Un transmisor de presión diferencial (DP) mide la diferencia entre dos presiones aplicadas a sus tomas de alta y de baja presión, y convierte esa diferencia en una señal eléctrica estándar, normalmente 4-20 mA, a menudo con comunicación digital HART. Dado que muchas variables de proceso pueden expresarse como una diferencia de presión, un mismo diseño de transmisor DP puede medir caudal, nivel, densidad y el estado de los filtros. Esa versatilidad es la razón por la que los transmisores DP siguen estando entre los instrumentos más instalados en las plantas de procesos.
El Principio de Funcionamiento
Dentro del transmisor, la presión del proceso llega a un elemento sensor a través de dos diafragmas aislantes y un fluido de relleno. Los diafragmas aislantes mantienen el fluido de proceso fuera de la celda de medición; el fluido de relleno transmite la presión al sensor. El elemento sensor se deforma muy ligeramente, en proporción a la diferencia de presión entre los dos lados.
Sensado capacitivo
En un transmisor DP capacitivo, el diafragma sensor se sitúa entre dos placas fijas de condensador. A medida que la presión diferencial deflecta el diafragma, la capacitancia de un lado aumenta mientras que la del otro disminuye. La electrónica mide este cambio de capacitancia, lo linealiza, lo compensa por temperatura y produce la señal de salida. Las celdas capacitivas se valoran por su estabilidad y su tolerancia a la sobrecarga.
Sensado piezorresistivo de silicio
En los diseños basados en silicio, la presión deforma un elemento de silicio micromecanizado cuya resistencia eléctrica cambia con el esfuerzo. Un circuito en puente convierte el cambio de resistencia en un voltaje, que la electrónica digitaliza y convierte en la señal de salida. Los sensores modernos de silicio monocristalino logran alta exactitud y amplia rangeabilidad.
Qué Puede Medir un Transmisor DP
Caudal
Coloque una restricción —una placa de orificio, una tobera o un venturi— en una tubería, y la presión cae a través de ella en proporción al cuadrado del caudal. Un transmisor DP conectado a ambos lados de la restricción mide esa caída, y el sistema de control (o el propio transmisor) calcula el caudal. Este es el método clásico de medición de caudal para vapor, gas y líquidos.
Nivel
La presión en el fondo de un recipiente es proporcional a la altura del líquido multiplicada por su densidad. En un tanque abierto, el lado de alta presión se conecta cerca del fondo y el lado de baja se ventila a la atmósfera. En un recipiente presurizado, el lado de baja se conecta al espacio de vapor para que la presión del recipiente se cancele, dejando solo la señal de nivel. Los sellos de diafragma remotos con capilares extienden esta técnica a fluidos calientes, viscosos o corrosivos.
Monitoreo de filtros y equipos
Conectar un transmisor DP a ambos lados de un filtro, un colador o un intercambiador de calor muestra su grado de obstrucción: una presión diferencial creciente significa una resistencia al flujo creciente. El mantenimiento puede entonces programarse por condición y no por un calendario fijo.
Especificaciones Clave a Verificar
- Rango diferencial y rangeabilidad — el span debe corresponder a su aplicación; los transmisores inteligentes de amplia rangeabilidad cubren más aplicaciones con menos modelos de repuesto.
- Presión estática nominal — la celda debe soportar la presión de la línea, que a menudo es mucho mayor que la diferencial medida.
- Exactitud — los transmisores DP inteligentes suelen ofrecer una exactitud de referencia en la clase de 0,075%-0,2% del span.
- Materiales en contacto con el proceso — los diafragmas aislantes de acero inoxidable 316L sirven para la mayoría de los servicios; Hastelloy o tantalio para fluidos agresivos.
- Salida y comunicación — 4-20 mA con HART es el estándar de la industria.
WELK Meters fabrica transmisores de presión diferencial inteligentes, como el TY813, utilizados para el monitoreo de caudal, nivel y filtros en aplicaciones de calefacción, agua y energía, junto con versiones de doble brida con sello remoto para la medición de nivel en tanques.
Preguntas Frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre un transmisor DP y un transmisor de presión?
Un transmisor de presión manométrica o absoluta mide una presión contra una referencia fija (la atmósfera o el vacío). Un transmisor DP mide la diferencia entre dos presiones de proceso, lo que le permite inferir caudal, nivel y el estado de los filtros, además de la diferencia de presión pura.
¿Por qué mi medición de caudal por DP necesita extracción de raíz cuadrada?
Como la presión diferencial a través de un orificio crece con el cuadrado del caudal, la señal debe pasar por raíz cuadrada para leer un caudal lineal. La mayoría de los transmisores modernos y de los bloques de entrada del DCS pueden realizar esta función; habilítela en un solo lugar para evitar una doble extracción.
¿Puede un mismo transmisor DP cumplir funciones de nivel y de caudal?
La misma familia de modelos normalmente puede, pero cada unidad instalada debe ajustarse en rango, configurarse y conectarse para su función específica. El trazado de las líneas de impulso, los manifolds de tres válvulas y las opciones de sello difieren entre las instalaciones de caudal y de nivel.