Mide la diferencia de presión entre dos puntos —antes y después de un filtro, de una placa orificio, el fondo y el techo de un tanque— y la envía como señal de 4-20 mA
Un transmisor de presión diferencial —también llamado sensor de presión diferencial, transductor de presión diferencial o transmisor DP— tiene dos tomas, una de alta presión (H) y una de baja (L), y mide la diferencia entre ellas. No responde cuánta presión hay en un punto sino cuánta más hay en uno que en otro. Esa diferencia se convierte en una señal de 4-20 mA para el PLC, y con ella se vigila la saturación de un filtro, se calcula el caudal con una placa orificio y se mide el nivel de un tanque cerrado con presión.
Aire y gases: de 0–100 Pa a 0–100 kPa (1 mbar a 1 bar)
Líquidos, compacto: de 0–10 kPa a 0–2,5 MPa, presión estática hasta 100 bar
Proceso: de ±1 kPa a ±7 MPa, presión estática hasta 160 bar, display y HART
Para elegir, consultanos con el fluido, la diferencia de presión a medir y la presión de la línea.
El transmisor de presión diferencial tiene un sensor con dos cámaras separadas por una membrana. La presión de la toma H empuja la membrana de un lado y la de la toma L del otro; lo que se mide es cuánto se deforma, que depende solo de la diferencia. Si las dos tomas tienen 8 bar, el transmisor indica cero. Si una tiene 8,3 bar y la otra 8, indica 0,3 bar.
Por eso hay dos números que no hay que confundir al elegirlo. El rango diferencial es la diferencia que se quiere medir —los 0,3 bar del ejemplo—, y es el que define la escala del transmisor. La presión estática es la presión de la línea que soportan las dos tomas a la vez —los 8 bar—, y es la que define si el cuerpo del transmisor aguanta la instalación. Un filtro en una red de agua a 10 bar que se considera sucio con 0,5 bar de caída lleva un transmisor de rango chico y presión estática de 10 bar o más.
¿Lo que se necesita es la presión de un solo punto? Para la presión de una red, una bomba o un compresor no hace falta un diferencial: alcanza con un transmisor de presión 4-20 mA de una sola toma, que es más simple y más económico.
La versión se elige por el fluido y por la presión estática de la línea. La de aire y gases mide diferencias muy chicas, desde 100 Pa, con conexión por manguera, y es la de filtros de aire, ductos y salas limpias. La compacta para líquidos tiene cuerpo de acero inoxidable con rosca en las dos tomas y aguanta hasta 100 bar de presión estática: es la de filtros de agua y bombas. La de proceso tiene sensor de silicio monocristalino, display, comunicación HART y hasta 160 bar de presión estática, y es la que se usa para caudal con placa orificio y nivel en tanques presurizados.
| Aire y gases | Líquidos, compacto | Proceso | |
|---|---|---|---|
| Fluido | Aire y gases no corrosivos | Líquidos y gases compatibles con acero inoxidable | Líquidos y gases |
| Rango diferencial | De 0–100 Pa a 0–100 kPa | De 0–10 kPa a 0–2,5 MPa | ±1, ±6, ±40, ±100 y ±250 kPa; ±1, ±3 y ±7 MPa |
| Presión estática máx. | — | 10 MPa (100 bar) | 16 MPa (160 bar) |
| Sobrepresión admisible | 200 % FS | 200 % FS o más, según el rango | 16 MPa |
| Exactitud | ±0,2 % FS (rangos de 10 a 100 kPa) a ±0,7 % FS (100 y 250 Pa) | ±0,5 % FS (±0,25 % y ±0,1 % a pedido) | ±0,075 % FS; ±0,1 % en ±6 kPa y ±0,2 % en ±1 kPa |
| Efecto de la temperatura | ±0,5 % FS entre 0 y 50 °C | Hasta ±1,5 % FS entre −10 y 70 °C | ±0,25 % FS entre −20 y 70 °C (hasta ±0,5 % en ±1 kPa) |
| Estabilidad | ±0,2 % FS por año | — | ±0,1 % FS por año |
| Salida | 4-20 mA; 0-10 V, 0-5 V o RS-485 a pedido | 4-20 mA; 0-5 V o 1-5 V a pedido | 4-20 mA con HART; RS-485 Modbus a pedido |
| Alimentación | 16 a 36 Vdc | 16 a 36 Vdc (12 a 36 Vdc con salida en tensión) | 12 a 32 Vdc (24 Vdc recomendado) |
| Indicador | Versión con indicador digital | Indicador LCD opcional | LCD retroiluminado, con ajuste local de cero y rango |
| Conexión a proceso | Espigas para manguera de 8 mm | G1/4, G1/2, NPT 1/4, M20×1,5 y otras | NPT 1/4 hembra; NPT 1/2, G1/2 o M20×1,5 a pedido |
| Conexión eléctrica | Cable de 1,5 m | Conector DIN 43650 | Prensacable M20×1,5 o NPT 1/2 |
| Materiales | Carcasa de aluminio | Cuerpo de acero inoxidable 304, membrana 316L | Membrana y bridas 316L, carcasa de aluminio con epoxi |
| Temperatura del fluido | −10 a 60 °C | −10 a 70 °C | −40 a 125 °C |
| Protección | IP65 | IP65 | IP67 |
FS: fondo de escala. Equivalencias: 100 Pa = 1 mbar; 10 kPa = 100 mbar; 100 kPa = 1 bar; 1 MPa = 10 bar.
