Tipos de sensores de presión: ¿Cuál se adapta mejor a su aplicación?

Un sensor de presión es adecuado para su aplicación cuando sus componentes internos pueden soportar las fuerzas reales del sistema. Los sensores metálicos robustos son la mejor opción para sistemas hidráulicos de alta presión, mientras que las placas de alta sensibilidad funcionan mejor para líneas de aire de baja presión. Las superficies cerámicas planas son ideales para fluidos industriales agresivos, incluidos productos químicos corrosivos y lodos abrasivos.

¿Cómo miden los diferentes sensores la presión del sistema?

Elegir la mejor opción comienza con comprender cómo funciona el sistema principal. tipos de sensores de presión En la práctica, el funcionamiento puede variar. Si bien el bloque eléctrico interno de estos dispositivos se mantiene bastante constante entre las distintas marcas, el principio de funcionamiento del sensor de presión suele ser diferente.

Piezorresistivos (galgas extensométricas)

La característica distintiva de este sistema son las diminutas resistencias eléctricas adheridas a un disco de silicio flexible. En cuanto la presión dobla el disco, las resistencias se estiran y modifican su resistencia eléctrica. Se puede observar que estos componentes de estado sólido soportan fuertes impactos hidráulicos; no es de extrañar que se hayan convertido en el estándar para la maquinaria industrial cotidiana.

Matrices capacitivas

Para rastrear el espacio de almacenamiento entre una placa móvil y un disco de respaldo paralelo fijo, considere usar capacitivo matrices. La capacitancia se desplaza proporcionalmente cuando la presión del sistema empuja la placa frontal hacia el disco. Es un sistema de alta sensibilidad que detecta mejor movimientos mínimos, como micromovimientos.

cristales piezoeléctricos 

En este diseño, encontrarás materiales cristalinos especializados que generan una pequeña carga eléctrica en el momento en que se comprimen físicamente. Estas unidades son ideales para contener explosiones y vibraciones rápidas gracias a su reacción a cambios de fuerza ultrarrápidos.

Alineación óptica

Estas unidades monitorizan la presión mediante cables de fibra óptica que registran cómo rebotan los haces de luz dentro del cabezal del sensor. Dado que no llega electricidad a la conexión de la tubería, no existe riesgo de chispas eléctricas. Esto protege sus datos de la estática del motor y garantiza la seguridad en líneas de productos químicos explosivos.

Elementos resonantes

Estos sistemas suelen utilizar vigas internas microscópicas que vibran a una frecuencia alta y constante. La viga interna se tensa y modifica su tono de vibración cuando la presión aplicada empuja el diafragma. Este método permite obtener la máxima precisión, lo que lo convierte en la opción preferida para bancos de calibración.

¿Dónde comienza realmente la medición?

Para que un sensor proporcione una lectura precisa, es necesario un punto cero fijo. Si la línea base es incorrecta, pueden aparecer errores de seguimiento y puntos ciegos de seguridad. A continuación, se presentan cuatro tecnologías clave que debe comprender para que su hardware coincida con la referencia correcta.

Presión manométrica

Este diseño utiliza el aire atmosférico local como referencia. Un pequeño tubo de ventilación interno expone la parte posterior del diafragma a las condiciones ambientales. Esta funcionalidad lo convierte en la opción estándar para niveles de agua en tanques abiertos o líneas de aire industriales de uso diario.

Presión absoluta 

En esta configuración, se utiliza una cámara de vacío interna sellada como punto cero. Debido a que permanece aislada de los cambios climáticos o de altitud, es la opción preferida para el envasado al vacío y los circuitos de destilación química.

Presión diferencial

Estas unidades cuentan con dos puertos de tubería y ayudan a calcular la diferencia de presión exacta entre dos zonas. Por ello, se utilizan ampliamente para detectar filtros en línea obstruidos o medir la velocidad del flujo a lo largo de una tubería.

Presión sellada

Al igual que los sensores de presión, estos utilizan una cámara de referencia sellada. Sin embargo, la mayoría vienen preajustados a la presión del nivel del mar en lugar de tener ventilación. Esto se hace para proteger los componentes internos de la entrada de agua o productos químicos sin necesidad de una ventilación externa.

Cómo funcionan estos sensores en sistemas hidráulicos, neumáticos e industria pesada.

En un laboratorio limpio, cualquier sensor puede activar un contacto eléctrico. Sin embargo, su rendimiento varía rápidamente en condiciones reales de fábrica, y elegir el sensor incorrecto puede provocar que el hardware se atasque, se descalibre o falle en su primer turno.

Los circuitos hidráulicos operan bajo enormes cargas estáticas, y el ciclo rápido de las válvulas de alta resistencia genera golpes de ariete que pueden fracturar componentes internos delicados. Esto se soluciona mejor con diafragmas piezorresistivos, ya que su construcción rígida y sólida absorbe los impactos sin descalibrarse.

La presión en las líneas de aire comprimido es mucho menor, por lo que la prioridad se centra en una respuesta rápida y sin fugas. Dado que sus diafragmas más delgados y sensibles pueden registrar cambios de microbares con rapidez, los sensores piezorresistivos de película delgada resultan ser la mejor opción. Estos sensores también permiten que el PLC ajuste las válvulas reguladoras en tiempo real.

Al hablar de planos en papel y molinos de cemento, surgen otros problemas. Las juntas de goma típicas se deterioran con el calor del incienso y las mezclas espesas obstruyen los puertos estándar. En este caso, los diafragmas metálicos empotrados (del tipo totalmente soldado con aislamiento cerámico) eliminan los residuos de forma natural. Estas unidades también son capaces de soportar ciclos de alta temperatura, impidiendo que el fluido llegue a los componentes electrónicos.

Diseños mecánicos antiguos que todavía se utilizan hoy en día.

Algunos diseños puramente mecánicos son anteriores a los cinco mencionados anteriormente y todavía se pueden encontrar en los talleres.

Barómetro aneroide. Aquí, una cápsula metálica sellada se flexiona con la presión atmosférica y acciona directamente un dial. Es duradero y sencillo, pero demasiado lento para lecturas dinámicas.

Manómetro. Imagínese un tubo en forma de U lleno de líquido, donde la diferencia de altura entre ambos lados es la lectura. Es preciso para trabajos de calibración, pero no sirve para líneas de producción en funcionamiento.

Tubo Bourdon. Se trata de un tubo en espiral que se endereza bajo presión, impulsando un indicador. Es muy vulnerable a golpes y vibraciones, pero es económico y preciso para usar a alta presión.

Sensor Pirani (de vacío). Se trata de un filamento calentado que pierde calor al gas circundante a una velocidad proporcional al nivel de vacío. Es la opción estándar para rangos de vacío bajos en el procesamiento de semiconductores y materiales compuestos.

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