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Clasificación
- 2022-01-20
- 22:45
Introducción a la selección de caudalímetros - Avanzado (1)
Introducción a la selección de caudalímetros - Avanzado (1)
Tipos de medidores de flujo de fluidos/Tipo de caudalímetro
Se introducen diferentes tipos de medidores de flujo de líquido: orificio, venturis, boquillas, rotámetros, tubos de Pitot, calorimétricos, turbina, vórtice, electromagnético, Doppler, ultrasónico, masa térmica, masa, Coriolis.
Las mediciones de flujo de fluido de calibración más comunes son:
- Caudalímetro de presión diferencial
- Medidor de flujo de orificio
- Medidor de flujo de tubo Venturi
- medidor de flujo de boquilla de flujo
- Área variable - Rotámetro - Rotámetro
- Medidor de flujo de velocidad
- Caudalímetro de tubo de Pitot
- Caudalímetro de turbina
- Caudalímetro de vórtice
- Caudalímetro electromagnético
- Medidor de flujo ultrasónico
- Caudalímetro de desplazamiento positivo
- Medidor de flujo de masa
- Medidor de flujo másico térmico
- Caudalímetro Coriolis
- Medidor de flujo de canal abierto
Caudalímetro de presión diferencial
El flujo de presión diferencial en el dispositivo de caída se calcula midiendo la caída de presión sobre el caudal insertado por una obstrucción.
Los medidores de flujo de presión diferencial se basan en la ecuación de Bernoullis, donde la caída de presión y, además, la señal medida es una función del cuadrado de la velocidad del flujo.
Los tipos más comunes de caudalímetros de presión diferencial son:
- placa de orificio
- boquilla de flujo
- tubo venturi
- Área Variable - Rotámetro
placa de orificio
Con el orificio, el flujo de fluido se mide variando las presiones desde el lado aguas arriba hasta el lado aguas abajo de una sección de tubería bloqueada.
La medición precisa del estrangulador proporciona un bloqueo del conducto, un estrechamiento y una constricción forzada del líquido que fluye.
Las placas de orificio son simples, económicas y están disponibles en cualquier material para casi cualquier aplicación.
La eficiencia de conversión de precisión de la placa de orificio es inferior a 5:1. Su precisión es pobre a caudales bajos.
La alta precisión depende de la placa de orificio en buenas condiciones, con un borde afilado en el lado de aguas arriba.
Precisión de desgaste reducida.
- Placas de orificio, boquillas y medidores Venturi
tubo venturi
Debido a su simplicidad y confiabilidad, los medidores de flujo venturi a menudo se usan en aplicaciones donde se necesita una tasa de rango más alta o una caída de presión más baja que la que puede proporcionar una placa de orificio.
En la ruta de flujo, se crea un diferencial de presión en la ruta de flujo, donde el flujo del fluido se reduce en el área de intercepción medida por el venturi.
En la zona de post-constricción, el fluido pasa por una sección de salida de recuperación de presión, recuperándose hasta el 80% del diferencial de presión generado en la zona de constricción.
Con la instrumentación adecuada y la calibración del flujo, el flujo del venturi se puede reducir en aproximadamente un 10 % de la escala completa con la precisión adecuada.
.
Esto proporciona una eficiencia de conversión de precisión de 10:1.
- Placas de orificio, boquillas y medidores Venturi
boquilla de flujo
Las boquillas de flujo se utilizan a menudo como elementos de medición del flujo de aire y gas en aplicaciones industriales.
El flujo de boquilla es relativamente simple y económico y se puede usar para muchas aplicaciones en muchos materiales.
La eficiencia de conversión y la precisión están disponibles con placas de orificio.
- Placas de orificio, boquillas y medidores Venturi
En Boquillas Sónicas - Boquillas de Flujo Severo (Ahogo)
A medida que el gas acelera a través de la boquilla, la velocidad aumenta y la presión y la densidad del gas disminuyen.
