En la industria, la medición de caudales, ya sean líquidos o gases, desempeña un papel esencial en el control, la regulación y la supervisión de los procesos. La selección correcta de un método de medición es crucial para la eficiencia y la seguridad de las operaciones. En este artículo, ofrecemos una descripción general de los métodos de medición más comunes.
La elección de lametodología de medición de flujo depende de una variedad de factores, incluido el tipo de medio, la precisión requerida y el área de aplicación.
Medición mecánica de caudal
Lamedición mecánica del caudal es uno de los métodos de medición más antiguos. Incluye métodos clásicos como el impulsor, la rueda de paletas y los contadores de engranajes ovalados:
- Contador de impulsor: Aquí, el flujo del fluido impulsa un impulsor. La velocidad de la rueda es proporcional al caudal y, por lo tanto, al caudal volumétrico.
- Contador de rueda de paletas: Similar al contador del impulsor, pero con una serie de aspas que detectan la velocidad del flujo.
- Contador de engranajes ovalados: Dos engranajes de forma ovalada que giran uno contra el otro y cuyo giro permite la medición directa del caudal volumétrico.
Estos dispositivos utilizan componentes físicos que se mueven en el medio de flujo. La parte giratoria es proporcional a la velocidad del flujo y, por lo tanto, al caudal volumétrico.
Si bien los caudalímetros mecánicos suelen tener un diseño robusto y sencillo y, por lo tanto, son económicos y versátiles, el desgaste mecánico con el tiempo provoca imprecisiones en las mediciones, por lo que los sólidos que fluyen en el medio en particular hacen necesaria una limpieza y comprobaciones periódicas.
Medición calorimétrica de caudal
La medición calorimétrica del caudal es una tecnología versátil que resulta especialmente adecuada para medir caudales y detectar caudales en tuberías y conductos de aire.
El proceso utiliza dos sensores de temperatura: un sensor que mide la temperatura del medio (sensor de referencia) y un segundo sensor que calienta el medio (elemento calefactor). Cuanto más rápido fluye el medio, más rápido se disipa el calor suministrado. La velocidad de enfriamiento, o diferencia de temperatura entre los dos sensores, es una medida de la velocidad de flujo del medio y se utiliza para calcular el caudal.
Entre las ventajas de esta técnica, cabe destacar en particular:
- Sin partes móviles: Esto significa menos desgaste y alta confiabilidad durante largos períodos de tiempo.
- Insensible a la suciedad: Dado que no hay partes móviles en el medio, los sensores calorimétricos son extremadamente robustos contra la suciedad.
- Fácil instalación y mantenimiento: Los sensores calorimétricos pueden integrarse y mantenerse fácilmente en una amplia variedad de sistemas.
- Alta flexibilidad: Se pueden utilizar para gases y líquidos, en amplios rangos de temperatura y presión y en una amplia variedad de tamaños de tuberías.
Las limitaciones de la medición calorimétrica se deben a las fluctuaciones de temperatura externas o a las fuentes de calor cercanas al sensor, ya que la medición del caudal calorimétrico se basa en los cambios de temperatura. La medición de medios con partículas grandes, abrasivos o con alto contenido de sólidos puede ser difícil porque pueden dañar la superficie del sensor o afectar su transferencia de calor.
Puede encontrar más información sobre la medición del flujo calorimétricoaquí.
Medición de caudal por ultrasonidos
La medición ultrasónica del caudal se ha consolidado como un método fiable para detectar los caudales de líquidos y gases. Con su capacidad para medir sin contacto directo con el medio, ofrece una solución versátil para una amplia gama de aplicaciones.
La medición ultrasónica del caudal se basa en el uso de ondas sonoras de alta frecuencia. Hay dos tipos principales de esta técnica de medición:
- Método de diferencia de tiempo de vuelo: En este método, se montan dos sensores ultrasónicos en el exterior de la tubería, entre los cuales se envían señales ultrasónicas en ambas direcciones. El flujo está determinado por la diferencia de tiempo que tarda la señal en viajar aguas arriba y aguas abajo, respectivamente. Cuanto mayor sea la velocidad del flujo, mayor será la diferencia de tiempo.
- Procedimiento Doppler: Este procedimiento se utiliza cuando el fluido contiene partículas o burbujas. Los sensores envían señales ultrasónicas al medio, que son reflejadas y recibidas por las partículas o burbujas. El cambio de frecuencia (efecto Doppler), que se produce cuando las ondas sonoras son reflejadas por partículas en movimiento, es una medida de la velocidad del fluido.
Estas tecnologías no son invasivas, lo que puede reducir el riesgo de contaminación o fugas de las tuberías. Además, los dispositivos requieren poco mantenimiento y pueden utilizarse de forma flexible. A pesar de la facilidad de uso básica, la alineación correcta de los sensores suele ser difícil y requiere un conocimiento preciso de las condiciones de flujo locales.
Medición de caudal magnético-inductivo
La medición de flujo magnético-inductivosolo funciona con fluidos conductores de electricidad. Se basa en la ley de inducción electromagnética de Faraday, que establece que se induce un voltaje en un conductor que pasa a través de un campo magnético. En la medición de flujo, el fluido conductor pasa a través de un campo magnético. El líquido que fluye actúa como conductor. El voltaje se forma perpendicular a la dirección del flujo y al campo magnético, que es medido por el dispositivo de medición. Este voltaje es proporcional a la velocidad del fluido y, por lo tanto, directamente al flujo volumétrico.
Debido a la medición sin contacto, no hay deterioro del flujo ni contaminación del medio. Los dispositivos ofrecen una alta precisión de medición y son insensibles a las fluctuaciones de presión y temperatura del medio. Por otro lado, hay que tener en cuenta que el caudal de agua destilada, aceite, gases o líquidos no conductores no se puede medir con este método. Además, los dispositivos de medición magnético-inductivos suelen ser caros de comprar.
Medición de caudal másico Coriolis
La medición delflujo másicode Coriolis es uno de los métodos más precisos para determinar el flujo másico de gases y líquidos. Los medidores de flujo másico Coriolis contienen uno o más tubos vibratorios a través de los cuales fluye el medio. Si ningún medio fluye a través de los tubos, vibran a una frecuencia de resonancia natural. Cuando el medio comienza a fluir, se genera una fuerza adicional debido al efecto Coriolis, provocando un cambio en la forma de la vibración. Este cambio es proporcional a la masa del medio que fluye a través de él. Los sensores y la electrónica del contador detectan estos cambios y los convierten en una señal que representa el caudal másico.
La medición del caudal másico de Coriolis es una técnica de alta precisión que se aprecia especialmente en aplicaciones en las que la precisión y la fiabilidad son esenciales. Al mismo tiempo, el principio de medición es costoso y se puede utilizar hasta cierto punto con medios corrosivos o altamente viscosos.
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