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Introducción de caudalímetros


¿Qué son los caudalímetros?
Un caudalímetro es un instrumento usado para medir lineal, no lineal, la masa o caudal volumétrico de un líquido o un gas.

Selección de un medidor de flujo
La base de una buena selección de caudalímetro es una clara comprensión de los requisitos de la aplicación en particular. Por lo tanto, se debe invertir tiempo en la evaluación completa de la naturaleza del fluido de proceso y de la instalación en general. Estas son algunas de las preguntas clave que hay que responder antes de seleccionar un caudalimetro:
  • ¿Cuál es el fluido que está siendo medido por el caudalimetro o caudalímetros (aire, agua, etc)?
  • ¿Se requiere medición de la frecuencia y/o totalización del medidor de flujo?
  • Si el líquido no es agua,¿cual es la viscosidad del líquido?
  • ¿Está el fluido limpio?
  • ¿Necesita un indicador local en el medidor de flujo o necesita una salida de señal electrónica?
  • ¿Cuál es el caudal mínimo y máximo para el medidor de flujo?
  • ¿Cuál es la presión de proceso mínima y máxima?
  • ¿Cuál es la temperatura de proceso mínima y máxima?
  • ¿Es el líquido químicamente compatible con el medidor de flujo en las piezas húmedas?
  • Si se trata de una aplicación de proceso, ¿cuál es el tamaño de la tubería?
Orientación de la medición de flujo
Al elegir medidores de flujo, se debe considerar factores intangibles como el conocimiento del personal de planta, su experiencia con la calibración y mantenimiento, disponibilidad de piezas de repuesto, historial de fallos, etc, en el complejo industrial en particular. También se recomienda que el coste de la instalación se calcule sólo después de tomar estas medidas. Uno de los errores más comunes en la medida de flujo es la inversión de esta secuencia: en lugar de seleccionar un sensor que funciona correctamente, se realiza un intento para justificar el uso de un dispositivo, ya que es menos caro. Esas instalaciones "baratas" pueden ser las instalaciones más costosas.

La base de una buena selección del medidor de flujo es una clara comprensión de los requisitos de la aplicación en particular. Por lo tanto, se debe invertir tiempo en la evaluación completa de la naturaleza del fluido de proceso y de la instalación en general.

El primer paso en la selección del sensor de flujo es para determinar si la información de la velocidad del flujo debe ser continua o totalizada, y si esta información es necesaria de forma local o remota. Si es remota, debe ser la transmisión analógica, digital, o compartida? Y, si es compartida, ¿cuál es la frecuencia de datos deseada (como mínimo) de actualización? Una vez que estas preguntas son respondidas, debe tener lugar una evaluación de las propiedades y características del flujo del fluido de proceso y de las tuberías en se acomoda el medidor de caudal. Con el fin de abordar esta tarea de una manera sistemática, se han desarrollado modelos, los que requieren completar los siguientes tipos de datos para cada aplicación:

El fluido y las características del flujo: En esta sección de la tabla, se debe suministrar, el nombre del fluido, su presión, temperatura, caída de presión permisible, densidad (o peso específico), la conductividad, la viscosidad (newtoniano o no?) y la presión de vapor a la temperatura máxima de funcionamiento se enumeran, junto con una indicación de cómo estas propiedades pueden variar o interactuar. Además, toda la información de seguridad y de toxicidad debe ser proporcionada, junto con datos detallados sobre la composición del fluido, la presencia de burbujas, los sólidos (abrasivo o blanda, tamaño de partículas, fibras), tendencia a recubrir, y las cualidades de transmisión de luz (opaco, translúcido o transparente?.

Valores mínimos y máximos en presión y temperatura deben ser añadidos a los valores nominales de funcionamiento cuando se seleccionan caudalímetros. Hay que indicar los casos en que, el flujo se puede invertir, no siempre llene la tubería, se pueda desarrollar lodo (aire-sólido-líquido), la aireación o la pulsación es probable, cambios bruscos de temperatura, o se necesiten precauciones especiales durante la limpieza y mantenimiento.

En cuanto a la tubería y el área en la que los medidores de flujo se encuentran, considerar:

Para las tuberías, su dirección (evitar el flujo hacia abajo en aplicaciones de líquidos), el tamaño, el material, registros, brida de presión calificada, accesibilidad, giros hacia arriba o aguas abajo, válvulas, reguladores y tiradas rectas de tubería disponibles.

El ingeniero debe saber si hay campos de vibración o magnéticos presentes o posibles en la zona, si la energía eléctrica o neumática está disponible, si la zona está clasificada por riesgo de explosión, o si existen otros requisitos especiales, tales como el cumplimiento de las regulaciones sanitarias o de clean in place (CIP).

El siguiente paso es determinar el rango de metros requerida mediante la identificación de los flujos mínimos y máximos (másico o volumétrico) que serán medidos. Después de eso, Se determina la exactitud de la medición del caudal requerido. Típicamente la precisión se especifica en porcentaje de lectura real (AR), o en porcentaje del span calibrado (CS), o en porcentaje de la escala total (FS) unidades. Los requisitos de exactitud debe ser declarados separadamente para el caudal mínimo, normal y máximo. A menos que se sepan con estos requisitos, el rendimiento del medidor de caudal puede que no sea aceptable durante todo su rango.

En aplicaciones donde los productos son vendidos o comprados en base a un indicador o contador, la precisión absoluta es crítica. En otras aplicaciones, la repetitividad puede ser más importante que la precisión absoluta. Por lo tanto, es aconsejable establecer por separado los requisitos de precisión y repetitividad de cada aplicación y indicar las dos en las especificaciones.

Cuando la precisión de un medidor de caudal se indica en % CS o unidades de % FS, su error absoluto aumentará a medida que el caudal medio cae. Si el error del medidor se indica en % AR, el error en términos absolutos sigue siendo el mismo en los flujos de alta o baja. Debido a la escala total (FS) es siempre una cantidad más grande que el span calibrado (CS), un sensor con un rendimiento FS% tendrá siempre un error mayor que uno con las mismas especificaciones en % CS. Por lo tanto, con el fin de comparar todas las tendencias razonablemente, es aconsejable convertir todos los estados de error citados en los mismos % de unidades de AR.

En unas buenas especificaciones del medidor de flujo, todas las declaraciones de precisión se convierten en unidades uniformes% AR y estos requisitos % AR se especifican por separado para los caudales mínimos, normal y máxima. Todas las especificaciones y las tendencias de los medidores de flujo debe indicar claramente la precisión y la repetitividad del medidor como mínimo, normal, y los flujos máximos.

Si se puede obtener un rendimiento de medición aceptable de dos categorías diferentes de medidores de flujo y uno no tiene partes móviles, seleccione el que no tiene partes móviles. Las partes móviles son una potente fuente de problemas, no sólo por las razones evidentes de desgaste, lubricación, y sensibilidad a la capa, sino también porque las partes móviles requieren espacios libres que a veces introducen "deslizamiento" en el flujo que se está midiendo. Incluso con medidores bien mantenidos y calibrados, este flujo no medido varía con los cambios en la viscosidad del fluido y la temperatura. Los cambios de temperatura, también cambian las dimensiones internas del medidor y requieren una compensación.

Además, si se puede obtener el mismo rendimiento de los dos un caudalímetro completo y un sensor de punto, en general es aconsejable utilizar el caudalímetro. Puesto que los sensores de puntos no observan el flujo total, estos leen con precisión sólo si se insertan a una profundidad donde la velocidad del flujo es la media del perfil de velocidad a través de la tubería. Incluso si este punto se determina cuidadosamente en el momento de la calibración, es probable que no se mantenga inalterado, ya que los perfiles de velocidad cambian con el caudal, la viscosidad, la temperatura y otros factores.