La velocidad más alta se logra en la garganta, el área más pequeña, donde descansa en Mach 1 o sónico.
En este punto no es posible aumentar el caudal y reducir la presión aguas abajo.
El flujo se está ahogando.
Esta condición se utiliza en muchos regímenes de control para mantener un flujo de gas fijo, preciso y repetible independiente de la presión aguas abajo.
Orificios de caída de presión de recuperación, boquillas y medidores Venturi
Una vez que se ha generado la presión diferencial, el fluido pasa a través de la sección de salida de recuperación de presión, donde la presión diferencial resultante se recupera parcialmente en la zona de constricción.
Como podemos ver, la caída de presión del orificio es significativamente mayor que la del venturi.
Caudalímetro o rotámetro de área variable
El rotámetro consta de un tubo de vidrio (o plástico) orientado verticalmente con el extremo más grande en la parte superior, que es un tubo que se mueve libremente dentro del rango del flotador de medición.
El flujo de fluido provoca un diferencial de presión hacia arriba en el tubo ascendente flotante y el fluido flotante supera los efectos de la gravedad.
El flotador sube hasta el área entre el tubo anular y el flotador sube lo suficiente como para permitir un estado de equilibrio dinámico entre la diferencia de presión y el factor de flotabilidad hacia arriba y el factor de gravedad hacia abajo.
El flotador en altura es el flujo mostrado.
El tubo está disponible en unidades de flujo debidamente calibradas y graduadas.
Los medidores de rotámetro típicos tienen relaciones de reducción de hasta 12:1.
La precisión puede no ser tan buena como la calificación de escala completa del 1%.
Flotadores magnéticos para funciones de alarma y señalización.
Medidor de flujo de velocidad
El método de cálculo de flujo en un medidor de flujo de velocidad es medir el caudal en uno o más puntos de velocidad, velocidad de flujo e integrar el área de flujo.
tubo de Pitot
Los tubos de Pitot son uno de los métodos más comunes (más baratos) para medir el flujo de fluidos, especialmente en aplicaciones en sistemas de aire, ventilación y aire acondicionado, incluso cuando se usan en aviones de velocidad.
Los tubos de Pitot miden el caudal de un fluido convirtiendo la energía cinética en energía potencial.
Medida del punto límite mediante tubos de Pitot.
Con una sonda pitot "Au" o multipuerto, la presión dinámica se puede medir en todo el perfil de velocidad y se obtiene un efecto promedio con Au.
Medidor de flujo másico calorimétrico
El principio de medición de caudal de fluidos calorimétricos se basa en la estrecha conexión de dos sensores de temperatura con el aislamiento térmico del fluido, pero entre sí.
Dos de los sensores se calientan continuamente y el efecto del flujo de refrigerante se usa para monitorear el flujo.
En un estado de fluido fijo (sin flujo), hay una diferencia de temperatura constante entre los dos sensores de temperatura.
A medida que aumenta el flujo de fluido, disminuye la energía térmica del sensor de temperatura calentado y la diferencia entre el sensor.
Esta reducción es proporcional al caudal del fluido.
El tiempo de respuesta variará debido al fluido de transferencia de calor.
Generalmente, una conductividad térmica más baja requiere una velocidad más alta para una medición adecuada.
Los medidores de flujo calorimétricos pueden lograr una alta precisión a tasas de flujo bajas.
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Caudalímetro de turbina
Hay muchos diseños diferentes de medidores de flujo de turbina, pero en general todos se basan en el mismo principio simple:
Si el fluido se mueve a través de la tubería y se comporta en las palas de la turbina, la turbina comienza a girar y girar.
La velocidad de rotación se mide para calcular el flujo.
La relación de reducción puede exceder 100:1 si el medidor de flujo de la turbina está calibrado para flujo único y con condiciones fijas.
La precisión puede ser mejor que +/- 0,1%.
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Caudalímetro de vórtice
Se crea un flujo descendente arremolinado en el flujo de fluido de obstrucción.
