidad o d isposi t ivo en un computador.

Chequeo de Dupl icac ión: Un chequeo que requ iere de resu l tados idént icos de dos per formances independientes de la misma operación. Chequeo de Paridad : Un chequeo de suma en e l cual los díg i tos b inar ios, en un carácter o palabra, son sumados (módulo 2) , y la suma es rev isada contra un díg i to de par idad senci l lo ca lculado prev iamente; a saber, un chequeo que prueba si e l número de unos es par o impar. Chequeo de Suma: Un chequeo redundante en e l cual los grupos de díg i tos son sumados, usualmente s in tomar en cuenta e l sobref lu jo , y esa suma es chequeada cont ra una suma ca lcu lada prev iamente para ver i f icar la exact i tud. Chequeo de Transferenc ia: Un chequeo de los datos t ransmi t idos mediante e l a lmacenamiento, re t ransmis ión y comparac ión tempora les. Chequeo Doble: Un chequeo de dupl icac ión cont inua logrado dupl icando e l hardware. Chequeo Incorporado (Chequeo Automát ico): Cualquier chequeo const ru ido en el hardware. Chequeo Matemát ico: Un chequeo que hace uso de ident idades u otras propiedades matemát icas, f recuentemente aceptando a lgún grado de d iscrepancia; a saber, chequear la mul t ip l icac ión ver i f icando que a -b = b- a , chequeando una func ión tabu lada por medio de un método de di ferencia. Chequeo Programado: Un chequeo matemát ico inser tado en e l programa operat ivo. Chequeo Redundante: Un chequeo que agrega uno o más díg i tos extras a una pa labra de acuerdo con las reg las , de manera que s i algún d íg i to cambia puede detectarse el error o e l mal funcionamiento.

Circui to Cerrado: Una ruta de señal que inc luye una ruta hacia adelante, una ruta de feedback y un punto de suma y que forma un c i rcui to cerrado.

Circuito de Control del Proceso : Un s is tema de d ispos i t i vos de cont ro l conectados para contro lar una fase de un proceso. Circuito de Puerta : Un c i rcu i to e lec t rón ico con una o más ent radas y una sa l ida , con la propiedad de que un pulso va hacia la l ínea de sal ida solamente s i ocurre a lguna combinación de pulsos especi f icada en las l íneas de entrada. Los c i rcui tos de puerta const i tuyen mucho del hardware por medio del cual las operaciones lóg icas son in tegradas a un computador . Codif icación Absoluta : Código escr i to en un lenguaje aceptable para un computador , s in modi f icac iones poster iores. Lo mismo que Lenguaje de Máquina. Codif icación Simból ica : Cualqu ier cod i f icac ión en la cua l se u t i l i zan s ímbolos d i ferentes a l lenguaje de máquina b inar io real . Codi f icación: E l ac to de preparar en código o en seudo cód igo una l i s ta de las operac iones suces ivas de l computador requer idas para reso lver un prob lema especí f ico. También, la l is ta misma. Código (sustant ivo): Un s is tema de reg las para la u t i l izac ión de una ser ie de símbolos para representar datos.

Código de Computador; Código de Máquina: E l cód igo para cuya in terpretac ión y e jecuc ión fue const ru ido e l hardware del computador . Código de Instrucción: Los símbolos, nombres y descr ipc iones de operac ión para todas las inst rucc iones representadas por e l cód igo de computador. Código Numér ico: Un código en e l cual los s ímbolos ut i l izados son todos numerales. Seudo Código: Un código arb i t rar io , independiente de l hardware de un computador y d iseñado para convenienc ia en la programación, que debe ser t raducido a código de computador s i va a d i r ig i r e l computador.

Código (verbo): Expresar un programa en un cód igo para cuya in terpre tac ión y e jecución fue constru ido o programado un computador especí f ico.

Código de Operación : La parte de una instrucción de comput adora que especi f ica la operación a real izar . Comando : Un pulso, señal o conjunto de señales que in ic ian un paso en la per formance de una operac ión de l computador . Un comando es una par te de una instrucción. Combinación: Produc i r una secuenc ia senc i l la de i tems ordenados de acuerdo a alguna regla (esto es, arreglados en alguna secuencia de orden), a part i r de dos o más secuenc ias prev iamente ordenadas según la misma reg la s in que los i tems cambien de tamaño, es t ructura o número to ta l . La combinac ión es un t ipo especia l de co lac ión. Comparador: Un d ispos i t ivo para comparar dos t ranscr ipc iones d i ferentes de la misma in formación para ver i f icar e l acuerdo o determinar e l desacuerdo. Un c i rcui to que compara dos señales e indica acuerdo o desacuerdo; puede dars e una señal , que ind ica s i son iguales o des iguales.

Compilador : Un programa que t raduce un lenguaje or ientado a l problema a un lenguaje or ientado a la máquina ta les como For t ran o Algo l . Un compi lador , cuando se compara con un coord inador , puede sust i tu i r las sub -rut inas, así como inst rucc iones de máquina senci l las por c ier tas entradas s imból icas. Un compi lador que t raduce d i rectamente de un lenguaje de fuente a un lenguaje de máquina es conoc ido como un compi lador de paso senc i l lo . Un compi lador que gene ra un lenguaje de ob je to de in terva lo que requiere de t raducc ión o modi f icac ión poster ior es conocido como un compi lador de paso múl t ip le. Computador Análogo: Ver los i tems en Computador. Computador Asincrónico : Un computador en e l cua l la per formance de l s igu iente comando es in ic iada por una señal que denota que e l comando prev io ha s ido completado. Contrastado con e l Computador Sincrónico, que se caracter iza por un c ic lo f i jo para la e jecución de las operaciones. Computador de Control : Un computador que, por medio de entradas desde y sal idas de un proceso, contro la d i rectamente la operación de los e lementos en ese proceso. Computador Digi tal : Ver los i tems bajo Computador. Computador Sincrónico : Un computador en e l que cada evento, o per formance de ca da operac ión, comienza como e l resul tado de una señal generada por un relo j . Computador: Cualqu ier d ispos i t ivo capaz de aceptar datos, ap l icar procesos prescr i tos a e l los y suminis t rar los resul tados de esos procesos. La palabra “computador ” en es te g losar io se re f iere usualmente a un computador d ig i ta l de programa almacenado.

Computador Análogo: Un computador que ca lcu la u t i l i zando aná logos f ís icos de las var iab les. Genera lmente ex is te una correspondencia 1- a-1 ent re cada var iab le numér ica que ocur re en el p rob lema y una med ic ión f ís ica var iante en e l computador análogo. Las cant idades f ís icas en un computador análogo var ían cont inuamente, en vez de hacer lo en pasos discretos como en el computador d ig i ta l . Computador de Programa Almacenado: Un computador dig i ta l capaz de rea l izar secuenc ias de ins t rucc iones a lmacenadas in ternamente, en oposic ión a las calcu ladoras en las cuales la secuencia es in t roducida manualmente. Ta les computadores genera lmente poseen la habi l idad poster ior de operar sobre las instrucciones mismas y de al terar la secuenc ia de ins t rucc iones en concordanc ia con los resu l tados ya calculados. Computador D ig i ta l: Un computador capaz de aceptar y operar so lamente con representac ión de números reales u ot ros caracteres codi f icados numér icamente.

Condic iones Operat ivas: Condic iones ( ta les como temperatura ambiente, pres ión ambiente, v ibrac ión, etc . ) a las cuales es somet ido un d isposi t ivo, pero no inc luye la var iable medida por e l d isposi t ivo.

