¿Se puede instalar un transductor de presión en cualquier orientación?

Sí, por lo general, un transductor de presión se puede instalar en cualquier orientación, pero cambiar la posición de montaje con respecto a la calibración de fábrica puede afectar a la precisión de la medición.

Los ingenieros y técnicos a menudo se enfrentan a limitaciones de instalación que les obligan a montar un transductor de presión en horizontal, en vertical o en ángulo. Las limitaciones de espacio, las configuraciones de las tuberías o la disposición de los equipos pueden determinar dónde debe instalarse el instrumento, lo que plantea una cuestión importante: si la posición de montaje influirá en la precisión de la medición.

Lea este artículo para saber cómo miden la presión los transductores de presión, cómo afecta la gravedad al elemento sensor y cómo corregir los errores relacionados con la posición cuando la orientación de la instalación difiere de la calibración de fábrica.

¿Cómo miden la presión los transductores de presión?

Los transductores de presión miden la presión detectando el movimiento de un diafragma sensor y convirtiendo ese movimiento en una señal eléctrica.

Cuando la presión del proceso —ya sea de aire, gas o líquido— actúa sobre el diafragma, este se flexiona ligeramente. La tecnología de detección interna capta este movimiento y lo convierte en una señal de salida eléctrica que los sistemas de monitorización y los controladores pueden interpretar.

Las señales de salida eléctrica más comunes son:

• 4 a 20 mA (miliamperios) corriente de salida

• 0 a 5 V CC tensión de salida

• 0 a 10 V CC tensión de salida

• señales de milivoltios por voltio

Estas señales permiten a los sistemas de control de procesos supervisar las condiciones de presión de forma continua y responder a los cambios que se producen en el sistema.

¿Influye la orientación de la instalación en la precisión del transductor de presión?

Sí, la orientación de la instalación puede afectar a la precisión del transductor de presión, ya que la gravedad actúa sobre el diafragma sensor.

La gravedad influye en el diafragma y en los componentes sensores independientemente de cómo se instale el instrumento. Cuando el transductor se monta en una posición, la gravedad ejerce una fuerza sobre el diafragma en una dirección concreta. Si el instrumento se instala en otra orientación, la dirección de la fuerza gravitatoria cambia.

Por ejemplo, un transductor instalado en posición horizontal sufre una fuerza gravitatoria sobre el elemento sensor de forma diferente a uno instalado en posición vertical. Este cambio puede alterar ligeramente la señal de salida y provocar un pequeño desfase en la medición.

En muchas aplicaciones, este cambio es muy pequeño, pero en la medición de baja presión puede resultar más perceptible.

¿Por qué los efectos de posición son más evidentes en los transductores de baja presión?

Los efectos de posición son más evidentes en los transductores de baja presión, ya que el rango de medición es muy reducido.

En el caso de los transductores de presión como el transductor de presión Ashcroft® S1, con un rango de presión superior a 15 psi, la influencia de la gravedad sobre el elemento sensor suele ser insignificante. Sin embargo, al medir presiones muy bajas, incluso las fuerzas más insignificantes pueden influir en la señal de salida.

Los transductores de presión como el Ashcroft® CXLdp, con rangos inferiores o iguales a unos 5 psi —lo que equivale aproximadamente a 140 pulgadas de columna de agua (IWC)—, se consideran generalmente instrumentos de baja presión.

Debido a su sensibilidad, los transductores de baja presión suelen calibrarse en fábrica para una orientación específica, como la instalación horizontal o vertical. La elección de la posición suele basarse en la aplicación, en el lugar del proceso donde se instalará el instrumento y en el rango de presión especificado.

¿Qué ocurre si se instala un transductor con una orientación diferente a la de su calibración?

Si se instala un transductor de presión en una orientación diferente a la de su calibración de fábrica, puede producirse un desplazamiento del punto cero que afecte a la precisión de la medición. Véase la figura 1 para ver un ejemplo rápido. 

Figura 1: Ejemplo de comparación de la orientación del transductor

El cliente A utiliza un transductor de presión calibrado para montaje vertical. Cuando el instrumento se instala en posición vertical, la señal de salida indica correctamente 4 mA cuando no hay presión.

El cliente B utiliza un transductor de baja presión calibrado para su montaje vertical, pero lo ha instalado en posición horizontal. Dado que la gravedad ahora actúa de forma diferente sobre el diafragma sensor, la lectura del instrumento se desvía y queda fuera del rango de precisión especificado. Esta desviación se conoce como «efecto de posición».

¿Cómo se pueden corregir los errores de medición relacionados con la posición?

Los errores relacionados con la posición suelen corregirse poniendo a cero el transductor de presión tras la instalación. Una vez instalado el instrumento en su orientación definitiva, el instalador puede ajustar el potenciómetro de cero del transductor. Este ajuste elimina el desplazamiento causado por el efecto de posición.

El proceso suele constar de tres pasos:

• Instale el transductor de presión en su posición de montaje definitiva

• No ejerza ninguna presión sobre el sistema

• Ajuste el potenciómetro de cero si es necesario

Tras este ajuste, el instrumento proporcionará mediciones precisas en la orientación en la que esté instalado.

En otras palabras, cualquier transductor de presión instalado en una orientación diferente a la de la calibración de fábrica suele poder ponerse a cero en su posición final para eliminar el efecto de posición.

¿Qué tecnología de detección es la más adecuada para los transductores de baja presión?

Las tecnologías de detección de silicio suelen ser menos sensibles a los cambios de orientación que los sensores de diafragma metálico.

Los transductores de baja presión suelen utilizar sensores de diafragma metálico o tecnologías de detección basadas en silicio. Estas tecnologías difieren en tamaño y masa, lo que influye en cómo afecta la gravedad al elemento sensor.

Los sensores de diafragma metálico suelen tener una mayor masa superficial. Debido a esta mayor masa, pueden ser más susceptibles a los efectos de posición provocados por la gravedad.

Los sensores basados en silicio son más pequeños y ligeros, lo que reduce la influencia de la gravedad sobre el elemento sensor. Esto hace que, en general, sean menos sensibles a los cambios de orientación.

Para aplicaciones que requieren una medición de baja presión de gran precisión, a menudo se opta por las tecnologías de sensores de silicio.

Conclusión principal: orientación y precisión del transductor de presión

Los transductores de presión suelen poder instalarse en cualquier orientación, pero la posición de instalación puede influir en la precisión en aplicaciones de baja presión.

Si la orientación de la instalación difiere de la posición de calibración de fábrica, el instrumento puede presentar un pequeño desplazamiento del cero. Afortunadamente, este efecto de posición suele poder corregirse ajustando el cero una vez instalado el transductor.

Comprender cómo afecta la gravedad al diafragma sensor y cómo responden las tecnologías de los sensores a la orientación ayuda a garantizar una medición precisa de la presión y un rendimiento fiable del sistema.

¿Quiere saber más?

Ahora que ya sabe cómo miden la presión los transductores de presión, cómo influye la orientación en el elemento sensor y cómo corregir los errores relacionados con la posición, es posible que aún tenga algunas dudas. Tómese un momento para consultar los recursos adicionales que se indican a continuación o no dude en ponerse en contacto con nosotros para hablar con un experto en productos. 

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