MANOMETROS METALICOSManómetro de emboloEl manómetro de embolo es una gran aplicaron de la prensa hidráulica.“Tenemos dos émbolos de sección circular de radio r1 a la izquierda y de radio r2 a la derecha. Con el puntero del ratón ponemos pesas (pequeños cuadrados de color rojo) de 250 g sobre cada uno de los émbolos. Si ponemos pesas en uno de los émbolos este bajará y subirá el otro émbolo. 3.1.1 Émbolos a la misma alturaSe aplica una fuerza F1 a un pequeño émbolo de área S1. El resultado es una fuerza F2 mucho más grande en el émbolo de área S2. Debido a que la presión es la misma a la misma altura por ambos lados, se verifica que

Para mantener a la misma altura los dos émbolos, tenemos que poner un número de pesas sobre cada émbolo de modo que se cumpla la relación dada en el apartado anterior.

Donde n1 y n2 es el número de pesas que se ponen en el émbolo izquierdo o derecho respectivamente, r1 y r2 son sus radios respectivos, m es la masa de cada pesa que se ha fijado en 250 g.Ejemplo:Si r2 es el doble de r1, el área S2 del émbolo de la derecha es cuatro veces mayor que el área S1 del émbolo de la izquierda. Para que los émbolos estén a la misma altura, a la derecha tenemos que poner cuatro veces más de pesas que a la izquierda.r2=2r1 entonces S2=4S1 luego, n2=4n13.1.2 Émbolos a distinta alturaUn ejercicio interesante, es el de determinar la altura de ambas columnas de fluido cuando se ponen n1 pesas en el émbolo de la izquierda y n2 pesas en el émbolo de la derecha.Sean A y B dos puntos del fluido que están a la misma altura. El punto A una profundidad h1 por debajo del émbolo de área S1 y el B situado h2 por debajo del émbolo de área S2.

La presión en cada uno de dichos puntos es la suma de tres términos La presión atmosférica La presión debida a la columna de fluido La presión debida a las pesas situadas sobre el émbolo

Para determinar h1 y h2 en función de los datos n1 y n2, precisamos de dos ecuacionesLa primera ecuación es pA=pB La segunda ecuación, nos indica que el fluido incomprensible pasa de un recipiente al otro, pero el volumen V de fluido permanece invariable. Por ejemplo, si h1 disminuye, h2 aumenta. Como consecuencia, el fluido pasa del recipiente izquierdo al derecho, hasta que se establece de nuevo el equilibrio.

Donde h0 es la altura inicial de equilibrio.”

3.2 Manómetro de Bourdon para presiones absolutas“El tubo de Bourdon se utiliza en varios tipos de instrumentos para medir diferencias de presiones. El tubo de Bourdon es un tubo metálico hueco, de sección transversal elíptica, doblado en la forma de círculo. Un extremo del tubo de Bourdon se fija al marco en A, mientras que el otro extremo, B, puede moverse libremente. El extremo libre acciona un indicador mediante un enlace apropiado. Al aumentar la presión al interior del tubo, la sección transversal elíptica tiende a hacerse circular y el extremo libre del tubo de bourdon (punto) se desplaza hacia el exterior. Se puede establecer un cuadrante o una escala de presiones a partir de la calibración del instrumento.Obsérvese que la posición del extremo libre del tubo de bourdon depende de la diferencia de presión entre el interior y el exterior de un tubo de bourdon a la presión atmosférica, el instrumento responde a la presión manométrica”

“El manómetro de Bourdon consta de un fino tubo metálico de paredes delgadas, de sección elíptica muy aplastada y arrollado en forma de circunferencia. El extremo libre, comunica con una guarnición que se conectará al recipiente que contiene el gas comprimido. Cuando la presión crece en el interior del tubo, éste

tiende a aumentar de volumen y a rectificarse, lo que pone en movimiento la aguja.” 2 

“Estos manómetros tienen un tubo metálico elástico, aplanado y curvado de forma especial conocido como tubo de Bourdon tal y como se muestra en la figura . Este tubo tiende a enderezarse cuando en su interior actúa una presión, por lo que el extremo libre del tubo de Bourdon se desplaza y este desplazamiento mueve un juego de palancas y engranajes que lo transforman en el movimiento amplificado de una aguja que indica directamente la presión en la escala.”

