Transmisor de presión configurable

Un transmisor de presión convierte la presión en un punto de toma en una señal que un sistema de control puede leer. El instrumento de esta página usa un elemento sensor de silicio difundido y cubre las referencias manométrica, absoluta y manométrica sellada, con un alcance de -100 kPa hasta 60 MPa en toda la serie. La salida es de 4-20 mA a dos hilos de serie, con 0-5 V, 1-5 V, 0-10 V y RS-485 Modbus disponibles según la configuración.

Lo que distingue a esta serie no es el elemento, sino el número de construcciones levantadas a su alrededor. El mismo módulo de medición se ofrece en una carcasa sencilla de conector, una carcasa corta para una instalación ajustada, una carcasa con aletas para medios calientes, una carcasa con visualizador de cuatro dígitos, una versión con conector circular GX12, una versión higiénica de diafragma enrasado con conexión por abrazadera, una carcasa de aluminio inyectado, una versión con brida y formas con radio 4G o con envolvente antideflagrante. Esa variedad existe porque el elemento es pequeño y la electrónica es una placa de circuito; una vez fijados esos dos, la carcasa es lo que decide dónde puede usarse el instrumento.

Cómo decide la carcasa dónde puede usarse el transmisor

El elemento de medición propiamente dicho es un diafragma de silicio con una red de resistencias difundidas, aislado del proceso por un diafragma fino y un fluido de relleno en las construcciones industriales. El medio se encuentra por tanto con el metal en contacto y no con el silicio, y el elemento se mantiene a una temperatura que la compensación puede asumir. Todo lo que hace la carcasa se deriva de proteger ese arreglo sin deformar lo que mide.

Una carcasa con aletas aleja el calor de la electrónica, que es la razón de que exista siquiera una construcción de alta temperatura: el límite suele ser el circuito y el fluido de relleno y no el diafragma, y las aletas recuperan la diferencia. Un diafragma enrasado elimina el volumen muerto por delante del elemento, de modo que un medio que se estancaría o retendría residuos en una toma roscada no tiene dónde quedarse. Una envolvente antideflagrante contiene un fallo interno en lugar de evitarlo, y por eso cambia junto a qué se permite instalar el instrumento, y nada de lo que mide. Una versión con radio elimina el cable, lo que cambia el coste de instalación mucho más de lo que cambia la medición.

Dos cifras cambian con el alcance y no con la carcasa, y conviene leerlas juntas. La deriva de temperatura dentro del rango compensado es de 2 % del fondo de escala en alcances de 10 a 60 kPa y de 1,5 % del fondo de escala por encima, y el rango compensado en sí es de 0 a 60 °C, de 0 a 70 °C o de -10 a 70 °C según la banda de alcance. Un alcance estrecho en una instalación exterior fría es, por tanto, una propuesta distinta de la del mismo instrumento en interior.

Cómo elegir el transmisor adecuado

Fije primero el tipo de presión. Un transmisor manométrico lee contra la atmósfera local y encaja en la descarga de una bomba, en una línea de aire comprimido o en un depósito abierto. Un transmisor absoluto lee contra un vacío sellado y es la elección correcta cuando el término barométrico no debe aparecer en la lectura. Un transmisor manométrico sellado mantiene una referencia interna fija y se usa donde una referencia abierta se llenaría con el medio. Un rango compuesto que cruza el cero es un cuarto caso, y no es intercambiable con un instrumento manométrico sellado del mismo alcance numérico.

Fije después el alcance frente a la presión de trabajo y no frente a la de pico. El grado de exactitud se aplica al fondo de escala del alcance elegido, así que un rango varias veces la presión normal de trabajo pasa su vida leyendo una fracción pequeña del fondo de escala e informa de menos de lo que podría. La cifra de sobrepresión publicada, es decir, 150 % del fondo de escala hasta 10 MPa y 125 % del fondo de escala por encima, cubre picos cortos como el arranque de una bomba o una prueba de línea, no un exceso sostenido.

Fije después el entorno, porque eso es lo que elige la carcasa: la temperatura del medio decide entre las construcciones estándar y con aletas, la exigencia de limpieza elige el diafragma enrasado, la clasificación del área elige la envolvente, y la distancia hasta el sistema de control decide entre un lazo y una radio. La compatibilidad con el medio es el punto que queda, y el material suministrado no indica el material del diafragma ni el de la toma, así que un medio agresivo hay que plantearlo en la consulta en lugar de darlo por supuesto.

Cableado, alimentación y resistencia de carga

El rango de alimentación y la resistencia del lazo se publican juntos porque uno condiciona al otro. En la salida de corriente, la carga que puede excitar un lazo de dos hilos es RL ≤ (U-10 V)/0,02 A sin visualizador local y RL ≤ (U-14 V)/0,02 A con él, donde U es la tensión de alimentación. La diferencia entre las dos expresiones es la tensión que necesita el visualizador, y usar la equivocada es la forma de que un lazo que parecía holgado sobre el papel lea bajo en la parte alta de su rango. En las salidas de tensión la restricción es una carga mínima de 5 kΩ y no una máxima.

La alimentación en sí cambia con la salida y con el visualizador: 10-32 V para 4-20 mA, 8-32 V para 0-5 V o 1-5 V, 12-32 V para 0-10 V, y en RS-485 bien 8-32 V, bien 7-32 V o bien 5-28 V según si lleva visualizador y según si es LCD o LED. Las funciones de los pines no son las mismas en todas las formas de salida, así que el cableado se lee de la forma pedida y no de la serie en general.

Limitaciones de medición y criterios de selección

Un transmisor elegido con mucho más alcance del que el servicio necesita es la forma más común de hacer que un buen instrumento lea mal. El grado se aplica al fondo de escala, así que el error en el punto de trabajo crece en proporción a la parte del alcance que no se usa.

Los alcances estrechos en instalaciones frías merecen una segunda mirada, porque el rango compensado se estrecha conforme se estrecha el alcance y la cifra de deriva sube. Donde el proceso se sitúa en la parte baja de un alcance estrecho a la intemperie, otra tecnología de detección o un alcance más ancho pueden servir mejor que un grado más ajustado en el mismo instrumento.

Un transmisor es también el instrumento equivocado cuando la pregunta no es continua. Si lo que hace falta es un contacto que cambie de estado en un punto de consigna, un presostato lo hace sin lazo; si lo que hace falta es una indicación local y nada más, un manómetro lo hace sin alimentación. Donde el medio es agresivo, la respuesta suele ser un diafragma de separación por delante del instrumento y no un metal en contacto cada vez más exótico, y donde el medio pulsa fuerte, la estructura de amortiguación de la toma ayuda, pero no sustituye a un amortiguador propiamente dicho.

Configuración y pedido

El material suministrado no da un desglose de código de modelo para la serie, así que una configuración se expresa con palabras: tipo de presión, alcance, forma de salida, alimentación, conexión al proceso, conexión eléctrica, carcasa y longitud de cable. Eso es también lo que necesita una cotización, y es el orden en que las decisiones se condicionan unas a otras: la forma de salida fija el rango de alimentación, el rango de alimentación fija la carga que puede excitarse, y la carcasa fija la temperatura del medio aplicable.