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• jesus martinez

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Contenido INTRODUCCION ............................................................................................... 2

UNIDAD I INTRODUCCION A LA INSTRUMENTACION ....................... 3

1.1 DEFINICIONES Y CONCEPTOS ........................................................ 4

1.2 CLASIFICACION Y CARACTERÍSTICAS DE LOS INSTRUMENTOS ................... 5

1.3 SIMBOLOGIA, NORMAS (SAMA, ISA) Y SISTEMAS DE UNIDADES ............... 9

1.4 PRINCIPIOS GENERALES PARA LA SELECCIÓN DE INSTRUMENTACIÓN .... 14

1.5 PROPAGACIÓN DEL ERROR ...................................................................... 16

CONCLUSION ................................................................................................. 18

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INTRODUCCION En esta unidad abordaremos temas importantes como las propiedades que tiene un instrumento de medición, aprenderemos a seleccionar un instrumento con las propiedades requeridas para el tipo de proceso donde se realizará la medición, así como también identificar y conocer los diferentes tipos de variables que existen en un proceso. al realizar una medición de una variable se pueden presentar diversos errores al tomar las lecturas, por lo que tenemos que saber identificarlos y las técnicas para eliminarlos.

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UNIDAD I INTRODUCCION A LA INSTRUMENTACION

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1.1 DEFINICIONES Y CONCEPTOS ¿Qué es la instrumentación?

Es el conocimiento de la correcta aplicación de los equipos encaminados para apoyar al usuario en la medición, regulación, observación, transformación, ofrecer seguridad, etc., de una variable dada en un proceso productivo. En todos los procesos, es absolutamente necesario controlar y mantener constantes algunas magnitudes, tales como la presión, el caudal, el nivel, la temperatura, el pH, la conductividad, la velocidad, la humedad, etc. Los instrumentos de medición y control permiten el mantenimiento y la regulación de estas constantes en condiciones más idóneas que las que el propio operador podría realizar. En pocas palabras la instrumentación se encarga de mantener funcionando el proceso de manera óptima a través de elementos que sirven para medir, convertir, transmitir, controlar o registrar las variables.

En la imagen anterior podemos ver algunos de los componentes principales de la instrumentación P á g i n a 4 | 18

1.2 CLASIFICACION Y CARACTERÍSTICAS DE LOS INSTRUMENTOS Existen dos formas de clasificar los instrumentos las cuales son: a) De acuerdo con su función en el proceso. b) De acuerdo con la variable de proceso que miden.

Este modo de clasificarlos no es necesariamente el único, pero se considera bastante completo. De acuerdo con su función estos serán: Instrumentos ciegos: son aquellos que no tienen indicación visible de la variable. Ejemplos termostatos, presostatos, etc.

Instrumentos indicadores Disponen de un índice y de una escala graduada en la que puede leerse el valor de la variable. Según la amplitud de la escala se dividen en indicadores concéntricos y excéntricos. Existen también indicadores digitales que muestran la variable en forma numérica con dígitos.

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Instrumentos registradores registran con trazo continuo o a puntos la variable, y pueden ser circulares o de gráfico rectangular o alargado según sea la forma del gráfico. Los registradores de gráfico circular suelen tener el grafico de una revolución en 24 horas, mientras que en los de gráfico rectangular, la velocidad normal del gráfico es de unos 20 mm/hora.

Elementos primarios están en contacto con la variable y utilizan o absorben energía del medio controlado para dar al sistema de medición una indicación en respuesta a la variación de la variable controlada. El efecto producido por el elemento primario puede ser un cambio de presión, fuerza, posición, medida eléctrica, etc.

Transmisores capta la variable de proceso a través del elemento primario y la transmiten a distancia en forma de señal neumática (margen de 3 a 15 psi = libras por pulgada cuadrada), o electrónica (de 4 a 20 mA. De corriente continua).

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Transductores son instrumentos que reciben una señal de entrada, función de una o más cantidades físicas y la convierten modificada o no en una señal de salida.

Convertidores son aparatos que reciben una señal de entrada neumática o electrónica procedente de un instrumento y después de modificarla envían la resultante en forma de señal de salida estándar.

Receptores reciben las señales procedentes de los transmisores y las indican o registran. Los receptores controladores envían otra señal de salida normalizada a los valores ya indicados (3-15 psi en señal neumática, o 4-20 mA de c.c. en señal electrónica, que actúan sobre el elemento final de control.

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Controladores: comparan la variable controlada (presión, nivel, temperatura) con un valor deseado y ejercen una acción correctiva de acuerdo con la desviación.

Elemento final de control: recibe la señal del controlador y modifica el caudal del fluido o agente de control. De acuerdo con la variable del proceso: los instrumentos se dividen en: 

Instrumentos de caudal



Instrumentos de nivel



Instrumentos de presión



Instrumentos de temperatura



Instrumentos de densidad y peso especifico



Instrumentos de humedad y punto de rocío



Instrumentos de viscosidad



Instrumentos de posición



Instrumentos de velocidad



Instrumentos de pH



Instrumentos de Conductividad



Instrumentos de frecuencia



Instrumentos de fuerza



Instrumentos de turbidez

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1.3 SIMBOLOGIA, NORMAS (SAMA, ISA) Y SISTEMAS DE UNIDADES

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NORMA SAMA. El método SAMA (Scientific, Aparatus Makers Association) de diagramas funcionales que emplean para las funciones block y las designaciones de funciones. Para

ayudar en procesos industriales donde

la simbología

binaria

es

extremadamente útil aparecen nuevos símbolos binarios en líneas.