La forma más directa de saber si un filtro está sucio es medir la presión diferencial del filtro: la toma H va antes del filtro y la L después. Con el filtro limpio la diferencia es chica; a medida que se tapa, sube. En vez de cambiar el filtro por calendario, se cambia cuando la diferencia llega al valor que indica el fabricante del filtro, y el PLC puede dar la alarma antes de que el caudal caiga.
El transmisor no mide cuánta presión hay en la línea, sino cuánta se pierde al pasar por el filtro.
En filtros de equipos de climatización, unidades de tratamiento de aire, filtros de mangas y salas limpias, las diferencias son de decenas o cientos de pascales. Ahí va la versión de aire y gases, con rangos desde 0–100 Pa y conexión por manguera de 8 mm. La misma versión mide la presión de un ducto o de una sala respecto del exterior: una toma al ambiente controlado y otra a la referencia, que es como se verifica la sobrepresión de una sala limpia o de un quirófano.
En filtros de agua, de riego, de aceite o de combustible, la diferencia se mide en décimas de bar o pocos bar, con la línea a varios bar de presión estática. Ahí va la versión compacta para líquidos, con rosca en las dos tomas y hasta 100 bar de presión estática.
El medidor de caudal por placa orificio es la aplicación clásica del transmisor de presión diferencial. Una placa con un agujero calibrado se intercala entre dos bridas del caño; al pasar por el agujero el fluido se acelera y la presión cae. El transmisor mide la diferencia entre antes y después de la placa, y el caudal es proporcional a la raíz cuadrada de esa diferencia: si la diferencia se cuadruplica, el caudal se duplica.
La placa no tiene partes móviles: toda la medición está en el transmisor de presión diferencial.
Es la tecnología de caudal más antigua y está normalizada en la ISO 5167, que fija cómo se calcula la placa y dónde van las tomas. Por eso sigue siendo común para gases y vapor, y en caños grandes donde otro caudalímetro sería muy caro. Para esta aplicación se usa la versión de proceso: tiene la exactitud y la presión estática que pide la línea, y se instala con un manifold de tres válvulas. La raíz cuadrada la calcula el PLC o el controlador que recibe los 4-20 mA. La placa se dimensiona para cada caño, fluido y caudal.
¿No se puede cortar el caño ni parar la línea? La placa orificio exige intercalar una pieza entre bridas y deja una pérdida de carga permanente. Para medir agua sin intervenir la cañería, el equipo es el caudalímetro ultrasónico no invasivo, que se monta por fuera del caño.
La presión en el fondo de un tanque es proporcional a la altura del líquido: cada metro de agua suma unos 9,8 kPa (98 mbar). En un tanque abierto alcanza con medir esa presión en el fondo. En un tanque cerrado con presión —un recipiente con gas, un tanque con nitrógeno, una caldera— la presión del gas se suma a la del líquido y falsea la lectura. El transmisor de nivel por presión diferencial lo resuelve: la toma H va al fondo y la L al espacio de gas, arriba. La presión del gas actúa en las dos tomas y se cancela, y la diferencia que queda es solo la columna de líquido.
