Celda de medición cerámica: resistente a la corrosión, robusta y precisa

Los sensores de presión metálicos como el VEGABAR 83 garantizan desde hace décadas la seguridad y la fiabilidad de las plantas químicas. Suelen estar fabricados en acero inoxidable de alta calidad como el 316L u otras aleaciones, lo que los hace ideales para su uso en condiciones difíciles. Con su construcción robusta, pueden soportar aplicaciones de alta presión y temperaturas extremas. 

VEGA desarrolla y produce la celda de medición cerámica CERTEC^®, siendo uno de los pocos fabricantes del mundo. Dicha celda es la base de los sensores de presión cerámicos. En un procedimiento complejo, la membrana y el cuerpo de cerámica de óxido de aluminio se estampan con pasta de oro en condiciones de sala blanca y se ensamblan mediante una soldadura de vidrio a alta temperatura para formar la celda de medición.

Numerosas ventajas para la cerámica

Además de la resistencia a la corrosión, la celda de medición cerámica ofrece muchas más ventajas:

• estabilidad a largo plazo de primera categoría;
• alta fiabilidad; y
• excelente resistencia a la sobrecarga.

Permite realizar mediciones precisas durante un largo período de tiempo. Sin embargo, en repetidas ocasiones la celda de medición cerámica se ha recibido con escepticismo, ya que se supone que es un material frágil. «Una preocupación injustificada», explica Robin Müller, jefe de producto de VEGA. «Las celdas de medición de cerámica tienen una resistencia a la sobrecarga muy superior a la de las celdas metálicas. Mientras que las membranas metálicas pueden deformarse de forma irreversible si se someten a una presión muy elevada, la membrana cerámica simplemente se apoya en el cuerpo y posteriormente vuelve a su posición original».

La sensibilidad de los sensores cerámicos a los cambios de humedad y los choques térmicos, que alguna vez fue una desventaja en comparación con las celdas de medición metálicas, ya no supone ningún problema. Por un lado se mide la temperatura del proceso, con la que se compensa la influencia de la temperatura en el valor de medición de la presión. Al mismo tiempo, un segundo sensor de temperatura en la costura de vidrio detrás de la membrana cerámica detecta incluso los cambios de temperatura más pequeños. Un algoritmo integrado en la electrónica del sensor garantiza que se compensen los choques térmicos. «Los valores de esta medición de temperatura relativamente sensible también están disponibles como señal propia y pueden utilizarse», afirma Robin Müller al describir otra de sus útiles funciones.

El uso en aplicaciones con vacío o hidrógeno plantea desafíos especiales para la tecnología de medición. En el vacío, el punto de ebullición de los líquidos desciende. En consecuencia, es posible que el aceite en la celda de medición metálica comience a hervir a temperaturas inferiores al punto de ebullición atmosférico. Con el hidrógeno, existe además otro obstáculo: las moléculas de hidrógeno pueden penetrar el metal, incluso la fina membrana de una celda metálica de medición de presión. «Cuando el hidrógeno se difunde por y a través de la membrana metálica, reacciona con el aceite de transmisión que hay detrás», explica Robin Müller. Las sedimentaciones de hidrógeno resultantes pueden producir cambios permanentes en los resultados de la medición.

Además de la difusión, la fragilización del material en relación con el hidrógeno también supone un problema, aunque no para los materiales resistentes, las conexiones resistentes a la difusión y los recubrimientos de oro y oro-rodio que VEGA utiliza para los sensores en las aplicaciones de hidrógeno. También son importantes las celdas de medición cerámicas secas: «Incluso si el hidrógeno entrara en la celda de medición, no provocaría ningún daño», afirma Robin Müller. «Por lo tanto, los sensores de presión cerámicos están predestinados para la producción de hidrógeno mediante electrólisis, que funciona a bajas presiones». 

En aplicaciones químicas, la medición de presión diferencial proporciona datos importantes para la medición del caudal, el nivel y la presión del depósito. Por ejemplo, se puede utilizar para

• medir el nivel en un depósito que está bajo presión;
• determinar el caudal en las placas orificio; y
• monitorizar un filtro o un intercambiador de calor.

En este episodio de VEGA Talk, Stefan y Tom muestran lo que hace que la celda de medición cerámica de VEGA sea tan estable: