Caudal

El caudal o flujo ya sea volumétrico o másico es una de las variables más medidas en los procesos industriales. Agua, gas natural, vapor, petróleo, productos químicos y aguas residuales son sólo algunos ejemplos de los distintos líquidos que se miden a diario. No existe una tecnología universal apropiada para todas estas aplicaciones. En ECN estamos a su disposición para asesorarlo sobre la tecnología más apropiada para la medición de caudal.

Tipos

Caudalímetros Electromagnéticos

Principio de medición

La ley de inducción de Faraday establece que cuando un conductor se mueve en un campo magnético induce voltaje eléctrico. Tan pronto como las partículas cargadas eléctricamente atraviesan el campo magnético artificial generado por dos bobinas de campo en el cuerpo del sensor, se induce una tensión eléctrica. Esta tensión, captada por dos electrodos de medición, es directamente proporcional a la velocidad del flujo y, por lo tanto, al volumen del flujo. El campo magnético es generado por una corriente continua pulsada con polaridad alterna. Esto garantiza un punto cero estable y hace que la medición de flujo sea insensible a líquidos multifásicos o no homogéneos, así como a baja conductividad.

 

Ventajas

  • El principio de medición es virtualmente independiente de presión, densidad, temperatura y viscosidad.
  • Incluso los fluidos con sólidos arrastrados pueden dosificarse, por ejemplo suspensión de mineral o pulpa de celulosa
  • Amplia gama de diámetros nominales (DN 2 a 3000)
  • Sección de tubo de medición sin obstáculos: apto para limpieza CIP / SIP.
  • Sin partes móviles y sin pérdidas de presión
  • Desembolso mínimo para mantenimiento y mantenimiento.
  • Muy alto rango de escalabilidad de hasta 1000: 1
  • Alto grado de reproducibilidad y estabilidad a largo plazo.

Caudalímetros Másicos Coriolis

Principio de medición

Los medidores de caudal Coriolis tienen uno o más tubos de medición donde un excitador instalado dentro del sensor lo hace que oscile artificialmente. Tan pronto como el fluido comienza a fluir en el tubo de medición, se impone una torsión adicional debido a la inercia del fluido. Dos sensores detectan este cambio de la oscilación del tubo en el tiempo y el espacio como la “diferencia de fase”. Esta diferencia es una medida directa del flujo de masa. Adicionalmente, la densidad del fluido también se puede determinar a partir de la frecuencia de oscilación de los tubos de medición. La temperatura del tubo de medición también se registra para compensar las influencias térmicas. La temperatura de proceso está disponible como una señal de salida adicional.

 

Ventajas

  • Principio de medición universal para líquidos y gases.
  • Medición multivariable: medición simultánea del flujo de masa, densidad, temperatura y viscosidad.
  • Alta precisión de medición

– Típicamente: ± 0.1% de la lectura, Opcionalmente: ± 0.05% de la lectura (PremiumCal)

  • Principio de medición independiente de las propiedades físicas del fluido y del perfil de flujo.
  • No es necesario consideraciones de distancia de entrada / salida en su instalación.

Caudalímetros Vortex

Principio de medición

Este principio de medición se basa en la turbulencia que se forma cuando un fluido atraviesa un obstáculo. Dentro de cada medidor de flujo tipo vortex, se encuentra un obstáculo en el centro de la tubería. Cuando la velocidad del flujo alcanza un cierto valor, se forman vórtices detrás de este obstáculo. La frecuencia de desprendimiento de los vórtices es directamente proporcional a la velocidad media del flujo y, por lo tanto, al flujo volumétrico.

Los vórtices separados en ambos lados del cuerpo de farol generan alternativamente una presión positiva o negativa local detectada por el sensor capacitivo y alimentado a la electrónica como valor primario lineal.

