El sencillo interruptor de un solo punto es similar a un transductor de presión convencional.

El núcleo de un interruptor de presión es el sensor, que determina la precisión y confiabilidad del sistema. Los sensores piezorresistivos de silicio difuso, ampliamente utilizados en interruptores de presión de estado sólido, tienen celdas de medición de silicio homogéneas que contienen dos placas de silicio soldadas al vacío. Los elementos de resistencia difusa en la placa se conectan a un puente de medición completamente activo. El efecto piezoresistivo hace que la resistencia del elemento cambie proporcionalmente con la presión medida y el puente desequilibrado produce un voltaje de salida diferencial que indica la presión del sistema. La célula de medición de silicio está alojada en una cámara llena de aceite. Los elementos de resistencia están unidos a la placa de circuito con cables dorados a través de sellos de vidrio a metal. Un diafragma de acero inoxidable separa y protege el sensor del medio. Un sensor de presión de estado sólido puede tener una construcción modular para satisfacer aplicaciones específicas (consulte la Figura 1). El interruptor simple de un solo punto es similar a un transductor de presión convencional, con la adición de un punto de control ajustable y una salida de relé o transistor.

La versión más sofisticada incorpora un microprocesador que acepta la señal digitalizada del amplificador y proporciona la interfaz de teclado y una variedad de opciones, incluyendo lectura local, salida digital o analógica y puntos de conmutación ajustables. Los sensores pueden medir calibre, absoluto o diferencial. presión. Un diseño de celda abierta (ver Figura 2) mide la presión manométrica a 150 psi. Los cambios en la presión atmosférica no tienen ningún efecto sobre la precisión del sensor. El sensor de celda cerrada mide presión desde 150 psi absolutas hasta 15,000 psig, o vacío hasta 30 pulgadas Hg. Las mediciones de presión diferencial requieren dos diafragmas de acero inoxidable, con un único elemento sensor de silicio alojado en una cámara llena de fluido de silicona. Además de simplemente medir la presión y enviar señales a un controlador remoto, los interruptores pueden controlar muchas operaciones locales. Estos incluyen secuencias basadas en presiones mínima, normal, máxima y parada del sistema, así como llenado, vaciado, presurización y descarga automática de acumuladores.

La electrónica de la última generación de interruptores también se puede adaptar para manejar señales de nivel, temperatura y flujo. Un interruptor de presión multifuncional puede albergar varios interruptores y supervisar múltiples puntos de presión, una tarea que habitualmente requiere varios interruptores mecánicos. Esto simplifica el diseño del sistema, reduce costos y mejora la confiabilidad. Muchos interruptores de estado sólido tienen un teclado y una pantalla incorporados que simplifican la configuración, especialmente cuando las condiciones de operación y los parámetros de control cambian rutinariamente. Los puntos de ajuste y las bandas muertas se pueden programar sin presión cuando el sistema está inactivo y cambiarse mientras el sistema está funcionando. También se pueden realizar cambios funcionales en la mosca: monitorear el aumento de la presión, monitorear la presión decreciente o ventanas de presión con límites e inferior. La lectura digital proporciona una gran cantidad de información, incluidas condiciones de proceso es/inferiores, tendencias, diagnósticos, una vista rápida del punto de ajuste y la banda muerta, y si el interruptor está configurado para control de presión ascendente, descendente o de ventana.

Sin embargo, una preocupación con los interruptores de estado sólido en entornos industriales y de procesos es la EMI que puede corromper los datos de la señal. Por esta razón, es una buena idea seleccionar transductores, transmisores e interruptores de presión de estado sólido que lleven la marca Consumer Electronics u otra designación similar, que indique que el interruptor no se ve afectado por interferencias. Las señales de los interruptores de presión a los PLC y DCS son generalmente analógicos, y este tipo de datos seguirá dominando los controles comerciales e industriales en el futuro cercano. Sin embargo, la creciente necesidad de cambiar con frecuencia los puntos de ajuste y generar diagnósticos a bordo está impulsando la demanda de señales digitales. Asimismo, el interés por los buses de campo va en aumento, aunque la falta de un sistema universalmente aceptado está obstaculizando su uso generalizado. Dada la magnitud del ahorro potencial de costos, no hay duda de que se convertirá en el sistema de control dominante del futuro. Es probable que las industrias de procesos adopten el bus de campo como hicieron con el cambio a los DCS, aplicándolo a la construcción de nuevas plantas y luego a la modernización de las mismas.

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