Consignación de Página : Una técn ica de cons ignac ión de memor ia u t i l i zada con c ier tos computadores cuya capac idad de cons ignac ión está l imi tada a menos de la capacidad de memor ia to ta l d isponib le . Ut i l izando la cons ignación de página, la memor ia es d iv id ida en segmentos (páginas) , cada uno de los cuales puede ser cons ignado por medio de la capac idad de cons ignac ión d isponib le . Consola del Operador : Equipo para la in tervenc ión manual y para e l moni toreo de la operación del computador. Consumo de Energía: E l vateaje máximo ut i l izado por un d isposi t ivo dentro de su rango operat ivo durante una condic ión de señal de estado estable. Para un factor de energía di ferente a la unidad, el consumo de energía son los vo l t iamper ios máximos ut i l izados bajo la condid icón establec ida arr iba. Contador de Control; Contador de Programa; Contador de Instrucción; Registrador de Control: Un contador constru ido en la unidd de control y ut i l izado para secuenciar las inst rucciones a ser e jecutadas. Normalmente cont iene la d i recc ión de la s igu iente inst rucc ión a ser rea l izada. Contador de Instrucción: Lo mismo que Contador de Control. Contador de Programa : Lo mismo que Contador de Contro l . Contador : Un d isposi t ivo o s i t io de memoria cuyo contenido puede ser aumentado o d isminuido sucesivamente. Contro l de Superv is ión: Acc ión de cont ro l en la cua l los c i rcu i tos de cont ro l operan independientemente, somet idos a acc ión cor rect iva in termi tente ; por e jemplo, cambios del punto f i jado desde una fuente externa. Control del Punto F i jado : Una técnica de contro l en la cual e l computador sumin is t ra un punto f i jado ca lcu lado para un c i rcu i to de contro l de ins t rumentac ión análogo convenc ional . Control Digi tal Directo (DDC) : Contro l real izado por un d isposi t ivo d ig i ta l que estab lece la señal a l e lemento de cont ro l f ina l . E jemplos de pos ib les combinaciones d ig i ta les (D) y análogas (A) para esta def in ic ión son:

E lemento Elementos de Control de Feedback ? Contro ler ? F ina l 1. D D D 2. A D D 3. A D A 4. D D A

Control Interactuante : Acc ión de cont ro l produc ida por un a lgor i tmo cuyos var ios términos son in terdependientes. Control Secuencia l : La manera de cont ro l de un computador en la cual las ins t rucc iones dadas a este son ar reg ladas en una secuencia y son in t r iduc idas a l computador en esa secuencia durante la soluc ión de un problema.

Controler de Proporción: Un cont ro ler que mant iene una proporc ión predeterminad a entre dos o más var iables. Controler de Tres Posiciones: Un cont ro ler de mul t ipos ic ión que t iene t res valores de sal ida discretos. Controler : Un disposi t ivo que opera automát icamente para regular una var iable contro lada. Convert idor: Un disposi t ivo para t rans fe r i r da tos desde un med io de a lmacenamiento a ot ro, como desde tar je tas per foradas a c intas magnét icas. Coord inador: Un programa que conv ier te e l lenguaje s imból ico en lenguaje de máquina por medio de la sust i tución de los códigos de operación abs olutos por códigos de operación s imból icos y las d i recc iones absolutas o re local izables por d i recc iones s imból icas. Corr ida de Datos: Un canal automát ico de entrada/sa l ida que proporc iona equipo externo con acceso d i recto a la memor ia de núcleo. D D C: Lo mismo que Control Dig i ta l Directo. Decimal Codif icado Binario (DCB) : Concerniente a una notac ión decimal en la cual los díg i tos dec imales ind iv iduales están representados cada uno por un grupo de díg i tos b inar ios. En la notac ión de dec imal codi f icado b ina r io 8-4- 2 -1, el número 23 es representado como 0010 0011, mient ras que en la notac ión b inar ia 23 es representado como 10111. Digital : Concerniente a los datos en forma de díg i to. Contrastado con análogo. Dirección Indirecta : Una dirección que especi f ica un s i t io de a lmacenamiento que cont iene b ien sea una d i recc ión d i recta u ot ra d i recc ión indi recta. Dirección Relat iva : Una et iqueta ut i l izada para ident i f icar la loca l izac ión de los datos en un programa por referencia a suposic ión con respecto a a lguna ot ra loca l izac ión en ese programa. Las d i recc iones re la t ivas son t raduc idas a d i recc iones absolutas mediante la suma de la d i recc ión de referencia. Dirección : Una et iqueta, ta l como un entero o una ser ie de caracteres, que def ine un regist ro, local ización o d isposi t ivo en el cual son almacenados los datos.

D i recc ión Abso lu ta: Local ización real , en a lmacenamiento, de una unidad de datos par t icu lar ; d i recc ión que la unidad de contro l puede in terpretar d i rectamente. Además, la et iqueta as ignada por e l ingeniero a un s i t io de a lmacenamiento par t icu lar en e l computador . D i recc ión Relat iva: Una et iqueta ut i l izada para ident i f icar una palabra en una rut ina o sub - rut ina con respecto a su posic ión re la t iva en esa rut ina o sub- rut ina. Una dirección re lat iva es t raducid a a una dirección absoluta agregando a lguna d i recc ión de in ic io especí f ica para la sub- ru t ina dent ro de la rut ina pr inc ipal . D i recc ión S imbó l i ca: Una e t iqueta as ignada a una pa labra se lecc ionada en la ru t ina para la convenienc ia de l programador . E l s ímbolo u t i l i zado es independiente de la loca l izac ión de una palabra dentro de una rut ina. Ident i f ica e l campo de datos en e l cual se va a operar o la operac ión a ut i l izar más que su s i t io de a lmacenamiento.

Relat iv izac ión: Un medio mediante e l cual se le dan d i recc iones re la t ivas a la s igu iente d i recc ión de inst rucc ión y a la d i recc ión del operando cuando son escr i tas. Las d i recc iones re lat ivas son t raducidas automát icamente a d i recciones absolutas durante la e jecución del programa.

Disco : Una p laca c i rcu lar p lana con una super f ic ie magnét ica en la cual pueden a lmacenarse datos mediante la magnet izac ión se lect iva de porc iones de la superf ic ie p lana. D isponib i l idad: La cant idad to ta l de t iempo en que un computador opera adecuadamente. D isposi t ivo Subastador: Un d ispos i t ivo que se lecc iona automát icamente b ien sea la señal de entrada más a l ta o la más baja desde entre dos o más señales de entrada. D r i v e r: Un pequeño programa o rut ina que maneja e l contro l de un d isposi t ivo per i fér ico externo o ejecuta otros progra mas. Duplex Medio : En comunicac iones, concern iente a una t ransmis ión independiente a l ternat iva, una vía a la vez. E lemento de Control F inal : Aquel e lemento de cont ro l de lantero que cambia di rectamente el valor de la var iable manipulada. Empacar: (1) Inc lu i r numerosos i tems d iscretos de in formación en una unidad de in formación. (2) Recolocar programas y datos para hacer un uso ef ic iente de la capacidad de a lmacenamiento d isponib le. E n l a c e s: En programación, cod i f icac ión que conecta dos ru t inas cod i f ic adas separadamente. Enmascarar: Una operac ión que reemplaza los caracteres en e l acumulador con caracteres de un s i t io de a lmacenamiento especi f icado que corresponde a los “unos” en la máscara que está en un s i t io o regist ro de almacenamiento espec i f i cado. Entrada : (1 ) Los datos a ser procesados. (2) E l es tado o secuenc ia de es tados que ocurre en un canal de entrada especi f icado. (3) El d isposi t ivo o conjunto colect ivo de d isposi t ivos ut i l izados para l levar datos a ot ro d isposi t ivo. (4) Un canal para imprimi r un estado en un d ispos i t ivo o e lemento lóg ico. (5) E l proceso de t ransfer i r datos desde un a lmacenamiento externo a un a lmacenamiento interno. Equipo On- Line : Equipo para e l cual la t ransferencia de datos hacia o desde la unidad está bajo la d i recció n de la unidad de contro l del computador. Equipo Peri fér ico : Equipo ut i l izado para int roduci r datos en o rec ib i r datos de un computador. Error Cuadrado : La técn ica de in t r iduc i r e l cuadrado de l er ror en e l término er ror de un a lgor i tmo l ineal de manera de produci r una corrección no l ineal .