Con la densidad del líquido, la diferencia de presión se convierte directamente en altura.
El rango se calcula con la altura máxima y la densidad. Un tanque de 3 metros de agua da como máximo unos 29,4 kPa (294 mbar), así que entra en un rango de 0–35 kPa o de ±40 kPa. Con otro líquido se multiplica por su densidad relativa: el mismo tanque con un líquido de densidad 1,2 da unos 35,3 kPa. Para esta aplicación se usa la versión de proceso, o la compacta si el líquido es compatible con acero inoxidable y la temperatura no pasa de 70 °C. Si el gas condensa, la línea de la toma L se puede llenar de líquido con el tiempo y correr la lectura: esa línea se diseña con el caso, y se resuelve en la etapa de cotización.
¿El tanque es abierto o está venteado a la atmósfera? Si no hay presión de gas que compensar, no hace falta un diferencial. El equipo indicado es el sensor de nivel sumergible hidrostático, que se cuelga de su cable hasta el fondo y no necesita perforar el tanque.
El transmisor de presión diferencial se conecta al proceso con dos líneas de impulso, una por toma. La toma H tiene que ir siempre al punto de mayor presión: antes del filtro, antes de la placa, al fondo del tanque. Si se invierten, la diferencia queda negativa y un transmisor de rango 0 a positivo no la puede medir.
Entre las líneas y el transmisor se recomienda un manifold de tres válvulas: dos válvulas de bloqueo, una por toma, y una de ecualización entre las dos. Sirve para tres cosas. Permite sacar el transmisor sin parar la línea. Permite verificar el cero en el lugar: con las dos tomas bloqueadas y la ecualización abierta, las dos cámaras quedan a la misma presión y el transmisor tiene que indicar cero. Y protege el sensor: al poner en servicio se abre primero la ecualización, para que la presión estática llegue a las dos cámaras a la vez y nunca a una sola.
La salida es 4-20 mA de dos hilos, igual que en un transmisor de presión común: los mismos dos cables llevan la alimentación y la señal. En la versión de proceso, además, la comunicación HART viaja sobre esos mismos dos cables y permite leer y configurar el transmisor a distancia sin cortar el lazo.
Saturación de filtros en equipos de climatización, unidades de tratamiento de aire y filtros de mangas.
Sobrepresión de salas limpias, laboratorios y quirófanos respecto del exterior, desde 0–100 Pa.
Caída de presión en filtros de agua, riego, aceite y combustible, con la línea bajo presión.
Medición de caudal de gases, vapor y líquidos en caños grandes, según ISO 5167.
Nivel de líquido en recipientes cerrados con gas, calderas y tanques inertizados con nitrógeno.
Hay casos donde hace falta confirmar algo antes de cotizar, o donde la versión estándar no es la respuesta.
La versión de aire y gases tiene carcasa de aluminio y conexión por manguera: no es para agua ni otros líquidos, ni para gases corrosivos. Para líquidos van la versión compacta o la de proceso.
La versión compacta trabaja con el fluido hasta 70 °C y la de aire hasta 60 °C. La de proceso llega a 125 °C. Con vapor o fluidos más calientes, las líneas de impulso se diseñan para que el fluido llegue frío al transmisor: consultanos con la temperatura de trabajo.
La exactitud de ±0,5 % FS de la versión compacta es a temperatura de referencia. Entre −10 y 70 °C la variación por temperatura puede sumar hasta ±1,5 % FS. Para un filtro alcanza de sobra; si la diferencia de presión entra en un cálculo de caudal o en un control fino, conviene la versión de proceso.
Un fluido que tapa las líneas de impulso o se solidifica en ellas se mide con sellos remotos: membranas montadas sobre bridas en el propio tanque o caño, unidas al transmisor por capilares. Es una configuración a medida, que se resuelve en la etapa de cotización.
Para instalaciones en zonas con atmósfera explosiva, la certificación del equipo se confirma al cotizar. Consultanos el caso antes de elegir el transmisor.
Indicanos qué se quiere medir —un filtro, un caudal o un nivel—, el fluido, la diferencia de presión esperada y la presión de la línea. Con esos datos indicamos la versión y el rango, y cotizamos.
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