CAUDALIMETROS. Esta cantidad puede expresarse en volumen o en masa

Transcripción

1 Detectores de caudal CAUDALIMETROS El caudal de un fluido (liquido o gaseoso) que circula una canalización es la cantidad de dicho fluido que pasa por una sección determinada, en la unidad de tiempo. Esta cantidad puede expresarse en volumen o en masa A.-Caudal volumétrico.- Es el volumen de fluido por unidad de tiempo. B.-Caudal másico. -Es la masa de fluido por unidad de tiempo. La mayoría de los caudalimetros industriales indican el volumen por unidad de tiempo (caudalimetro volumétrico). Sin embargo, Caudalimetros Estáticos: Contador de energía térmica estático SUPERSTATIC 440 con cabeza electrónica SUPERCAL 531 en ciertas aplicaciones (por ejemplo calculo de energía térmica de un combustible) es necesario conocer el caudal másico. Este se puede deducir del caudal volumétrico. Necesidad de la medida de caudal. En el mundo actual, la necesidad de medir el caudal es de vital importancia. Pensemos por un momento en productos cotidianos, tales como agua, gasolina, etc.. todos necesitan de elementos que contabilicen la cantidad de producto Jose Manuel Arroyo Rosa Página 1

2 consumida, y para ello se necesitan los denominados sensores de caudal, que son objeto del presente documento. En unos casos, la necesidad de medir el caudal responde al control de la cantidad de producto consumida. Sin embargo, en otros casos, es necesario medir el caudal con el fin de controlar procesos industriales,regular redes de suministro de agua, obtener datos de crecidas de ríos, determinar consumos de combustibles, etc.. Este instrumento de medida contienen esta clasificación: Clasificación de los caudalimetros Según el tipo de instalación: Cilíndrica para fluidos (Son de líquidos y gases) Canales abiertos(son de líquidos) En una atmosfera, normalmente (Quiere decir la velocidad del aire) Según tipo de producto: Fluidos(Son de líquidos, gas o vapor) Solidos, grano polvo, etc. Según el tipo de señal de salida (Son analógicos, médicos, y lógicos.) detector. Según la magnitud de medida puede ser ( de caudal volumétrico, caudal másico, velocidad de circulación.) Presión diferencial. Clasificación por tecnología utilizada a)caudalimetros Mecánicos. Son los siguientes: Flotador Rotativo. Conmutador volumétrico. Contador de velocidad. Controlador de circulación (Flujos tato: Medida de Flujo.) Caudalimetros mecánicos. b)caudalimetros Estáticos: Pueden ser: De órgano de cromógeno De Sonda. Electromagnéticos. Ultrasonidos Efecto vertex Térmicos Jose Manuel Arroyo Rosa Página 2

3 Flotador Rotativo. Esta Constituido por un pequeño Flotador situado en un tubo cónico vertical. El flotador esta en equilibrio, bajo la triple acción de su peso, la fuerza de empuje(principio de Arquímedes) y la fuerza de arrastre. Una muesca sobre el Flotador (nota: El principio de Arquímedes es una ley que se basa en la medida de la densidad de un objeto en el agua en estado de reposo). La gama de caudales medibles varia de 0 litro hora a 200 metros cúbicos hora. El tiempo de respuesta es lento ( de 1 a 10 segundos.) La precisión varia del 1 al 10 por ciento de la amplitud de medida. El rotámetro introduce una perdida de carga que es función del flujo. Permite medida de caudales gaseosos o líquidos, transparentes o opacos, y la presión máxima es de 10 bares. Flotador Rotativo Jose Manuel Arroyo Rosa Página 3

4 Flotador Rotativo Conmutadores o Contadores Volumétricos ( Ruedas o vales) El Cuerpo de prueba esta formado por dos ruedas o vales dentadas que giran cuando existe circulación del fluido. Un Volumen determinado del fluido atraviesa contado en cada vuelta del par de ruedas o vales. El número de vueltas es una medida precisa del volumen atravesado, por tanto del caudal. Permiten las medidas en todos los líquidos industriales, principalmente en líquidos viscosos, pues la perdida de carga originada es muy pequeña. La amplitud de medida varia de 0.1 a 700 m3/h. Bajo presiones máxima de 350 bares y temperaturas de servicio de menos de 50 a 160 grados centígrados. Jose Manuel Arroyo Rosa Página 4