Error : La d i ferencia entre la indicación y e l va lor verdadero de la señal medida. Un error posi t ivo denota que la indicación del instrumento es más grande que el va lor verdadero.

Error = Indicación – Va lor Ver dadero

Escaneo: La acción de comparar var iables de entrada para determinar una acc ión par t icu lar . Escribir: (1) Copiar in formación genera lmente de un a lmacenamiento in terno a uno ex terno. (2) Transfer i r in formac ión a un medio de sa l ida . (3) Grabar inform ación en un reg is t rador , s i t io u o t ro d ispos i t ivo o medio de a lmacenamiento. Estado Estable : Una condic ión, ta les como un va lor , ra ta , per iod ic idad o ampl i tud que exh ibe so lamente cambio ins ign i f icante sobre un arb i t ra iamente largo per íodo de t iempo. Exactitud : E l grado a l cual está l ibre de error ; e l grado de conformidad con la verdad y con una reg la. La exact i tud es cont rastada con la prec is ión, a saber , los numerales de cuatro lugares son menos prec isos que los numerales de se is lugares, pero un numeral de cuat ro lugares ca lcu lado adecuadamente pud iera ser más exacto que un numeral de seis lugares calcu lado inapropiadamente. Extracto: Obtener c ier tos díg i tos a par t i r de una palabra de máquina como está espec i f i cada. O reemplazar e l con ten ido de co lumnas especí f icas de o t ra pa labra de máquina, dependiendo de la inst rucc ión. O e l iminar , de un conjunto de i tems de in formac ión, todos aquel los i tems que cumplen con a lguna condic ión arbitrar ia. Factor de Escala : Un número u t i l i zado como un mul t ip l icador , esc og ido de ta l manera que cause que un conjunto de cant idades ca iga dentro de un rango de valores dado para poner a escala los valores 856, 432, -9 5 y - 182 entre – 1+1, un factor de escala de 1/1000 sería apropiado. Fl ip- f lop: Un c i rcu i to o d ispos i t ivo que cont iene e lementos ac t ivos capaces de asumir uno de dos estados estables en un momento dado. Fortran (Sistema de Traducción de Fórmulas) : Un lenguaje or ientado a l procedimiento d iseñado para la soluc ión de programas ar i tmét icos y lógicos. Frecuencia del Re lo j: Frecuenc ia maest ra de pu lsos per iód icos que tempor iza la operac ión del computador . Hardware : Equipo f ís ico; por e jemplo, d ispos i t ivos mecánicos, magnét icos, e léct r icos o e lect rón icos. Contrastado con sof tware. Ingenier ía de Sistemas: La implementac ión de un s is tema de hardware y sof tware que resul ta del anál is is de un problema de contro l . In ic ia l izar : F i jar los contadores, in ter ruptores y d i recc iones en cero u ot ro va lor de in ic io en el comienzo de, o en puntos prescr i tos en, una rut ina del c o m p u t ador.

Interfase : Lógica necesar ia para proporc ionar compat ib i l idad e léct r ica y de comunicac ión entre dos d isposi t ivos. Interferencia de Modo Común : Una forma de inter ferencia que aparece entre cualesquiera termina les de un c i rcu i to de medic ión y la t ier ra. Interrupción de Pr ior idad del Hardware : La implementac ión, por par te de l hardware, de funciones de interrupción de pr ior idad. Interrupción de Pr ior idad : La suspensión tempora l de un programa que está s iendo e jecutado para e jecutar un programa de más a l ta pr ior idad. Las func iones de in ter rupc ión pr ior i ta r ias usua lmente inc luyen d is t ingu i r la in ter rupc ión de pr ior idad más a l ta act iva, recordar las in ter rupc iones de pr ior idad más baja que están act ivas, habi l i tando o deshabi l i tando se lect ivamente las in terrupc iones de pr ior idad, e jecutar una inst rucc ión de sa l to a un s i t io de memor ia especí f ico y guardar e l regis t ro del contador de programa en un s i t io especí f ico. Ver Interrupción de Pr ior idad del Hardware e Interrupción de Pr ior idad del Sof tware. Interrupción Prior i tar ia del Software : La implementac ión programada de funciones de interrupción pr ior i tar ia . Ver Interrupción Pr ior i tar ia e Interrupción Pr ior i tar ia de Hardware. In terrupción: Ver In terrupción Pr ior i tar ia , In terrupción Pr ior i tar ia del Hardware e Interrupción Pr ior i tar ia del Sof tware. Leer : (1) Copiar, usualmente de una forma de almacenamiento a otra, par t icu larmente desde un a lmacenamiento externo o secundar io a un a lmacenamiento in terno. (2) Perc ib i r e l s igni f icado de los arreglos del hardware. Lenguaje de Fuente : Un lenguaje de programa ut i l izado como una entrada a un programa de t raducc ión, ta les como un coord inador o un compi lador . Lenguaje de Máquina : Lo mismo que Codi f icac ión Absoluta. L ímite de Velocidad : Un l ímite que la rata de cambio de una var iable especi f icada no puede exceder. L ími tes de Escaneo: La acción de comparar var iables de entrada contra l ími tes a l tos y /o ba jos prea lmacenados o ca lcu lados para determinar s i una condic ión de alarma está presente. L i m p i a r: Reemplazar la in fo rmación en un d isposi t ivo de a lmacenamiento por medio del carácter cero. L i m p i a r: Someter a prueba un programa de computador para invest igar s i t raba ja adecuadamente y para rast rear y corregi r cualquier error . Limpieza On Line : L impiar un computador rea l izando func iones on l ine y ut i l izando otra rut ina que ha s ido prev iamente chequeada. L lamada : Transfer i r e l contro l a una sub - rut ina especi f icada.

Lógica de Control: La secuencia de pasos o eventos necesar ios para rea l izar una func ión par t icu lar . Cada paso o evento es def in ido como una expres ión ar i tmét ica senci l la o como una expresión Boolean senci l la . Máquina Perforadora : Una máquina parecida a una máquina de escr ib i r para regis t rar datos cor tando agujeros o muescas en tar je tas. Memor ia de Núc leo: U n d isposi t ivo de a lmacenamiento de a l ta ve loc idad y de acceso aleator io que ut i l iza arreglos de matr iz de núcleos de ferr i to , ut i l izado genera lmente como la memor ia de t rabajo de l computador . Memoria Maciza: Un disposi t ivo de memoria auxi l iar con capacida d de almacenamiento muchís imo mayor que la memoria de t rabajo (núcleo); por e jemplo, arch ivo de d isco, tambor . Memoria: La capac idad de un computador para rec ib i r y a lmacenar datos somet idos a l lamada. De manera genera l , cua lqu ier d ispos i t ivo que pueda almacenar datos. Microprogramación : Una capacidad de la programación en la cual pueden combinarse numerosas operac iones de inst rucc ión en una inst rucc ión para una mayor velocidad y uso más ef ic iente de la memoria. Mnemónica : Una designación al fanumérica, fác i l de recordar y ut i l izada comúnmente para designar un s i t io de memor ia a una operac ión de computador ; por e jemplo, START pudiera representar la loca l izac ión de la pr imera inst rucc ión en una rutina. Módulo de Conteo de Pulso : Un d ispos i t ivo que cuenta y a lmacena un número de canales de pulso de a l ta o baja ve loc idad y t ransmite, ba jo comando, su estado al computador. Módulo de Despl iegue de Datos: Un d isposi t ivo que a lmacena la sal ida del computador y la t raduce en seña les que son d is t r ibu idas a un grupo de luces, anunciadores e ind icadores numér icos determinados por e l programa en la consola del operador y en las estac iones remotas. Módulo de Entrada Análogo: Un disposi t ivo que convier te las señales de entrada análogas desde la inst rumentac ión del proc eso en un código d ig i ta l para su t ransmis ión a l computador . Módulo de In ter rupc ión de Pr ior idad: Un d isposi t ivo que moni torea un número de contactos de campo de pr ior idad designada y not i f ica inmediatamente a l computador cuando se genera cualqu ier so l ic i tud de pr ior idad externa. Asegura e l serv ic io de so l ic i tudes de in ter rupc ión urgentes sobre la base de pr ior idades as ignadas a l programador cuando las so l ic i tudes ocurren s imul táneamente. Módulo de Sal ida de Control : Un d ispos i t i vo que a lmacena los comandos de l computador y los t raduce a señales que pueden ser ut i l izadas con propósi to de cont ro l . Puede generar sa l idas d ig i ta les a d ispos i t ivos on- of f de cont ro l o a estaciones de pulso de punto f i jado o puede generar sal idas análogas - vo l ta je o corr iente – para operar vá lvu las y ot ros d isposi t ivos de contro l de proceso.