Cada vez que hay un fluido crítico que bloquea la velocidad del flujo, se produce una calle de vórtice.
Un ejemplo de desprendimiento de vórtices, donde se crean regiones alternas de baja presión aguas abajo.
Estas áreas de baja presión alternantes provocan bloqueos hacia las áreas de baja presión.
La fuerza de la corriente de Foucault se puede medir con el sensor.
- Principios de los caudalímetros Vortex - Trae los principios de los caudalímetros Vortex.
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Caudalímetro electromagnético
Los caudalímetros electromagnéticos funcionan según la ley de inducción electromagnética de Faraday, que establece que un conductor de tensión se mueve a través de un campo magnético.
El líquido actúa como conductor y la bobina de campo magnético se energiza para crear un flujo fuera del tubo.
El voltaje generado es proporcional al caudal.
Se instalan dos electrodos en la pared interna de la tubería para detectar el voltaje, que es un factor secundario a medir.
Los medidores de flujo magnéticos pueden medir líquidos y lodos difíciles y corrosivos, pueden medir el flujo en ambas direcciones con la misma precisión.
Los medidores de flujo electromagnéticos tienen un consumo de energía relativamente alto y solo pueden usarse para agua líquida conductora.
- El principio del caudalímetro electromagnético - trae el principio del caudalímetro electromagnético
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Caudalímetro Doppler ultrasónico
El efecto del movimiento sobre la fuente de sonido, su frecuencia sobre el sonido, fue observado y descrito por Christian John Doppler.
La frecuencia de la señal reflejada se modifica por la velocidad y la dirección del fluido que fluye.
Si el líquido se está moviendo hacia un sensor, la frecuencia de elección de la señal aumentará.
A medida que el sistema hidráulico se aleja del transductor, la frecuencia de la señal de retorno disminuye.
La diferencia de frecuencia es igual a la frecuencia reflejada menos la frecuencia original y se puede utilizar para calcular la velocidad del flujo del fluido.
- Caudalímetro Doppler ultrasónico y tiempo de vuelo
- .Tutorial de caudalímetro ultrasónico - Tutorial básico sobre caudalímetros ultrasónicos.
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Caudalímetro de desplazamiento positivo
Los medidores de flujo de desplazamiento positivo miden el flujo de fluidos durante dispositivos de medición de flujo precisos con elementos de rotor.
Números conocidos y fijos se desplazan entre rotores.
El fluido se desplaza proporcionalmente a la cantidad de rotación del rotor.
El número de rotaciones del rotor se calcula mediante un transmisor de pulso electrónico completo y se convierte en volumen y flujo.
La construcción de rotores de desplazamiento positivo se puede realizar de las siguientes formas:
- Medidor de flujo de pistón alternativoHay tipos de pistón único y múltiple.
- El óvalo tiene dos medidores de engranajes giratorios, y el engranaje ovalado está sincronizado con los dientes que están cerca uno del otro.
- Una cantidad fija de líquido fluye a través del medidor por revolución.
- La rotación del eje se puede monitorear para caudales específicos.
- retirablediscoMetroNutandoEl disco está montado en una cámara con esferas concéntricas ubicadas en las paredes laterales de la esfera.
- El líquido presurizado que pasa a través de la cámara de medición hace que la trayectoria de circulación de la roca del disco no tenga un eje de rotación propio.
- Esta es la única parte móvil en la cámara de medición.
- Depender depaleta rotativaContador igual, impulsor giratorio, dos o más compartimentos, dentro de la carcasa del contador.
- En continuo contacto del impulsor con la carcasa.
- Se barre un volumen fijo de líquido a la salida del medidor desde el impulsor giratorio de cada compartimiento.
- Las revoluciones del impulsor se cuentan y registran en unidades de volumen.
El caudalímetro de desplazamiento positivo se puede utilizar para todos los fluidos relativamente no abrasivos, como aceites de calefacción, aceites lubricantes, aditivos de polímeros, aceites animales y vegetales, tintas, freones, etc.