Antes de especificar un medidor de flujo, también es aconsejable determinar si el flujo de información será más útil si se presenta en masa o unidades volumétricas. Cuando se mide el flujo de materiales compresibles, el flujo volumétrico no es muy significativo a menos que la densidad (y algunas veces también la viscosidad) sea constante. Cuando la velocidad (flujo volumétrico) de líquidos incompresibles es medida, la presencia de burbujas en suspensión provocará error, por lo tanto, el aire y el gas debe eliminarse antes de que el fluido alcance el medidor. En otros sensores de velocidad, los revestimientos de tuberías puede causar problemas (ultrasonidos), o el medidor puede dejar de funcionar si el número de Reynolds es demasiado bajo (en metros de emisión de vórtices, RD> 20.000 es requerido).

En vista de estas consideraciones, medidores de flujo de masa, que son insensibles a la densidad, presión y variaciones de viscosidad y no son afectados por los cambios en el número de Reynolds, debe tenerse en cuenta. También subutilizado en la industria química son los diferentes canales que pueden medir el flujo en tuberías parcialmente llenas y pueden pasar grandes sólidos flotantes o sedimentables.

Tipos de caudalímetros

Rotámetro o caudalímetro de área variable para gases y líquidos Rotámetro o caudalímetros de área variable para gases y líquidos El rotámetro es un tubo cónico y un flotador. Es el más ampliamente utilizado de área variable debido a su bajo coste, sencillez, baja caída de presión, rango relativamente amplio, y salida lineal. Para obtener una lista completa de los rotámetros, haga clic en la imagen de la izquierda.
Más indicadores variable: Caudalimetros de muelle y pistón para gases y líquidoss Más caudalímetros de área variable: Caudalímetros de flujo con pistón y muelles para gases y líquidos Los medidores de flujo tipo pistón utilizan un orificio anular formado por un pistón y un cono ahusado. El pistón se mantiene en en la base del cono (en la "posición de no flujo") por un resorte/muelle calibrado. Las escalas están basadas en la densidad específica de 0,84 para caudalímetros de aceite y 1,0 para caudalímetros de agua. Su simplicidad de diseño y la facilidad con la que puede estar equipado para transmitir señales eléctricas lo han convertido en una alternativa económica a los rotámetros para la indicación de caudal y control. Para obtener una lista completa de medidores de flujo de pistón y muelle, haga clic en la imagen de la izquierda.
Medidores de flujo másico de gas Caudalímetro másico de gas Los caudalímetros térmicos medidores de flujo másico operan con menor dependencia de la densidad, presión y viscosidad del fluido. Este estilo de caudalímetro utiliza ya sea un transductor de presión diferencial y un sensor de temperatura o un calefactor de detección y los principios de la termodinámica de conducción de calor para determinar la verdadera tasa de flujo de masa. Muchos de estos caudalímetros tienen pantallas integrales y salidas analógicas para el registro de datos. Las aplicaciones más populares incluyen pruebas de fugas y mediciones de caudales pequeños en mililitros por minuto. Para obtener una lista completa de caudalímetros de flujo de masa, haga clic en la imagen de la izquierda.
Caudalímetros ultrasónicos (no intrusivo o Doppler) para líquidos Caudalímetros ultrasónicos (no intrusivo o Doppler) para líquidos Los caudalímetros ultrasónicos doppler se utilizan comúnmente en aplicaciones sucias tales como, aguas residuales y otros fluidos sucios y las mezclas que normalmente causan daños en los sensores convencionales. El principio básico de funcionamiento emplea el desplazamiento de frecuencia (efecto Doppler) de una señal ultrasónica cuando es reflejada por las partículas en suspensión o burbujas de gas (discontinuidades) en movimiento. Para obtener una lista completa de caudalímetros ultrasónicos haga clic en la imagen de la izquierda.