Módulo de Sal ida de la Válvula : Un d isposi t ivo que t raduce los datos de sa l ida del computador en señales análogas adecuadas para co locar las vá lvu las de contro l u ot ros d isposi t ivos. Módulo Sensor de Contacto: Un disposi t ivo que moni torea y convier te los grupos especi f icados de programa de contactos de in ter ruptor de campo en cód igos d ig i ta les para la ent rada a l computador . Las ent radas son escaneadas por e l computador a in terva los programados. Monitor de Secuencia : Moni toreo por computador de las acc iones paso-a - paso que deben ser tomadas por e l operador durante un encendido y /o apagado de una un idad de energía . Como mín imo, e l computador deber ía chequear aquel los c ie r tos h i tos que han s ido alcanzados en la operación de la unidad. La cobertura máxima har ía que e l computador chequeara que cada paso requer ido fuera rea l i zado que se s igu ie ran las secuenc ias cor rec tas y que cada punto chequeado ca l lera dent ro de sus l ími tes prescr i tos. S i ocurr iera una acc ión o resu l tado incorrecto, e l computador regis t rar ía la fa l la y señalar ía a l operador. Muestreo, Análogo : E l p roceso med ian te e l cua l e l computador se lecc iona señales de entrada análogas indiv iduales del proceso, las convier te en una forma b i nar ia equivalente y a lmacena los datos en la memor ia. Mult iplex : E l proceso de t ransfer i r datos desde numerosos d ispos i t ivos de a lmacenamiento, que opera a ra ta de t ransferenc ia re la t ivamente bajas, a un d isposi t ivo de a lmacenamiento que opera a una rata de t ransferenc ia a l ta de manera ta l que e l d ispos i t ivo de a l ta ve loc idad no esté ob l igado a “esperar” por las unidades de baja veloc idad. Mul t iprogramación: La e jecuc ión in terca lada o de t iempo compar t ido de dos o más programas por un computador. Normaliz a r: Cambiar la representac ión de una cant idad de manera ta l que la representac ión ca iga en un rango prescr i to . Off Line : (1) Concerniente a l equipo o programas que no están bajo e l contro l d i recto del procesador centra l . (2) Concerniente a un computador que no está moni toreando o contro lando act ivamente un proceso u operac ión; o concern iente a una operación de computador real izada mientras e l computador no está moni toreando o contro lando un proceso u operación. On Line : (1) Concern iente a l equipo o programas bajo contro l d i recto de un procesador centra l . (2) Concerniente a un computador que está moni toreando o cont ro lando act ivamente un proceso u operac ión; o concern iente a una operac ión de computador rea l izada mient ras e l computador es tá moni toreando o c o ntro lando un proceso u operación. Operación de Tiempo Real : Procesar datos en s incron ismo con un proceso f ís ico de manera que los resul tados del procesamiento de datos sean út i les para la operación f ís ica.

Operación Lógica : Una operación en la cual el computador toma automát icamente una dec is ión que afecta la fu tura secuencia de inst rucc iones. La dec is ión está basada en comparac iones ent re todos o a lgunos de los caracteres en un reg is t ro ar i tmét ico y sus cont rapar tes en cualqu ier o t ro reg is t ro sobre la base de menor que, igua l a o mayor que; ent re c ier tos caracteres en los reg is t ros ar i tmét icos y estándares incorporados. Operando : Aquel lo sobre lo cua l se opera. Un operando usualmente está ident i f icado por una parte de la d i rección de una instrucción. Opt imizar: Es tab lecer parámetros de cont ro l para hacer e l cont ro l tan e fec t ivo como sea posible. Palabra : Una secuenc ia de b i ts o caracteres t ra tada como una un idad y capaz de ser a lmacenada en un s i t io de l computador . Panel de Control (Automático) : Un panel de luces indicadoras y de d isposi t ivos en e l cual se despl iegan una secuencia par t icu lar de ru t inas y a par t i r de l cual un ingeniero de mantenimiento puede rev isar la operación del hardware. Panel de Control (Programación): Un panel que consta de luces ind icadoras e in te r rup tores por med io de l cua l un programador puede in t roduc i r o cambiar rut inas en e l computador. Panel de Control (Sol ici tud del Operador): Un panel que consta de luces ind icadoras e in ter ruptores por medio de l cua l un operador puede so l i c i ta r a l computador que real ice funciones par t icu lares. Parámetro : Una caracter ís t ica cont ro lab le o var iab le de un s is tema o d ispos i t ivo , cons iderada tempora lmente como una constante, cuyos va lores respect ivos s i rven para d is t ingui r los var ios estados especí f icos de l s is tema o d ispos i t ivo. Parche : Una secc ión de codi f icac ión inser tada en una rut ina (usualmente t ransf i r iendo expl íc i tamente e l contro l desde la rut ina hacia e l parche y de regreso otra vez) para corregir un error o a l terar la rut ina. P e r íodo de Paral ización de Trabajo: T iempo en que la computadora no está operando. Pista : La porc ión de un medio de a lmacenamiento móvi l , ta les como un tambor , c inta o d isco, que es accesib le a una posic ión de cabezal de lectura dada. Por Esfuerzo Propio: Una técnica o d isposi t ivo d iseñado para l levarse a sí mismo a un estado deseado por medio de su prop ia acc ión, a saber , una ru t ina de máquina cuyas escasas pr imeras inst rucc iones son suf ic ientes para l levar la a l computador desde un disposi t ivo de entrada. Problema Hito: Un prob lema muest ra u t i l i zado para eva luar la per formance de los computadores en re lac ión a los ot ros. Procesador Central : Aquel la porc ión de cua lqu ier computador que rea l iza e l cá lcu lo real . Usualmente consta de las unidades de contro l y ar i tmét ica y de la memor ia de t rabajo.