Precisión hasta0.1%La relación de escala completa es más de 70:1.
Medidor de flujo de masa
directoMedir el caudal másico.
También conocidos como medidores de flujo másico de difusión térmica o de inmersión, incluyen una familia de instrumentos utilizados para medir el flujo másico total de fluidos (principalmente gases) que fluyen a través de tuberías cerradas. El segundo tipo es el medidor de flujo másico térmico de tipo capilar. Muchos controladores de flujo másico (MFC) que combinan medidores de flujo másico, componentes electrónicos y válvulas se basan en este diseño. Además, los medidores de flujo másico térmico se pueden construir midiendo las diferencias de temperatura en un chip MEMS basado en silicio.
Ambos tipos miden el flujo másico de fluido mediante la convección de calor desde una superficie calentada hacia un fluido que fluye. En el caso de los medidores de flujo de inmersión o difusión térmica, el calor se transfiere a la capa límite del fluido que fluye sobre la superficie calentada. En el caso del tipo capilar, el calor se transfiere a la mayor parte del fluido que fluye a través del pequeño capilar calentado. Los principios de operación de ambos tipos son de naturaleza térmica, pero difieren tanto que se requieren dos estándares diferentes. Además, sus aplicaciones son bastante diferentes. Los medidores de difusión térmica se utilizan normalmente para aplicaciones generales de caudal de gas industrial en tuberías y conductos, mientras que los de tipo capilar se utilizan principalmente para caudales más pequeños de gases limpios o líquidos en tuberías. Este tipo es el más utilizado en la industria para caudalímetros másicos térmicos. Sin embargo, los tipos de capilares no son el tema de esta discusión.
Medidor de flujo másico térmico
Los caudalímetros másicos térmicos funcionan independientemente de la densidad, la presión y la viscosidad.
Aislar la ruta del flujo de fluido con un elemento de detección térmica de agua tibia conduce el elemento de detección en el flujo de aire caliente.
El calor llevado a cabo es proporcional al caudal másico y la diferencia de temperatura, calcula el caudal másico.
La fiabilidad de la precisión del dispositivo de calibración del flujo de calor depende del proceso real y de los cambios de temperatura, presión, caudal, capacidad calorífica y viscosidad del fluido.
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Caudalímetro Coriolis
El caudalímetro Coriolis de medición de masa directa se integra además de otras tecnologías.
Insensible a los cambios en las medidas de masa, presión, temperatura, viscosidad y densidad.
Debido a la capacidad de medir líquidos, lodos y gases,
Caudalímetro Coriolis.
Los medidores de flujo másico Coriolis usan el efecto Coriolis para medir la cantidad de masa que se mueve a través de un elemento.
El fluido a medir fluye a través de un tubo en forma de U y es una oscilación armónica angular que provoca vibración.
Debido a la fuerza de Coriolis, el tubo se deformará y se agregará un componente de vibración adicional a la oscilación.
Este componente adicional provocará el cambio de fase en algunos lugares donde el tubo puede medir el sensor.
Los caudalímetros Coriolis son generalmente muy precisos, mejor que +/-0,1% con una relación de lecho de más de 100:1.
Los medidores de Coriolis también se pueden usar para medir la densidad del líquido.
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Medidor de flujo de canal abierto
Un método común para medir el flujo a través de un canal abierto es medir la altura de un líquido a medida que pasa a través de un canal de flujo o vertedero con múltiples obstrucciones.
Los más utilizados son el vertedero Sharp top, el vertedero con muesca en V, el vertedero Cipolletti, el vertedero de vértice rectangular, el canal Parshall o el canal Venturi.
- Estándares de medición de flujo de vertedero: estándares importantes y de uso común en la medición de flujo de vertedero
- Mediciones de flujo y vertederos: los vertederos se usan comúnmente para medir la velocidad del flujo en canales abiertos y conectar los suministros de agua de los ríos y las plantas de tratamiento de aguas residuales.
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Principio del caudalímetro
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