5 Contador de Velocidad Turbina Axial: En cualquier caso la circulación del fluido provoca la rotación de una turbina. La velocidad de rotación es proporcional al caudal. Estos sensores se utilizan para la medida de caudales de agua son,menos sensibles la presencia de impurezas que los contadores volumétricos. Se clasifican en 2 categorías: a)contador de turbina axial: El eje de la turbina esta en paralelo al eje de la conducción. La gama de medida es muy grande de 0.01 m3/h a 5 mil m3/h. La precisión varia de 0.2 porciento al 2 por ciento del aire. Las sobrecargas de caudal son tolerancias con facilidad de buenos resultados de gran dureza.temperaturas limites de -270% a 600 %. Presiones de 400%bares. Jose Manuel Arroyo Rosa Página 5

6 La instalación de tuberías se realiza en un tramo recto sin curvas próximas anterior al sensor. Tiempo de respuesta es del orden de varios milisegundos. El Flujos tato: Es un dispositivo simple robusto y económico. Son varios para todo tipo de fluidos, para presiones de hasta 40 bares máximos y temperaturas inferiores a 150 grados. El método suministra una presión diferencial representativa de la velocidad la precisión es del orden de 1 % del valor real. La señal de salida es una presión diferencial permite la medida de fluidos líquidos, gas o vapor en conducciones de 15 a 1800mm de diámetro y con temperaturas máximas hasta 300 grados centígrados y presión máxima de 20 bares. Caudalimetros Electromagnético Se Basan en la ley de Faraday, una de las leyes fundamentales del electromagnetismo. Cuando un conductor rectilíneo se desplaza en un campo magnético, se induce una fuerza electromotriz en dicho conductor, en el caudalimetro electromagnético, el campo magnético se crea por dos arrollamientos inductores, situados a ambas partes de un mismo diámetro de la canalización. El conductor es el propio fluido, que circula en una canalización aislada eléctricamente. La fuerza electromotriz es medida por 2 electrodos en contacto con el liquido y situados en las 2 partes opuestas de un diámetro perpendicular a las líneas de inducción Jose Manuel Arroyo Rosa Página 6

7 Las bobinas se alimentan con corriente alterna con el fin de evitar una polarización de los electrones Son validos para todos los fluidos que sean conductores de la electricidad (no es el caso de la mayoría de los productos derivados del petróleo (hidrocarburo) Características: Se utilizan para caudales que circulan a una velocidad de 1 a 10 metros por segundo. La amplitud de medida en función del diámetro de conducción. La precisión es del 1 por ciento que admite temperaturas de hasta 400 grados y presiones de hasta 1000 bares. La perdida de carga es nula, si el diámetro del sensor es igual al de la conducción. El tiempo de respuesta es de un segundo. Caudalimetros Ultrasonidos Aguas limpias, no sirven para aguas residuales. El principio de funcionamiento consiste en medir la velocidad de fluido. Las hondas acústicas que se propagan en un fluido ven su velocidad de propagación modificada por la velocidad del fluido. Estos sensores miden la diferencia del tiempo de recorrido de una honda ultrasonido, en el sentido de circulación y en el sentido contrario. En el primer caso, la velocidad de sonido se suma y en el segundo se resta. Jose Manuel Arroyo Rosa Página 7

8 El caudalimetro esta constituido por dos sondas, alternativamente emisoras y receptoras de sonidos, emiten sincronizada mente trenes de impulso acústicos, no generan perdidas de carga y no hay riesgo de desgaste, pueden utilizarse con todos los fluidos, excepto los que absorben los ultrasonidos o llevan burbujas solidos o polvo en. Conclusión: Características: Precisión del 0,5% no es aconsejable utilizar este caudalimetro para velocidades inferiores a 30 centímetros por segundo, ni para canalizaciones de diámetro inferior. El tiempo de respuesta es de milisegundo (1 segundo) Es rápido, hay de dos tipos: Efecto de paso Efectos Doppler Efectos Doppler: Las hondas ultra sonoras son reflejadas por las partículas solidas o burbujas que circulan dentro del fluido hasta un receptor con un de calaje de frecuencia. La variación de frecuencia es proporcional a la velocidad del fluido. Su puesta a punto es sencilla, pero su precisión es mediocre ( del 2 al 5 por ciento, además el liquido debe transportar partículas que sirvan de reflexión a los ultrasonidos.) Puente Wheastone Adecuación de Señales Wheastone Método del Ajuste a cero Para que V0 = 0 VB = VD Por tanto VR1 o sea VAB = VR3 o sea VAD I1 R1 = I2 R3 Y también VR2 o sea VBC = VR4 o sean VCD I1 R2 = I2 R4 Jose Manuel Arroyo Rosa Página 8

9 I1.R1 = I2 R3 = R1 = R3 I1.R2 I2 R4 R2 R4 temariosformativosprofesionales.wordpress.com Temariosformativos.foroactivo.com Jose Manuel Arroyo Rosa Página 9