Manómetro

Manómetro.

El manómetro (del gr. μανός, ligero y μέτρον, medida) es un instrumento de medición para la presión de fluidos contenidos en recipientes cerrados. Se distinguen dos tipos de manómetros, según se empleen para medir la presión de líquidos o de gases.[1]

Características y tipos de manómetros

Manómetro de dos ramas abiertas.

Muchos de los aparatos empleados para la medida de presiones utilizan la presión atmosférica como nivel de referencia y miden la diferencia entre la presión real o absoluta y la presión atmosférica, llamándose a este valor presión manométrica; dichos aparatos reciben el nombre de manómetros y funcionan según los mismos principios en que se fundamentan los barómetros de mercurio y los aneroides. La presión manométrica se expresa ya sea por encima, o bien por debajo de la presión atmosférica. Los aparatos que sirven exclusivamente para medir presiones inferiores a la atmosférica, o negativas, se llaman vacuómetros. También manómetros de vacío.

Manómetro de dos ramas abiertas

Estos son los elementos con los que se mide la presión positiva, estos pueden adoptar distintas escalas. El manómetro más sencillo consiste en un tubo de vidrio doblado en U que contiene un líquido apropiado (mercurio, agua, aceite, entre otros). Una de las ramas del tubo está abierta a la atmósfera; la otra está conectada con el depósito que contiene el fluido cuya presión se desea medir (Figura 1). El fluido del recipiente penetra en parte del tubo en ∪, haciendo contacto con la columna líquida. Los fluidos alcanzan una configuración de equilibrio de la que resulta fácil deducir la presión absoluta en el depósito: resulta:

donde:

ρm = densidad del líquido manométrico.
ρ = densidad del fluido contenido en el depósito.

Si la densidad de dicho fluido es muy inferior a la del líquido manométrico, en la mayoría de los casos se puede despreciar el término ρgd, y se tiene:

de modo que la presión manométrica p-patm es proporcional a la diferencia de alturas que alcanza el líquido manométrico en las dos ramas. Evidentemente, el manómetro será tanto más sensible cuanto menor sea la densidad del líquido manométrico utilizado.

Fig. 2. Manómetro truncado.

Manómetro truncado

El llamado manómetro truncado (Figura 2) sirve para medir pequeñas presiones gaseosas, desde varios hasta 1 Torr. No es más que un barómetro de sifón con sus dos ramas cortas. Si la rama abierta se comunica con un depósito cuya presión supere la altura máxima de la columna barométrica, el líquido barométrico llena la rama cerrada. En el caso contrario, se forma un vacío barométrico en la rama cerrada y la presión absoluta en el depósito será dada por

Obsérvese que este dispositivo mide presiones absolutas, por lo que no es un verdadero manómetro.

Fig. 3. Manómetro de Bourdon (fundamento).

Tubo de Bourdon

El más común es el manómetro o tubo de Bourdon, consistente en un tubo metálico, aplanado, hermético, cerrado por un extremo y enrollado en espiral.

Elementos estáticos:

  • A. Bloque receptor: es la estructura principal del manómetro, se conecta con la tubería a medir, y a su vez contiene los tornillos que permiten montar todo el conjunto.
  • B. Placa chasis o de soporte: unida al bloque receptor se encuentra la placa de soporte o chasis, que sostiene los engranajes del sistema. Además en su anverso contiene los tornillos de soporte de la placa graduada.
  • C. Segunda placa chasis: contiene los ejes de soporte del sistema de engranes.
  • D. Espaciadores, que separan los dos chasis.
Detalle interno

Elementos móviles:

  1. Terminal estacionario del tubo de bourdon: comunica el manómetro con la tubería a medir, a través del bloque receptor.
  2. Terminal móvil del tubo de bourdon: este terminal es sellado y por lo general contiene un pivote que comunica el movimiento del bourdon con el sistema de engranajes solidarios a la aguja indicadora.
  3. Pivote con su respectivo pasador.
  4. Puente entre el pivote y el brazo de palanca del sistema (5) con pasadores para permitir la rotación conjunta.
  5. Brazo de palanca o simplemente brazo: es un extensión de la placa de engranes (7).
  6. Pasador con eje pivote de la placa de engranes.
  7. Placa de engranes.
  8. Eje de la aguja indicadora: esta tiene una rueda dentada que se conecta a la placa de engranes (7) y se extiende hacia la cara graduada del manómetro, para así mover la aguja indicadora. Debido a la corta distancia entre el brazo de palanca y el eje pivote, se produce una amplificación del movimiento del terminal móvil del tubo de bourdon.
  9. Resorte de carga utilizado en el sistema de engranes para evitar vibraciones en la aguja e histéresis.

Manómetro metálico o aneroide

Manómetro de neumáticos.

En la industria se emplean casi exclusivamente los manómetros metálicos o aneroides, que son barómetros modificados de tal forma que dentro de la caja actúa la presión desconocida que se desea medir y afuera actúa la presión atmosférica. Cabe destacar principalmente que los manometros nos indican la presión que se ejerce en libras por pulgada cuadrada en un momento determinado es decir PSI (Pound per square inches) - Libras por pulgada cuadrada.

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