Procesamiento de Lote : Recolecc ión de datos en un per íodo de t iempo para ser ordenados y procesados como un grupo durante una corr ida par t icu lar de la máquina. Procesamiento In -Line : E l procesamiento de datos s in escogenc ia o cua lqu ier ot ro t ratamiento previo más que e l a lmacenamiento. Proceso: Las func iones co lect ivas rea l izadas en y por e l equipo en e l cual es contro lada una var iab le o var iab les. “Equipo” en esta def in ic ión no inc luye e l equ ipo de cont ro l automát ico. E l proceso también puede ser l lamado s is tema contro lado. Programa de Primer Plano : Un programa dependiente del t iempo in ic iado a t ravés de una sol ic i tud externa cuya urgencia absorbe la operación de un programa de t rasfondo. Programa de Trasfondo: Un programa que no t iene urgencia par t icu lar con respecto a l t iempo que puede ser absorb ido por un programa de mayor urgencia y pr ior idad. Contrastado con el Programa de Pr imer Plano. Programa Ejecut ivo: Un programa que contro la la e jecución de todos los ot ros programas en e l computador basándose en las pr ior idades establec idas del hardware y e l sof tware y en los requer imientos de demanda o de t iempo real . Programa Objeto: La codi f icac ión que es la sa l ida de un programa automát ico de t raducción de códigos , ta les como un coordinador o compi lador. Programa : Un plan para la solución automát ica de un problema. Un programa completo inc luye p lanes para la t ranscr ipc ión de datos, codi f icac ión para e l computador y p lanes para la absorc ión del resul tado por e l s is tema. La l is ta de las inst rucc iones codi f icadas es l lamada “ rut ina” . Programación Automática : E l proceso de u t i l i zar un computador para rea l izar a lgunas etapas del t rabajo involucrado en la preparación de un programa. Programación Lineal: E l aná l i s i s o so luc ión de prob lemas en e l cua l la func ión l ineal de un número de var iables va a ser maximizada o minimizada cuando esas var iab les sea somet idas a un número de repres iones en forma de desigualdades l inea les. Programador : Una persona que prepara los proces os operat ivos de l computador por medio de diagramas de f lu jo y de codi f icación. Protección de Memoria: Una técnica para proteger e l contenido de las secc iones de memor ia de a l terac iones mediante la inh ib ic ión de la e jecuc ión de cua lqu ier ins t rucc ión de modi f icac ión de la memor ia sobre la detecc ión de un b i t de guarda asoc iado con e l s i t io de memor ia accesado. Las ins t rucc iones de modi f icac ión de memor ia que acceden a la memor ia protegida usualmente son e jecu tadas como una no- operac ión y se genera una in te rrupc ión de l programa de v io lac ión de la protección de la memor ia. Pulso : Un cambio repent ino y s igni f icat ivo, de corta duración, en el n ivel de una var iable e léct r ica, usualmente vol ta je.

Punto de Quiebre : Un punto en un programa en e l cual puede hacerse que un computador se detenga automát icamente para una rev is ión de l progreso de la rut ina.

Punto de Quiebre Condic iona l : Un punto de quiebre en el cual la rut ina puede ser cont inuada como se cod i f icó s i se sat is facen las condic iones deseadas.

Punto Fi jado (Comando): Una var iab le de ent rada que f i ja e l va lor deseado de la var iab le cont ro lada. La var iab le de ent rada puede ser f i jada manualmente, f i jada automát icamente o programada. Es expresado en las mismas un idades que la var iable controlada. Rata del Rel oj : La rata a la cual una palabra o los caracteres de una palabra (b i ts) son t ransfer idos de un e lemento in terno del computador a ot ro. La rata del re lo j es expresada en c ic los (s i es parale la – operación de las palabras de máquina; s i es en ser ie – operac ión de b i ts de máquina) por segundo. Rechazo de Modo Común: La habi l idad de un ci rcui to para discr iminar contra el vo l ta je de modo común, genera lmente expresado como una re lac ión o en decibeles. Recolocación : En programación, mover una rut ina desde una porc ión de l a lmacenamiento a ot ra y a justar las referencias de d i recc ión necesar ias de manera que la rut ina, en su nuevo s i t io , pueda ser e jecutada. Recurs ivo: Concern iente a l uso repet i t ivo de una sub - ru t ina en la so luc ión de un problema. Registrador de Índice : Un regist rador a l cual se le suma o se le resta un entero arb i t rar io , genera lmente e l uno, en la e jecuc ión de cada ins t rucc ión de la máquina. El regist rador puede ser reseteado a cero o a un número ord inar io. Ut i l izado con inst rucc iones indexables para obtener una inst rucc ión “efect iva” emprendida durante la e jecución. También l lamado “contador de c ic lo” y “caja B” . Regis t rador: Un d isposi t ivo para e l a lmacenamiento tempora l de una o más palabras para fac i l i tar las operaciones ar i tmét icas, lóg icas o de t ransferenc ia. E jemplos lo cont i tuyen e l acumulador y la d i recc ión, reg is t radores de índ ice, de ins t rucc ión y de M- Q. Rej i l la de Terminación: Una re j i l la de equipo que cont iene los terminales de alambre del campo y e l equipo de condic ionamiento de se ñal asociado. Proporc iona e l in ter fase de terminac ión ent re un s is tema de cont ro l de computador y la inst rumentación montada en e l campo.

Repart ic ión : La as ignación de b loques de datos a b loques de a lmacenamiento especi f icado. Residente de Núcleo: Un término concern iente a c ier tos programas g i rados a lmacenados permanentemente en la memor ia de núcleo para e jecución f recuente. Resolución : E l in terva lo menor ent re dos deta l les d iscretos adyacentes que pueden ser d ist inguidos uno del otro.

Respaldo Análogo : Un método a l ternat ivo de contro l de proceso por medio de ins t rumentac ión aná loga convenc iona l en caso de una fa l la en e l s is tema de l computador . Respaldo Digital : Un método a l ternat ivo de cont ro l de proceso d ig i ta l in ic iado mediante e l uso de lóg ica d ig i ta l con propós i to espec ia l en e l caso de una fa l la en e l s is tema del computador . Respaldo : Provis ión de medios de operación al ternat ivos en caso de fa l la del medio de operación pr imar io. Ruido : Un componente no deseado de una señal o var iab le que oscurec e s u contenido de información. Rut ina de Servicio; Rut ina de Ut i l idad: Una rut ina de apoyo general a la operación de un computador ; por e jemplo, una rut ina de entrada/sal ida, d iagnóst ica, de rastreo o de moni toreo. Rutina de Uti l idad : Lo mismo que Rut ina de Servicio.

Rutina Diagnóstica :Un programa diseñado para local izar mal func ionamiento en el hardware o en el sof tware del computador.

Rutina : Un conjunto de inst rucc iones codi f icadas ar reg ladas en la secuencia aprop iada para d i r ig i r a l computador para rea l izar una operac ión o ser ie de operac iones deseada. Ver también Sub- Rut ina.

Generador: Una rut ina general que acepta un conjunto de parámetros y que causa que e l computador ca lcu le una rut ina especí f ica para uso poster ior . Ent re o t ras cosas, los parámet ros pueden espec i f icar los d ispos i t ivos de ent rada-sal ida a ut i l izar , des ignar las sub - ru t inas o de describir la forma de un registro. Rut ina de Rerun; Rut ina de Reducción: Una rut ina d iseñada para ser ut i l izada cuando aparece un mal funcionamiento del com putador o un er ror operat ivo o de cod i f icac ión para reconst i tu i r una ru t ina a par t i r de l ú l t imo punto de rerun. Rut ina Diagnóst ica: Una ru t ina especí f ica d iseñada para loca l izar b ien sea un mal funcionamiento en el computador o un error en la codi f icación. Rut ina Ejecut iva; Rut ina Maestra: Una rut ina diseñada para procesar y cont ro lar o t ras ru t inas. Una rut ina ut i l izada para rea l izar la Programación Automática. Rut ina General : Una rut ina expresada en codi f icac ión de computador d iseñada para resolver una c lase de prob lemas, espec ia l izándose en un problema especí f ico cuando se suminis t ran los va lores de parámetro apropiados. Rut ina Interpretat iva; In terpretac ión: Una rut ina e jecut iva que, durante e l curso de las operaciones de manejo de datos t raduce un programa de seudo código a lmacenado en código de máquina y de una vez real iza las operaciones indicadas por medio de sub- rut inas. Rut ina Postmorten: Una rut ina que automát icamente o por comando, impr ime los datos concern ientes a l conten ido de los reg is t ros y a los s i t ios de a lmacenamiento cuando la ru t ina es deten ida para ayudar a loca l izar un error en la codi f icación.

