Manómetros
Los manómetros son los instrumentos utilizados para medir la presión
de fluidos
(líquidos y gases). Lo común es que ellos
determinen el valor de la presión relativa, aunque pueden
construirse también para medir presiones absolutas.
Todos los manómetros tienen un elemento que cambia alguna
propiedad cuando son sometidos a la presión, este cambio se
manifiesta en una escala o pantalla calibrada directamente en las
unidades de presión correspondientes.
Cuando el aparato de medición sirve para medir presiones que
cambian muy rápidamente con el tiempo como por ejemplo, dentro
del cilindro del motor
de
combustión interna, recibe el nombre
de transductor (que no será tratado aquí),
reservándose el nombre de manómetro para aquellos que
miden presiones estáticas o de cambio lento.
Hay muchas maneras de convertir los valores de presión en otra
magnitud cambiante que pueda convertirse en el movimiento de una aguja
indicadora o en un número en una pantalla digital pero los mas
comunes son:
Manómetros de tubo U
La figura 1 muestra un
esquema del manómetro de tubo U. Está formado por un tubo
de vidrio
doblado en forma de U lleno parcialmente con un líquido de
densidad conocida, uno de sus extremos se conecta a la zona donde
quiere medirse la presión, y el otro se deja libre a la
atmósfera. La presión ejercida en el lado de alta
presión, produce el movimiento del líquido dentro del
tubo, lo que se traduce en una diferencia de nivel marcado como h. Esta
altura h dependerá
de
la presión y de la densidad
del líquido en el
tubo, como la densidad se conoce, puede elaborarse una escala graduada
en el fondo del tubo U calibrada ya en unidades de presión.
De este tipo de manómetro surgieron las unidades donde la
presión se caracteriza por una unidad de longitud (el valor de h) seguido de la naturaleza del
líquido utilizado, por ejemplo, milímetros de agua,
pulgadas de mercurio
etc.
Estos manómetros pueden medir también presiones menores
que la atmosférica (vacío), la diferencia es que la
columna de líquido ascenderá en el lado de baja
presión.
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Figura 1
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Manómetros de tubo de Bourdon
Estos manómetros
tienen un tubo metálico elástico, aplanado y curvado
de forma especial conocido como tubo de Bourdon tal y como se muestra
en la figura 2 en rojo. Este tubo tiende a enderezarse cuando en su
interior actúa una presión, por lo que el extremo libre
del tubo de Bourdon se desplaza y este desplazamiento mueve un juego de
palancas y engranajes que lo transforman en el movimiento amplificado
de una aguja que indica directamente la presión en la escala.
La figura 3 anima este efecto de manera imprecisa pero que sirve para
comprender el funcionamiento.
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Figura 2
Figura 3
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Manómetros de fuelle
Los manómetros de
fuelle tienen un elemento elástico en forma de fuelle (como el
acordeón) al que se le aplica la presión a medir, esta
presión estira el fuelle y el movimiento de su extremo libre se
transforma en el movimiento de la aguja indicadora como se muestra en
la figura 3 de manera esquemática.
Una variante del manómetro de fuelle es el manómetro de
diafragma, en este caso la presión actúa sobre un
diafragma elástico el que se deforma y la deformación se
convierte en el movimiento del puntero indicador.
La figura 4 muestra un esquema mas terminado de un manómetro
donde una cápsula elástica funciona como elemento sensor
de la presión.
Figura 4
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Figura 3
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