 

Ventajas

  • Aplicable para la medición de líquidos, gases y vapor
  • En gran medida no se ve afectado por cambios en la presión, densidad, temperatura y viscosidad
  • Alta estabilidad a largo plazo: sin desviación del punto cero y factor K de por vida
  • Sin partes móviles y poca pérdida de presión.
  • Fácil instalación y puesta en marcha.
  • Gran escalabilidad de típicamente 10:1 a 30:1 para Gas / vapor, o hasta 40:1 para líquidos.
  • Amplio rango de temperatura: –200 a +450 ° C

Caudalímetros Ultrasónicos

Principio de medición

Nadar contra el flujo requiere más potencia y más tiempo que nadar con el flujo. Este simple hecho es la base para la medición de flujo ultrasónico según el método de “tiempo de tránsito diferencial”:

Este método utiliza dos sensores, colocados uno frente al otro en el tubo de medición. Cada sensor puede transmitir y recibir señales ultrasónicas alternativamente, mientras mide simultáneamente el tiempo de tránsito de la señal. Tan pronto como el fluido en el tubo comienza a fluir, las señales son las que se aceleran en la dirección del flujo pero se retrasan en la dirección opuesta. El tiempo de tránsito diferencial, medido por los dos sensores, es directamente proporcional al caudal.

 

Ventajas

  • Medición independiente de presión, densidad, temperatura, conductividad y viscosidad (para fluidos homogéneos)
  • Sección de tubo libre, sin pérdida de presión
  • Sin piezas móviles, mínimo mantenimiento y costo de pertenencia.
  • Larga vida útil, sin abrasión ni corrosión del fluido.
  • Diseño en línea o con abrazadera para mediciones de flujo estacionarias o temporales

Caudalímetros másico térmicos

Principio de medición

El principio de medición del flujo térmico se basa en el hecho de que el calor se extrae de un cuerpo calentado cuando pasa un fluido. Un medidor de flujo térmico contiene dos sensores de temperatura PT100 para este propósito. Un sensor mide la temperatura actual del fluido como referencia. El segundo sensor se calienta y tiene un diferencial de temperatura constante en relación con el primer sensor en “flujo cero”. Tan pronto como el fluido comienza a fluir en el tubo de medición, el sensor de temperatura caliente se enfría debido a que el fluido fluye más allá. La velocidad de flujo, mayor es el efecto de enfriamiento. La corriente eléctrica requerida para mantener el diferencial de temperatura es, por lo tanto, una medida directa del flujo de masa.

 

Ventajas

  • Multivariable – medición directa de flujo en masa y temperatura del fluido
  • No requiere compensación de presión o temperatura
  • Alta cobertura de flujo (100:1)
  • Excelente sensibilidad en rangos bajos
  • Reacción rápida a las fluctuaciones en el flujo.
  • Pérdida de presión insignificante
  • Sin mantenimiento, sin partes móviles

Caudalímetros por presión diferencial

Principio de medición

Hay una relación directa entre la sección transversal de una tubería, la presión y la velocidad de circulación del fluido.

Placa orificio, tobera, tubo Venturi

El tubo de medición de los medidores de caudal por presión diferencial presenta una constricción artificial. Cuando un fluido empieza a fluir, las leyes naturales que gobiernan la mecánica de fluidos dictan que la presión aumenta corriente aguas arriba de la constricción y vuelve a caer inmediatamente corriente abajo de la constricción. La diferencia resultante en la presión proporciona una medida del caudal.

Tubo de Pitot

Este procedimiento utiliza un sensor con forma de varilla. El sensor tiene una serie de tomas de presión situados al principio y final de su cuerpo. La serie del principio (aguas arriba) registra la presión dinámica y la estática, la serie del final registra únicamente la presión estática. La diferencia en la presión estática es una medida de la velocidad del fluido y del caudal.

 

Ventajas

  • Aplicación universal para líquidos, gases y vapor
  • Normas reconocidas mundialmente (desde 1929)
  • Medición de mucha tradición y muy aceptada
  • Apto para condiciones extremas, hasta 420 bar y 1000 °C
  • Elementos primarios robustos y totalmente mecánicos, sin piezas móviles
  • Rango amplio de diámetros nominales:

– instrumentos tipo restricción: DN 10 a 1000 – tubo de Pitot: hasta DN 12.000

  •  Cambio del transmisor sin interrumpir el proceso
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