Nuevo sistema de cámara de referencia de la generación de monitores de densidad de gas 87x9

Además de las ventajas que acabamos de mencionar, la unidad de medición de la cámara de referencia de la generación 87x9 ahora también puede supervisar el rango de baja presión hasta el vacío además del rango de funcionamiento y cubrir un rango mayor entre los puntos de conmutación más bajo y más alto con hasta cinco conmutadores.

Monitor de densidad de gas sin SF₆

El nuevo sistema de medición de la generación 87x9 se basa en el mismo principio de cámara de referencia que los modelos de la acreditada generación 87x6 (véase la ilustración siguiente). Se han conservado tanto los procesos de fabricación como los elementos centrales y críticos del diseño. Esto significa que el sistema de medición de nueva generación garantiza la misma fiabilidad y robustez insuperables que los sistemas probados durante más de 20 años. La cámara de referencia ya no se llena con el mismo gas aislante que la aparamenta, sino con una mezcla de nitrógeno y CO₂, que refleja el comportamiento isocórico (volumen constante) del gas del sistema. Al calibrar el sistema de medición, los puntos de conmutación y la escala de dial se ajustan con precisión a los valores del gas aislante efectivo del sistema.

Con respecto a los próximos gases aislantes alternativos, esto tiene la ventaja de que ya no es necesario proporcionar la mezcla de gas exacta, sino que el llenado de la cámara de referencia puede determinarse de forma puramente matemática a partir de los datos físicos (valores isocóricos) de la mezcla de gas aislante específica del sistema y producirse sobre esta base.

En el caso de los sistemas con hexafluoruro de azufre como gas aislante, los sistemas de medición sin SF₆ de la nueva generación ofrecen ventajas sobre todo en términos de eliminación al final de su vida útil: a pesar de la cantidad muy pequeña de menos de 1 g de SF₆ por densímetro, los monitores de densidad de gas convencionales con cámaras de referencia llenas de SF₆ deben eliminarse de forma especial en función de la legislación nacional. Y es de esperar que la normativa sobre eliminación de SF₆ sea aún más estricta. El sistema de medición con cámara de referencia de la nueva generación 87x9 se rellena con un gas que puede eliminarse de forma segura sin necesidad de tomar medidas adicionales, independientemente del gas aislante del sistema. Especialmente en los sistemas con hexafluoruro de azufre, que se van a convertir a gases aislantes alternativos a medio plazo, la eliminación de los densímetros diseñados para SF₆ debería considerarse ya hoy.

Indicador de rango completo basado en la cámara de referencia

Una de las principales ventajas de los monitores de densidad de gas Trafag basados en cámaras de referencia es su pantalla ampliada. A diferencia de los densímetros basados en manómetros, la escala no es lineal en todo el rango, sino que el rango de funcionamiento (ligeramente por debajo del punto de conmutación de alarma más bajo hasta por encima del punto de conmutación de alarma de sobrepresión) se muestra mucho más grande porque es decisivo para la seguridad del sistema. El rango de baja presión integrado por debajo del rango de funcionamiento, se extiende desde el vacío hasta aproximadamente 4 bar y se utiliza para la monitorización durante el almacenamiento, el transporte y la puesta en marcha.

Si se compara la pantalla de la nueva generación 87x9 con la de la generación anterior basada en 87x6, destacan dos diferencias significativas: por un lado, el dial de la nueva generación es fundamentalmente más grande y se basa visualmente en los manómetros tradicionales. Por otro, el rango de baja presión ya no está en una escala separada con su propia aguja, sino que está integrada directamente en la escala de rango completo. El dial de rango completo consta del rango de funcionamiento, el rango de baja presión y el rango intermedio entre ambos.

La diferencia entre el 87x6 y el 87x9 en la indicación del rango de baja presión no es sólo puramente visual; los principios de medición también difieren: la indicación de baja presión separada de la generación 87x6 se basa en un mecanismo de medición de manómetro de tubo Bourdon separado; la nueva indicación de baja presión integrada de la generación 87x9 se basa directamente en la cámara de referencia. Su rango de medición se ha ampliado para que cubra también el rango de baja presión hasta el vacío.

Indicación en el rango de baja presión

Los tipos 87x9 y 87x6 difieren en el principio de medición en el rango de baja presión. Esto da lugar a una diferencia de visualización cuando la indicación del monitor de densidad de gas se lee con respecto a la presión ambiente: El manómetro de tubo de Bourdon mide la presión relativa al ambiente; la cámara de referencia, en cambio -un sistema de medición absoluto debido a su principio- no mide la presión, sino la densidad del gas, visualizada como la presión del gas del sistema normalizada a 20 °C.

Si se compara la visualización de ambas generaciones de monitores de densidad de gas con un manómetro a 20 °C, los tres dispositivos muestran casi los mismos valores dentro de la incertidumbre de medición. Los sistemas de medición relativa del manómetro y del indicador de baja presión de la generación 87x6 muestran 0 bar relativos en estado desconectado y sin presión, mientras que el sistema de la cámara de referencia muestra la presión barométrica actual (absoluta). Ésta suele situarse entre 0,96 y 1,02 bar, por ejemplo 0,98 bar absolutos, en función de la altitud sobre el nivel del mar y de las condiciones meteorológicas. Un manómetro absoluto también mostraría lo mismo.

En condiciones idénticas, pero con una temperatura ambiente de sólo 5 °C, los valores mostrados difieren significativamente: los sistemas de medición relativos siguen mostrando 0 bar relativos, y el manómetro absoluto también sigue mostrando 0,98 bar absolutos. Pero el indicador del mecanismo de medición absoluta basado en la cámara de referencia es significativamente superior, de aproximadamente 1,4 bar absolutos. Sin embargo, la indicación no está escalada a la presión absoluta o relativa en bar, sino a la densidad (isocórica) del gas a 20 °C, por ejemplo del SF₆. La densidad del SF₆, que genera una presión absoluta de 0,98 bar en un volumen sellado a 5 °C (la presión barométrica aplicada al densímetro de gas), generaría una presión absoluta de 1,4 bar si el volumen sellado se calentara a 20 °C.

Si se utilizan sistemas de medición de la presión como manómetros (de presión absoluta o relativa) para trabajos de mantenimiento o llenado, la indicación de baja presión del densímetro de gas 87x9 debe convertirse para compararla con la del manómetro. Esta conversión no es necesaria para la indicación de baja presión del densímetro de gas 87x6, puesto que ya se basa en un manómetro de presión relativa. Si la densidad, que se muestra como la presión del gas de la cámara de referencia a 20 °C en la pantalla del densímetro de gas, se convierte en presión, el cambio isocórico de temperatura debe por lo tanto tenerse en cuenta durante la conversión.

Rango de funcionamiento ampliado con hasta cinco conmutadores

El rango operativo entre el punto de conmutación más bajo y el más alto es significativamente mayor en la nueva generación 87x9: para las variantes con indicación de rango parcial es de 250 kPa@20°C, para las variantes con indicación de rango completo es de 180 kPa@20°C. La precisión del punto de conmutación de 10 kPa@20°C sigue siendo insuperable en el mercado. También se ha aumentado el número de conmutadores posibles: ahora se pueden integrar cinco en lugar de cuatro microinterruptores como contactos normalmente cerrados y normalmente abiertos. Esto significa, por ejemplo, que tanto el primer punto de alarma como el bloqueo pueden funcionar con interruptores redundantes para una seguridad aún mayor, y que el quinto interruptor también puede utilizarse como alarma de alta presión para evitar el sobrellenado.

Sistema de medición basado en el principio de la cámara de referencia

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