Historia
En 1845, el ingeniero alemán Rudolf Eduard Schinz descubrió el principio de la medición de la presión mediante un tubo de Bourdon más bien por casualidad, cuando intentó reparar tuberías deformadas presurizándolas internamente. Rudolf Eduard Schinz se dio cuenta de que las tuberías presurizadas mostraban siempre el mismo cambio de forma. Debido a la asombrosa repetibilidad de este efecto, desarrolló el primer manómetro de tubo de Bourdon. El tubo de Bourdon tenía una sección transversal elíptica. Los primeros manómetros de tubo de Bourdon se utilizaron para medir la presión del vapor en las locomotoras.
El fabricante de instrumentos Eugène Bourdon, de París, patentó este principio de medición en 1848, razón por la cual el tubo de Bourdon sigue denominándose hoy tubo de Bourdon.
Diseño y modo de funcionamiento
Los manómetros de tubo de Bourdon tienen un tubo de Bourdon como elemento de medición, que se diseña en forma circular o helicoidal en función de la presión que deba medirse. Los tubos de Bourdon siempre tienen una sección transversal ovalada; no deben tener forma circular, ya que de lo contrario no se producirá el efecto deseado. El rango de medición de la presión viene determinado por la sección transversal del tubo, el grosor de la pared del tubo y la geometría de la sección transversal, así como por el material utilizado.
Si la presión en el interior del tubo de Bourdon es mayor que en el exterior, el material se esfuerza por cambiar la sección transversal ovalada hacia una forma circular. Esto hace que el tubo de Bourdon doblado se abra ligeramente, mientras que el extremo libre realiza un movimiento lineal. El recorrido del muelle oscila entre 2 y 6 mm, dependiendo del tubo de Bourdon y del rango de medición. Este recorrido del muelle se transmite a un mecanismo de aguja a través de una varilla de tracción. El mecanismo de aguja convierte el movimiento lineal en un movimiento giratorio. El movimiento giratorio se visualiza en la escala (esfera) a través de la desviación de la aguja del manómetro.
Por razones de diseño y según se desee, la sobrepresión relativa en el interior del tubo de Bourdon se mide siempre en comparación con la presión externa. Por lo tanto, desde un punto de vista físico, este principio de medición es siempre una medición de presión diferencial entre la presión del aire ambiente y la presión del sistema (fuente de presión).
Características especiales
Los manómetros de tubo de Bourdon pueden utilizarse para rangos de indicación entre 0,6 bar (600 mbar) y 1000 bar. Para presiones de hasta 60 bar, se utiliza un tubo de Bourdon circular (ángulo aprox. 245°C); para presiones superiores, se utiliza un tubo de Bourdon helicoidal con 2 espiras y media. Para rangos de medición de presión pequeños, los tubos de Bourdon tienen un perfil en forma de oliva; para rangos de medición de presión mayores, tienen un perfil simple aplanado. Las presiones más elevadas pueden medirse con manómetros de tubo de Bourdon de acero inoxidable.
Movimientos
Los movimientos de aguja se utilizan en diferentes relaciones de transmisión, en función del recorrido del muelle de los tubos Bourdon en relación con el rango de medición. Son robustos, de bajo desgaste y baja fricción, y también deben poder funcionar independientemente de la posición. Son componentes mecánicos de alta precisión. Los asientos de los cojinetes de los ejes de los segmentos y los ejes de las agujas son de alpaca y/o latón o acero inoxidable y están fabricados con una excelente calidad superficial. Esto garantiza que la aguja funcione con suavidad, minimiza el desgaste y aumenta la vida útil del manómetro de tubo de Bourdon.
Carcasa
La carcasa de un manómetro de tubo de Bourdon protege todas las piezas internas de las influencias mecánicas y la suciedad. Existen carcasas de chapa de acero, plástico o acero inoxidable. Si durante la medición de la presión pueden producirse vibraciones en el sistema o grandes pulsaciones de presión debido al medio medido, la carcasa debe llenarse con un líquido amortiguador (normalmente glicerina) ("manómetro de glicerina"). De este modo se evita que el tubo de Bourdon vibre, se estabiliza la indicación de la aguja y se protege el mecanismo de la aguja contra el desgaste.
Aplicación
Los manómetros de tubo de Bourdon son los más utilizados. Son económicos, muy estables a largo plazo y fáciles de manejar. Son adecuados para todos los medios gaseosos y de baja viscosidad que no corroen los materiales de las partes húmedas y no cristalizan o son muy viscosos.
Rangos de medición:
Rangos de presión relativa de 0...0,6 bar a 0...1000 bar, rangos de vacío hasta -1...0 bar y rangos de manovacío.
Rangos de medición superiores: véase manómetros de tubo Bourdon de acero inoxidable
Diámetro de la carcasa:
NS: 40, 50, 63, 72x72, 80, 100, 160 y 250 mm
Precisiones: Cl. 1,0, cl. 1,6 o cl. 2,5
Campos de aplicación
- Hidráulica
- Construcción de máquinas e instalaciones
- Suministro de energía
- Sistemas de bombeo
- Compresores
- Industria química y petroquímica
- Industria alimentaria
- Tratamiento del agua
Límites de aplicación
Los manómetros de tubo de Bourdon no son adecuados para medios a presión que corroen el material de las partes húmedas, cristalizan o son muy viscosos. Sin amortiguación de líquidos en la carcasa, los manómetros de tubo de Bourdon son muy sensibles a las vibraciones y a las cargas dinámicas. Una conexión a proceso con brida no es técnicamente viable. Su resistencia a la sobrepresión es limitada. No son posibles rangos de medición inferiores a 600 mbar.