Salida : Proceso de t ransferenc ia de datos desde e l a lmacenamiento in terno de un computador hasta a lgún ot ro d isposi t ivo de a lmacenamiento. Secue ncia de Llamada : Un arreglo especi f icado de instrucciones y datos necesar ios para establecer una sub- rut ina dada. Señal de Error : En un c i rcui to cerrado, la señal resul tante de restar una señal de retorno par t icu lar de su señal de entrada correspondiente. Señal Medida : La var iab le e léct r ica, mecánica, neumát ica o de ot ro t ipo apl icada a la entrada de un d isposi t ivo. Es la análoga de la var iable medida producida por un t ransductor (cuando éste es u t i l i zado) . En un s is tema termopar-termómetro , por e jemplo, la señal de medic ión es un emf que es la análoga eléctr ica de la temperatura ap l icada a l te rmopar . En un f lu idómetro , la seña l medida puede ser una presión d i ferencia l que es la análoga de la rata de f lu jo a t ravés del or i f ic io. En un s istema de tacómetro eléctr ico, la señal medida puede ser un vol ta je, que es la análoga e léctr ica de la veloc idad de rotac ión de la par te acoplada a l generador del tacómetro. Servomecanismo: (1) Un s is tema de cont ro l de feedback en e l cua l por lo menos una de las señales del s i tema representa movimiento mecánico. (2) Cualquier s is tema de contro l de feedback.

Simulac ión: Un anál is is seudoexper imenta l de un s is tema operat ivo por medio de modelos matemát icos o f ís icos que operan en una manera de t iempo secuencia l s imi lar a l s is t ema mismo. Sintonización : E l a juste de las constantes de contro l en a lgor i tmos o contro lers análogos para producir e l efecto de contro l deseado. S istema de Control: Un s is tema en e l cual se ut i l iza guía o manipulac ión del iberada para lograr un valor pres cr i to de la var iable. S istema de Procesamiento de Datos Automático: Un s istema que ut i l iza las operac iones manuales mín imas en e l procesamiento de datos. Sistema Excepción-Principio : Un s is tema de in formación o s is tema de procesamiento de datos que repor ta sobre s i tuac iones so lamente cuando los resul tados reales d i f ieren de los resul tados p laneados. Cuando los resul tados ocurren dentro de un “ rango normal” no son repor tados. S is tema: Una co lecc ión de hardware y so f tware organ izada de ta l manera que se lo gre un objet ivo operacional . Software : (1 ) La co lecc ión de programas y ru t inas asoc iados con un computador , ta les como compi ladores y rut inas de b ib l io teca. (2) Todos los documentos asociados con un computador, ta les como manuales y d iagramas de c i rcui to. Contrastado con Hardware. Sub- Optimización : E l proceso de cumpl i r u opt imizar un objet ivo e legido que es una par te in tegra l de un objet ivo más ampl io . Generalmente e l ob jet ivo ampl io y e l ob je t ivo de menor n ive l son d i ferentes.

Sub- Rut ina Abierta : Una sub- rut ina de uso general que debe ser recolocada e inser tada en una ru t ina en cada lugar donde es ut i l i zada. Contrastada con Sub-rut ina Cerrada. Sub- Rutina Cerrada : Una sub- rut ina de uso l imi tado que puede ser a lmacenada en un lugar y que puede ser conect ada a una rut ina por medio de conexiones a uno o var ios s i t ios . Cont ras tada con la Sub-Rut ina Abierta. Sub- Rutina : Una ser ie de inst rucc iones de computador que rea l iza una tarea especí f ica para ot ra rut ina. Se d is t ingue de una rut ina en que requiere, como uno de sus parámetros, una loca l izac ión que espec i f ique dónde regresar en e l programa pr inc ipal después de haber completado su función. Supervis ión: Una ap l icac ión de computador de proceso en la cua l e l computador rea l iza cá lcu los de proceso de n ive l más a l to pero que no actúa e lementos f inales, ta les como válvulas. Contrastado con Contro l Dig i ta l Di recto. Por e jemplo , e l computador puede mane jar mode los matemát icos de l p roceso o puede rea l izar cá lcu los de proceso y de jar los resu l tados a los cont ro lers para que actúen la válvula. Sust i tuto : Una d i recc ión, inst rucc ión u ot ra unidad de in formación ar t i f ic ia l inser tada so lamente para cumpl i r con las condic iones prescr i tas ( ta les como longi tud de pa labra o longi tud de b loque) s in a fectar las operac iones. Ta bla : Un b loque de información en la memor ia que es ut i l izado como datos por un programa. Tambor: Un c i l indro c i rcu lar derecho con una super f ic ie magnét ica en e l cua l pueden a lmacenarse datos por magnet izac ión se lect iva de porc iones de la super f ic ie curvada. Temporizador Guardián: Un tempor izador de in terva lo e lect rón ico que genera una in ter rupc ión pr io r i ta r ia a menos que sea rec ic lado per iód icamente por un computador . Es ut i l izado para detectar condic iones de pérd ida de ve loc idad de un programa o de fa l la del hardware. T iempo Compart ido: Concern iente a l uso in tercalado del t iempo de un d ispos i t ivo. T iempo de Acceso : (1) E l in terva lo de t iempo ent re e l ins tante en e l cua l los datos son l lamados de un d isposi t ivo de a lmacenamiento y e l instante en que la ejecuc ión es completada, a saber , e l t iempo de lec tura . (2) E l in terva lo de t iempo entre e l instante en que se le p ide que almacene los datos y e l instante en el cual los datos son a lmacenados, a saber , e l t iempo de escr i tura. T iempo de Palabra : La rata de t ransferencia de los datos (palabras por segundo) entre un disposi t ivo y e l computador. T iempo del Cic lo: La unidad básica de ve loc idad del computador , genera lmente e l t iempo requer ido para una operac ión de lectura y escr i tura en la memor ia de núcleo. Tiempo Muerto: El intervalo de t iempo entre el in ic io de un cambio de señal o est ímulo y e l comienzo de la respuesta resul tante.

Transductor : Un elemento o disposi t ivo que recibe información en forma de una cant idad f ís ica y la convier te en información en forma de la misma o de otra cant idad f ís ica. Transmisor: Un t ransductor que responde a una var iab le medida por medio de un e lemento sensor y la conv ier te en una señal de t ransmis ión estandar izada que es una función solamente de la medic ión. Unidad Ar i tmética : Aquel la porc ión del hardware de un computador d ig i ta l automát ico en la cual se rea l izan las operac iones ar i tmét icas y lóg icas. Unidad de Control : Porc ión del hardware de un computador d ig i ta l automát ico que d i r ige la secuenc ia de operac iones, in terpreta las ins t rucc iones cod i f icadas e in ic ia los comandos apropiados para que los c i rcu i tos del computador e jecuten las ins t rucc iones. Uniforme : Apl icar procedimientos para d isminui r o e l iminar las f luctuaciones rápidas de los datos. Vaciar: Cop ia r e l conten ido de todo o par te de lo a lmacenado, usualmente desde un almacenaimiento interno a un almacenamiento externo. Var iable Manipulada : Una cant idad o condic ión que es var iada como una func ión de la seña l ac tuante de manera de cambiar e l va lor de la var iable d i rec tamente cont ro lada. En cua lqu ier s is tema de cont ro l práct ico , puede haber más de una var iab le manipu lada. En concordanc ia , cuando se ut i l i za e l término es necesar io establecer cuál var iable est ipu lada está en d iscusión. En un t rabajo de contro l de proceso, usua lmente se pre tende u t i l i zar la que precede inmedia tamente a l s is tema d i rectamente cont ro lado. Var iable Medida : La cant idad, p rop iedad o cond ic ión f ís ica que va a ser medida. A veces es mencionada como la medida. Verif icar : (1) Chequear, usualmente con una máquina automát ica, un regist ro de datos contra ot ro para min imizar e l número de errores humanos en la t ranscr ipc ión de los datos . (2) En la preparac ión de los datos para un computador , asegurarse de que los datos preparados son correctos. Terminología de Vá lvula* *Algunas de las s iguientes terminologías fueron ut i l izadas a l p ie de la le t ra de la Terminología de Válvu la de Contro l Actuada de Diaf ragma (Estándar ASME 112) con e l permiso de l ed i tor , la Soc iedad Amer icana de Ingenieros Mecánicos , Centro de Ingenier ía Unido, Nueva York, Nueva York. Términos Genera les Válvula : Un d ispos i t ivo d is ipador de pres ión d iseñado para modi f icar e l f lu jo de f lu idos en la tubería. Válvula de Control : Una vá lvu la d iseñada para modi f icar e l f lu jo de f lu id os en la tubería y ut i l izado con propósi tos de control vía un actuador que responde a una señal externa.