Propósitos El propósito de esta norma es establecer un medio uniforme de designación los instrumentos y los sistemas de la instrumentación usados para la medición y control. Con este fin, el sistema de designación incluye los símbolos y presenta un código de identificación.

NORMA ISA

Los símbolos y diagramas son usados en el control de procesos para indicar la aplicación en el proceso, el tipo de señales empleadas, la secuencia de componentes interconectadas y de alguna manera, la instrumentación empleada.La Sociedad de Instrumentistas de América (ISA por sus siglas en ingles Instruments

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1.4 PRINCIPIOS GENERALES PARA LA SELECCIÓN DE INSTRUMENTACIÓN Para seleccionar correctamente un instrumento, se deben conocer los datos de los procesos o aplicación donde se desea instalar el equipo. Generalmente los usuarios no toman estos datos en cuenta, al final les cuesta más y pierden tiempo por una alta rotación de sus instrumentos. La configuración para elegir el instrumento siempre estará basada por las características del proceso donde Ejemplo: Selección de un manómetro.

Criterio de selección adicionales Según la aplicación y condiciones de trabajo podemos definir cuál es el adecuado: unidades, fluido interno, exactitud de la medición, temperatura de trabajo, escala de medición, diámetro del instrumento y rosca mecánica para instalación. Motivos de fallo y cómo prevenir las averías en el proceso 1. Vibraciones mecánicas: Movimientos y oscilaciones periódicos que producen deformaciones. 2. Pulsación: Aumento y disminución rítmica de presión o caudal. P á g i n a 14 | 18

3. Temperatura: Grado de calor o frío medido en una escala determinada. 4. Sobrepresión: Por presión superior al límite causando daños en el elemento sensible. Se debe distinguir entre picos de sobrepresión puntuales y una sobrepresión continua. 5. Corrosión: Destrucción gradual del material causada por ataques químicos. 6. Obturación: Limitar o impedir la medición debido a sustancias ajenas que se adhieren a los conductos del fluido. 7. Uso inadecuado: Mal manejo o instalación en aplicaciones inadecuadas. Los mejores instrumentos de medición carecen de estabilidad absoluta, es decir: se desvían y pierden su capacidad de dar mediciones precisas. Por esta razón es necesaria la calibración. Generalmente su estabilidad en la medición se ve afectada por el medio ambiente y el tiempo en servicio. Con las calibraciones periódicas se busca tener mediciones confiables, asegurar la calidad, cumplir con normas de seguridad y ambientales. Notas y recomendaciones para sus calibraciones. • Mantener registros de calibración. • Realizar las calibraciones según los procedimientos aprobados • Definir un periodo de calibración y límites de error para cada instrumento. • Los patrones deben ser trazables con patrones nacionales e internacionales. • Cada instrumento debe tener un registro histórico maestro. • Todos los instrumentos deben tener un identificador único y tienen que estar etiquetados físicamente.

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1.5 PROPAGACIÓN DEL ERROR medición indirecta Las mediciones indirectas tienen asociada una incertidumbre que se origina de la propagación de la incertidumbre de las mediciones directas de las que se derivan. Es decir, el criterio de propagación de errores es cuando se realizan operaciones con las medidas directas como: suma, multiplicación, etc. La medición indirecta es el valor se obtiene calculándolo a partir de fórmulas que vinculan una o más medidas directas. Error relativo. Es la razón del error absoluto y el valor promedio de la medida. ∆ r = x /E x Supongamos que se miden dos dimensiones con sus respectivos errores (x ± ∆ x) , (y ± ∆y) y con las mismas unidades, pero se desea encontrar una tercera cantidad que es el resultado de operaciones aritméticas de las dos primeras mediciones (x, y). Lo cual puede ser: z=x+y z=x–y z = x*y z = x/y Por lo tanto se propaga para el resultado (z) a partir de los errores asociados a ca da dimension original (x,y) . Finalmente se expresa el resultado respectivo con un error propagado. Z ± ∆z

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Por lo tanto se propaga para el resultado (z) a partir de los errores asociados a ca da dimension original (x,y) . Finalmente se expresa el resultado respectivo con un error propagado. Z ± ∆z Diferencia entre medición indirecta y directa La diferencia entre medición directa e indirecta es que la directa cuando la operación de lectura se hace directamente en el instrumento de medición utilizado para medir cierta magnitud y la indirecta es aquella que se obtiene a través de operaciones con las medidas.

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CONCLUSION Durante el desarrollo de esta unidad comprendimos los conceptos principales de la instrumentación, donde uno de los temas mas importantes en la instrumentación es la norma isa, ya que con esta norma ser rigen la mayoría de las empresas internacionales. Lo cual hace que su estudio sea fundamental para poder comprender los distintos parámetros que menciona dicha norma ya que con estos parámetros podemos comprender mejor los procesos de control en los planos.

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