Caudalimetros de turbina Caudalímetros de turbina El caudalímetro de turbina puede tener una precisión de 0,5% de la lectura. Es un medidor muy preciso y se puede utilizar para líquidos limpios y líquidos viscosos hasta 100 centistokes. Se requiere un tramo recto en la entrada de la tubería igual o superior a 10 veces el diámetro de tubería. Los productos más comunes son una onda sinusoidal o frecuencia de onda cuadrada pero acondicionadores de señal puede ser montados en la parte superior para las salidas analógicas y las clasificaciones a prueba de explosión. Los medidores se componen de un rotor de múltiples palas montado en ángulo rectos con el flujo y suspendido en la corriente de fluido sobre un cojinete de marcha libre. Para obtener una lista completa de caudalímetros de turbina haga clic en la imagen de la izquierda.
Los sensores de rueda de palas Sensores de rueda de palas Uno de los caudalímetros más populares y eficaces para el agua y líquidos con propiedades similares al agua. Muchos se ofrecen con conexiones o inserciones para el flujo. Estos medidores como el de turbina requieren un mínimo de 10 diámetros de tubería recta en la entrada y 5 en la salida. La compatibilidad química debe ser verificada cuando no se utiliza agua. Las salidas de pulso son típicas en sonda senoidal y cuadrada, pero los transmisores están disponibles para un montaje integrado o en panel. El rotor del sensor de la rueda es perpendicular al flujo y solo en contacto con una limitada sección transversal del flujo. Para obtener una lista completa de caudalímetros de rueda de palas haga clic en la imagen de la izquierda.
Medidores de flujo de desplazamiento positivo Caudalímetros de desplazamiento positivo Estos indicadores se utilizan para aplicaciones de agua cuando no es posible una sección recta y el caudalímetro de turbina y el sensor de rueda de paletas detectarían demasiadas turbulencias. El desplazamiento positivo también se utiliza para líquidos viscosos. Para obtener una lista completa de caudalímetros de desplazamiento positivo haga clic en la imagen de la izquierda.
Indicadores Vortex Caudalímetros Vortex Las principales ventajas de los caudalímetros Vortex son, su baja sensibilidad a las variaciones en las condiciones del proceso y el bajo desgaste en relación con orificios o medidores de turbina. Asimismo, los costos iniciales y de mantenimiento son bajos. Por estas razones, han ido ganando una amplia aceptación entre los usuarios. Los caudalímetros de Vortex requieren dimensionamiento, póngase en contacto con nuestro departamento de ingeniería de flujo/caudal. Para obtener una lista completa de caudalímetros Vortex haga clic en la imagen de la izquierda.
Tubos Pitot o sensor de presión diferencial para líquidos y gases Tubos pitot o sensores de presión diferencial para líquidos y gases Los tubos pitot ofrecen las siguientes ventajas, fáciles y de bajo costo de instalación, la pérdida permanente de presión es mucho más baja, bajo mantenimiento y buena resistencia al desgaste. Los tubos de pitot requieren dimensionamiento, póngase en contacto con póngase en contacto con nuestro departamento de ingeniería de flujo/caudal. Para obtener una lista completa de caudalímetros de flujo para tubo Pitot, haga clic en la imagen de la izquierda.
Caudalímetros magnéticos para líquidos conductivos Caudalímetros magnéticos de flujo para líquidos conductivos Disponible en línea o en inserción. Los caudalímetros magnéticos no tienen partes móviles y son ideales para aplicaciones de aguas residuales o cualquier otro líquido sucio que es conductor. Los displays son integrales o una salida analógica puede ser utilizada para el control remoto o el registro de datos. Para obtener una lista completa de caudalímetros de flujo magnéticos, haga clic en la imagen de la izquierda.
Anemómetros para la medición del flujo de aire Anemómetros para la medición del caudal/flujo de aire Los anemómetros de alambre son sondas que no tienen partes móviles. El flujo de aire, se puede medir en tuberías y conductos con una mano o con montaje permanente. Anemómetros de paletas están también disponibles. Los anemómetros de paletas son generalmente más grandes que un alambre caliente, pero son más económicos y resistentes. Los modelos están disponibles con medición de temperatura y humedad. Para obtener una lista completa de caudalímetros de flujo de aire o Anemómetros, haga clic en la imagen de la izquierda.



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