Regulador: Una vá lvu la con un ac tuador que responde a la cond ic ión de los f lu idos en el cuerpo. Válvula Manual : Una válvu la con un actuador manual . A ctuador : La porc ión de una válvula que responde a la señal apl icada y que causa el movimiento que resul ta en la modif icación del f lu jo de f lu ido. Cuerpo de la Válvula: La porc ión de la vá lvu la que cont iene e l f lu ido que cor re y e l d ispos i t ivo que modi f ica el f lu jo de f lu idos a t ravés de él . Términos Relacionados con el Cuerpo de la Válvula Ensamble del Cuerpo de la Válvula : Un ensamble de un cuerpo , ensamble de l bonete, br ida in fer ior y e lementos de guarn ic ión. La guarn ic ión inc luye un tapón de válvula que se abre, se c ier ra u obstruye parc ia lmente uno o más cuerpos. Cuerpo de la Válvula: Una envol tura para las par tes in ternas de la vá lvu la que t iene conexiones de f lu jo de entrada y de sal ida. Numerosos arreglos comunes de cuerpo son ut i l izados de la s i gu iente manera: puer to senc i l lo s ign i f ica un puerto y un tapón de válvula. Puerto doble s igni f ica dos puertos y un tapón de válvu la. Dos vías s igni f ica dos conexiones de f lu jo : uno de entrada y uno de sa l ida. Tres v ías s ign i f ica t res conexiones de f lu jo , dos de las cuales pueden ser de entrada con una de sal ida (para conver t i r o mezclar f lu jos) o una de entrada y dos de sal ida (para desviar o apartar los f lu jos) . Ensamble del Bonete : Un ensamble que inc luye la par te a t ravés de la cua l se mueve el vástago de un tapón de vá lvu la y un medio para se l lar contra fugas a lo largo de l vástago. Genera lmente proporc iona un medio para montar e l ac tuador . El sel lado contra fugas puede completarse por medio de empacaduras o de un fuel le. Un ensamble de bonete puede inc lu i r un ensamble lubr icador de empacaduras con o s in vá lvu la de a is lamiento. Pueden ut i l i zarse a le tas de radiac ión o un bonete de extensión para mantener un d i ferencia l de temperatura entre e l cuerpo de la válvula y e l medio de sel lado. Bonete : La parte mayor del ensamble de bonete, excluyendo el medio de sel lado. Bonete de Aleta de Radiación: Un bonete con a le tas para reduc i r la t ransferenc ia de ca lor ent re e l cuerpo de la vá lvu la y e l ensamble de la ca ja de empaque. Bonete de Extensión: Un bonete con una extens ión ent re e l ensamble de la ca ja de válvula y la br ida del bonete. Sel lo de Fuel le : Un se l lo que ut i l iza un fue l le para se l lar contra fugas a l rededor del vástago del tapón de válvula. Ensamble de la Caja de Empaque : La par te del ensamble de bonete u t i l i zada para sel lar contra fuga alrededor del vástago del tapón de válvula.

Válvula de Ais lamiento: Una válvula operada a mano entre el ensamble del lubr icador de empacadura y e l ensamble de ca ja de empaque para cor tar la pres ión de f lu ido desde e l ensamble del lubr icador. Brida Infer ior: Una parte que c ierra una abertura del cuerpo de la válvula opuesta a l ensamble de bonete o, en una válvula de t res vías, puede proporc ionar una conexión de f lu jo ad ic ional . Puede inc lu i r un mangui to guía y , en una válvu la de t res v ías, también puede inc lu i r un as iento. Aro de Asiento: Una pieza separada inser tada en un cuerpo de válvula para formar un puerto de cuerpo de válvula. Asiento: Aquel la porción de un aro de s iento o del cuerpo de la válvula que entra en contacto con el tapón de válvula para el c ierre. Tapón de Válvula : Una par te movib le que proporc iona una rest r icc ión var iable en un puerto. Debido a las caracter íst icas deseadas y por razones funcionales, ex is ten muchas formas de tapones de vá lvu la , con puerto o con contorno. Guía del Tapón de Válvula : Aquel la porción de un tapón de válvula que al inea su movimiento en e l aro de asiento, en e l bonete, en la br ida infer ior o en cualesquiera dos de estos. Vástago del Tapón : Una var i l la que se ext iende a t ravés de l ensamble de bonete para permit i r la colocación del tapón de válvula. Manguito Guía : Un mangui to en un bonete, br ida infer ior o cuerpo para al inear e l movimiento de un tapón de válvula con un aro de asiento. Guiar un tapón de vá lvu la puede lograrse por medio de una parte integral de un bonete o br ida infer ior o por medio de un aro de asiento o de una extensión de aro de asiento. Diseño Guiado de Tope y Puerto: Un d iseño en e l cual e l tapón de válvula es a l ineado por una guía en (a) e l bonete o cuerpo y (b) en e l puer to del cuerpo. Guiado por Puer to: Un diseño en el cual el tapón de válvula es al ineado por el puer to del cuerpo o solamente por los puertos. Guiado por Tope y Fondo: Un d iseño en e l cual e l tapón de válvula es a l ineado por guías (a) en el cuerpo o (b) en el bonete y la br ida infer ior . Guiado por el Tope : Un diseño en el cual e l tapón de válvula es al ineado por una guía senci l la (a) en el cuerpo adyacente al bonete o (b) en el bonete. Guiado por e l Vástago: Un caso especia l de gu iado po r e l tope en e l cual e l tapón de válvu la es a l ineado por una guía que actúa sobre e l vástago del tapón de válvula. Términos Relacionados con el Actuador de Válvula Actuador del Diafragma: Un resorte operado por presión del f lu ido o un ensamble de d i f ragma opuesto a la presión del f lu ido para colocar e l vástago del actuador en re lación a la presión o presiones del f lu ido en operación.

Diafragma : Un e lemento f lex ib le que responde a la pres ión y que t ransmi te fuerza a la p laca del d iaf ragma y a l vástago del actuador. Placa del Diafragma: Una p laca, concént r ica con e l d ia f ragma para t ransmi t i r fuerza al vástago del actuador. Caja del Diafragma : Una envo l tura , que consta de secc iones super ior e in fer io r u t i l izada para sopor tar un d ia f ragma y estab lecer una o dos cámaras de presión. Vástago del Actuador : Una extensión de t ipo var i l la de la p laca del d iaf ragma para pemi t i r una conexión externa conveniente. Culata : Una est ructura que sopor ta e l ensamble de la ca ja del d ia f ragma r íg idamente sobre e l ensamble de bonete. Actuador Directo: Un actuador de d iafragma en el cual e l vástago del actuador se ext iende con un aumento en la presión del diafragma. Actuador Reverso : Un actuador de diafragma en el cual e l vástago del actuador se ret rae con un aumento en la presión del d iafragma. Def in ic iones Var ias Alarma : Un d ispos i t ivo que señala la ex is tenc ia de una condic ión anormal por medio de un cambio v is ib le o audib le, o ambos, intentado para atraer la atención. Anal izador: Ins t rumentac ión no atendida que moni tor ea cont inuamente una corr iente de proceso. Capaci tancia (e léctr ica): La propiedad de ser capaz de recolectar y a lmacenar una cant idad de energía e léct r ica en un a is lador . La magni tud está determinada por cuánta de la energía (carga) puede ser a lmacenada para una d i ferenc ia potencia l dada a t ravés de los terminales de d isposi t ivo (capaci tador) . Circui to: Una combinac ión de uno o más inst rumentos in terconectados arreglados para medir o contro lar una var iable de proceso, o ambos. Conductancia : La habi l idad de una sustanc ia para conduc i r e lect r ic idad, medida por la re lac ión de la corr iente a t ravés de la caída de vol ta je a t ravés de la sustanc ia, expresado en s iemens. Convert idor: Un disposi t ivo que recibe información en forma de una señal de inst rumento, a l tera la forma de la in formación y envía una señal resul tante. Un conver t idor es una forma especia l de re la i . Un conver t idor también es denominado un t ransductor , aunque t ransductor es un término genera l y no se recomienda su uso en conexión con la convers i ón de una señal . Corr iente Arr iba : E l lado de toma del ins t rumento. Efecto Piezoeléctr ico : E l fenómeno de que a lgunos cr is ta les sean deformados l igeramente cuando se les ap l ican grad ientes de vo l ta je en d i recc iones especí f icas y , a la inversa, cuan do son deformados se obt iene una carga eléctr ica.