Manómetro de membrana“Se fabrican con un caso especial de la seguridad de DMC (compuesto que moldea de la pasta) y se diseñan para el uso en los líquidos de las mezclas, viscosos o corrosivos que atacarían o bloquearían normalmente los tubos de bordón estándar.Ejecutando los materiales del especialista para la conexión y el diafragma permitir al calibrador del diafragma de Shaffer ser configurado para el uso en cualquier medio gaseoso o líquido incluyendo los sólidos o los polvos suspendidos. La impulsión directa del diafragma al movimiento asegura una indicación más positiva de la presión.Los calibradores del diafragma pueden funcionar en las gamas de presión de hasta sólo 30 mbar. con la opción para permitir que las unidades soporten una presión máxima de la barra 70. Algunos de los manómetros de membrana son los tensiometros utilizados por médicos para auscultar pacientes”

“Los manómetros de membrana son más sensibles que los de muelle tubular y pueden ser más fácilmente protegidos contra sobrepresiones y medios agresivos.Son adecuados para la medida de medios líquidos y gaseosos.Para medios altamente viscosos o cristalizables, se equipan con parte baja de membrana abierta.El campo de graduaciones se reparte desde 0/16 mbar basta 0/25 bar en todas las escalas DIN.Estos manómetros se suministran con elemento de medida horizontal Cen ángulo recto con el eje de la esfera) o vertical (paralelo al eje de la esfera), pero en la práctica no existe ninguna diferencia de pincipio entre ellos.Entre dos bridas se ajusta al elemento de medida una membrana ondulada concéntricamente. Esfera por medio del taladro de conexión en la espiga se introduce el medio de presión en la cámara situada por debajo de la membrana. Al aumentar la presión la membrana se deforma hacia arriba. Esta deformación da la medida para la presión a indicar.Para una mejor lectura, el movimiento del elemento de medida se trasmite a través de un codo articulado y un eje, transformándose en un movimiento circular por medio de un mecanismo y una aguja que se indica sobre una escala.Para su protección contra golpes, el sistema de medida con la esfera y aguja se instalan en una caja que se cierra mediante un aro envolvente y un cristal.Para la protección en medios agresivos, las piezas en contacto con el medio pueden protegerse con plástico o discos protectores.

Como elemento de medida se utilizan membranas delgadas, redondas y de corte ondulado.Tanto el diámetro como la dureza del material y el número de ondulaciones, según forma y profundidad, dependen del campo de medida.”

Manómetros de fuelle“Los manómetros de fuelle tienen un elemento elástico en forma de fuelle (como el acordeón) al que se le aplica la presión a medir, esta presión estira el fuelle y el movimiento de su extremo libre se transforma en el movimiento de la aguja indicadora como se muestra en la figura de manera esquemática.Una variante del manómetro de fuelle es el manómetro de diafragma, en este caso la presión actúa sobre un diafragma elástico el que se deforma y la deformación se convierte en el movimiento del puntero indicador.La figura muestra un esquema mas terminado de un manómetro donde una cápsula elástica funciona como elemento sensor de la presión.” Otros manómetros metálicos3.5.1 Manómetro de cubeta.“Los manómetros requieren dos lecturas para obtener la altura de líquido desplazado, que representa la presión. En forma de ecuación, esto se expresa en la forma siguiente”

El manómetro inclinado. “El manómetro indicador de tiro que aparece en la figura, es un manómetro de cubeta cuyo brazo vertical esta colocado en una posición casi horizontal, de manera que una diferencia o cambio muy ligero en la presión del gas o del aire en la cubeta produce un cambio muy grande en el nivel de medición del liquido dentro del tubo inclinado.Con una área de cubeta grande, A2, en comparación al área vertical del brazo inclinado. Existe un cambio pequeño en la altura del nivel del liquido de la cubeta correspondiente a cambios muy grandes en la lectura del brazo inclinado. Esto permite que sea prácticamente un manómetro de lectura directa.”Medidores de campana“Los medidores de campana que operan con base en un principio de equilibrio de presión o fuerza, incluyendo los de palanca balanceada, brazo, resorte balanceado y de vacío de Dubrovin. En cada caso, la o las campanas se sumergen en un líquido y miden presiones diferenciales en el rango de 1 a 15 pulgada H20, excepto el medidor de Dubrovin, que mide menos de una pulg. H2O.”

Manómetro de palanca balanceada “Como se puede ver, la presión P2 se produce en la campana por encima del nivel de líquido, y el equilibrio se obtiene cuando P2 = P1 para la indicación de cero. Cualquier cambio en la presión bajo la campana, ya sea un aumento o una disminución, hace que el sistema busque una nueva condición de equilibrio y el indicador señala el cambio a partir de la condición de equilibrio en cero. El indicador está diseñado y calibrado para proporcionar una lectura directa del

cambio de presión que se produce. En este tipo de instrumentos, el movimiento del brazo de palanca está limitado a aproximadamente 5 grados y su sensibilidad es una función de la sensibilidad del brazo de escala. A su vez, la sensibilidad de1 brazo de escala depende de su longitud, de la masa del sistema y del tipo y la condición de los pivotes del brazo. Se puede obtener la máxima sensibilidad con un brazo largo de peso mínimo. Cuando se utiliza un medidor de palanca balanceada en un sistema que tiene presiones pulsantes o que cambian con gran rapidez, es necesario utilizar un mecanismo amortiguador.”