Estación de Carga Manual : Un disposi t ivo que t iene una sal ida a justable manualmente que es ut i l izada para actuar uno o más d ispos i t ivos remotos. Estación de Control: Una locación de carga manual que también proporc iona cambio ent re los modos de cont ro l automát ico y manual de un c i rcu i to de cont ro l . también es conoc ida como una es tac ión auto- manua l y una es tac ión au to-selectora. Explorar : Muest rear in termi tentemente un número de ent radas. Un d ispos i t ivo de exploración también puede proporc ionar funciones de regist ro o a larma. Extraer: Desvanecer o e l iminar mediante la d isolución. Función: E l propósi to de, o una acción real izada por , un d isposi t ivo. Ident i f icación : La secuencia de letras o dígi tos, o ambos , ut i l izada para designar un inst rumento o c i rcu i to ind iv idual . Índice Refractivo ( IR) : La relación de la velocidad de la luz en un vacío a aquel la en e l mater ia l para e l cual fueron dados los datos de IR. La ref racc ión de la luz (cambio de anglos idad) , ocur re en la in ter fase de dos d i ferentes mater ia les. Inductancia : La propiedad de un conductor en la cual la var iación de una corr iente produce una var iac ión en e l campo magnét ico que induce una fuerza e lect romotr iz a t ravés del conductor (auto-induc tanc ia ) o en un c i rcui to cercano ( inductanc ia mutua) . Ambas son expresadas en henrys. I n t e r é s: La habi l idad de un observador para d is t ingui r ent re cant idades cas i igua les . In terruptor: Un d ispos i t ivo que conecta , desconecta o t ransf iere uno o más c i rcu i tos y no está d iseñado como un contro ler , un re la i o una válvula de contro l . Local : La local izac ión de un inst rumento que no está n i encima n i detrás de un tab lero. Los ins t rumentos loca les están comúnmente en la cercanía de un elemento pr imar io o de un elemento de contro l f ina l . Longitud de Inmersión : La longi tud desde e l ext remo l ibre del bulbo o pozo hasta el punto de inmersión en el medio. Luz Pi loto : Una luz que ind ica cuál de un número de condic iones normales de un s is tema o d isposi t ivo ex is te. Es d i ferente a la luz de a larma, que ind ica una condic ión anormal . La luz p i lo to también es conocida como luz del moni tor . Magnetorrestr icc ión: E l fenómeno de que los mater ia les fer romagnét icos muestran una pequeña deformación bajo la in f luencia de un campo magnét ico y , a la inversa, que las propiedades magnét icas sean afectadas cuando los mater ia les son est i rados. Medición : La determinación de la existencia o magnitud de una var iable. Los ins t rumentos de medic ión inc luyen todos los d ispos i t ivos u t i l i zados d i rec ta o indirectamente para este propósi to.

Montado en e l Tablero: Impl ica un instrumento que está insta lado en un tablero y que es accesib le a l operador durante e l uso normal . Muestra Binaria: Una muest ra compuesta por dos componentes cuya concent rac ión combinada es 90 por c iento o más al ta. Punto de Centel leo: La temperatura a la cua l ocur r i rá la combust ión de una mezcla de vapor-a i re in f lamable. Punto de Prueba : Una conex ión de l proceso a l cua l n ingún ins t rumento está conectado permanentemente pero que est á ideado para una conexión temporal , in termi tente o fu tura de un inst rumento. Rango de Temperatura Compensada : E l l ími te de temperatura especi f icado dentro del cual e l sensor debe mantener e l balance entre t ramo y cero. Reactancia Capacit iva : Aquel la parte de la imperancia de un c i rcu i to AC que se debe a la capaci tancia. Iguala la recíproca del producto de la f recuencia angular (2I I f ) de los t iempos actuales de la capaci tancia, y es expresada en ohmios. Reactancia Induct iva : Aquel la par te de la impedanci a de un c i rcu i to AC que se debe a la inductancia. Iguala e l producto de la f recuencia angular (2I I f ) de los t iempos actuales de la auto -inductancia y es expresada en ohmios. Reactancia : La oposic ión de la inductancia y la capaci tanc ia a l f lu jo de corr ient e AC. Iguala e l producto de l seno de la d i ferenc ia de fase angular ent re corr iente y vo l ta je y la proporc ión de l vo l ta je e fect ivo a la corr iente efect iva. Es expresada en ohmios. Rela i de Cálculo: Un d isposi t ivo que real iza uno o más cálcu los o funciones lóg icas, o ambos, y envía una o más señales resu l tantes. Relai : (1) Un d isposi t ivo que rec ibe in formación en forma de una o más señales de inst rumento, modi f ica la in formación o su forma, o ambos, y s i se requiere, envía una o más señales resultantes; tam bién un rela i de cálculo. (2) Un interruptor e lect rónico que es actuado remotamente por una señal e léct r ica. Reluctancia: La opos ic ión of rec ida por una sustanc ia magnét ica a un f lu jo magnét ico. Es expresada como la proporc ión de la d i ferenc ia de l potenc ial magnét ico a l f lu jo correspondiente. Resistencia (e léctr ica): La oposic ión aparente del f lu jo de corr iente AC o DC, igua l a l vo l ta je a t ravés de l conductor d iv id ido ent re la cor r iente que f luye en e l conductor, es expresada en ohmios. Res is tenc ia Térmica: Un d isposi t ivo compuesto de un mater ia l en e l cual la res is tencia var ía con la temperatura. Señal de Medición : La señal resul tante, observada en un d isposi t ivo de lectura, de un cambio en una var iable de proceso cuando es conver t ido en un cambio en u na var iable di ferente; por ejemplo, en un cambio de presión a corr iente, la corr iente es la señal de medic ión.

Sistema de Muestreo: E l mecanismo y contro les ut i l izados para obtener una muest ra de l proceso y t ranspor tar la a l anal izador en una condic ión adec uada para el anál is is , pero s in afectar la integr idad de la muestra. Tablero Local : Un tablero que no es un tablero centra l o pr inc ipal . Los tableros locales están comúnmente en la cercanía de los subsis temas de p lanta. Tab lero: Una es t ruc tura que t iene un grupo de ins t rumentos montados en e l la . E l tab lero puede constar de uno o más paneles, cubícu los, escr i tor ios, gavetas o re j i l l as . Telemetr ía : La práct ica de t ransmit i r y recib i r la medic ión de una var iable para lec tura u o t ros usos. E l término es ap l icado más comúnmente a s is tema de seña l eléctr ica. Var iable del Proceso: Cualquier var iable propiedad de un proceso.

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PIRÁMIDE DE ADIESTRAMIENTO

76657916 manual de instrumentacion y controles

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