Sensores De Caudal

TABLA DE CONTENIDO

PÁG.

1. INTRODUCCION……………………………………………………..………….…….3

2. SENSOR………………………………………………………………………..………4

3. CARACTERÍSTICA DE LOS SENSORES……..………………………………......4

4. SENSORES DE CAUDAL……………………………………………......................5

4.1. TIPOSDE CAUDALIMETROS

4.1.1 CAUDALIMETROS DE PRESIÓN DIFERENCIAL…………..…..……..5

4.1.1.1 EL TUBO DE PITOT

4.1.1.2 PASO REDUCIDO

4.1.1.2.1 PLACAS ORIFICIOS.

4.1.1.2.2TOBERAS.

4.1.1.2.3TUBO VENTURI

4.1.2 CAUDALIMETRO DE SECCIÓN VARIABLE…….…………...………..9

4.1.3 CAUDALIMETROS VOLUMÉTRICOS………..……..………………….10

4.1.4 CAUDALIMETROS VORTEX…………………………………………...11

4.1.5 CAUDALIMETROS ELECTROMAGNÉTICOS………..……………....12

4.1.6 CAUDALIMETROS ULTRASONIDOS…………………………………..13

5. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS SENSORES…………………….……..15

6. NORMAS ……………………………………………………………………..............17

7. BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………..…...............20

INTRODUCCIÓN

Los primeros sistemas de medición de caudal que se utilizaron fueron hace 3.000 años en el antiguo Egipto consistían en una rudimentaria forma de vertedero.

Científicos como Leonardo da Vinci, Torricelli, Bernoulli y Leonard Euler hicieron experimentos y postularon ecuaciones del comportamiento dinámico de los flujos en tuberías tanto cerradas como abiertas.

2. QUE SON LOS SENSORES?

Son instrumentos de medición que indican el caudal medido .estos están formados por un elemento primerio y secundario.

El elemento primario es un dispositivo que genera una señal que permite determinar el caudal según el principio de medida que use el caudalimetro. Este elemento puede ser interno o externo al conducto.

El elemento secundario recibe la señal del elemento primario, la visualiza, la registra, la trata y la transmite para obtener el valor del caudal.

3. CARACTERÍSTICAS DE LOS SENSORES

Estos instrumentos poseen una serie de características que lo definen como pueden ser:

• Eléctricas.

• Operativas.

• Ambientales.

Pero las principales características relativas al fluido a medir son:

 Tipo de fluido: es importante saber si el sensor es apropiado para líquidos, para gases o para ambos tipos de fluido.

 Q Max /Q min: es el cociente entre el caudal máximo y el mínimo que se pueden medir con el sensor ll amado rango de rangeabilidad.

 Temperatura y presión del fluido: en ambas condiciones debemos saber cuál es la maxima y la mínima y normal para el fluido que fluye.

 Densidad: es una característica que debemos conocer si es constante o variable .la variación de la densidad de un fluido puede hacer interesante la medida del caudal másico.

 Perdida de carga: es la caída de presión en la entrada y salida del sensor.

 Conductividad eléctrica: esta característica es importante en los sensores electromagnéticos ya que exigen condiciones mínimas para el fluido.

4. SENSORES DE CAUDAL

Los sensores que podemos encontrar son de los siguientes tipos:

4.1. TIPOS DE CAUDALIMETROS

 Caudalimetros de presión diferencial.

 Caudalimetros de sección variable.

 Caudalimetros volumétricos.

 Caudalimetros vortex.

 Caudalimetros electromagnéticos.

 Caudalimetros ultrasonidos.

4.1.1 Caudalimetros de presión diferencial.

Conocidos también como “contadores PD” su funcionamiento es muy sencillo utilizan la diferencia de presión provocada por los elementos primarios.

El fundamento de este caudalimetro de presión diferencial es producir una caída de presión estática que está relacionada con el caudal volumétrico de fluido que circula a través de ellos. Esta caída de presión se consigue mediante una obstrucción al flujo en el conducto que acelera el fluido

Estos caudalimetro lo encontramos en:

 Tubo pitot.

 Paso reducido.

4.1.1.1 Tubo de Pitot

Es simplemente un tubo hueco de sección circular de pequeño diámetro, doblado en L y cuyo eje se alinea con la dirección de la velocidad del flujo en el punto de medida.

Este caudalimetro es un instrumento que mide la diferencia entre la presión total y la presión estática.

Su precisión es baja del orden 1,5 a 4% y se emplea normalmente para la medición de grandes caudales de fluidos limpios con una baja perdida de carga.

4.1.1.2 Paso reducido

Estos dispositivos de este tipo conllevan la instalación de algún elemento que reduzca el paso del fluido en el tramo de la tubería. Estos diseños abarcan un amplio espectro de requisitos de funcionamiento y se adaptan a las diversas condiciones de proceso.

Los tipos de caudalimetro de paso reducido encontramos los de:

 Placas orificios.

 Toberas.

 Tubos venturi.

4.1.1.2.1 Placas orificios:

Este consiste en una placa perforada que se instala en la tubería y que es normalmente de acero inoxidable.

El principio de funcionamiento de estos dispositivos en estos sensores es que los efectos que causa en el flujo un paso reducido de la tubería, en este caso con una placa orificio crea un paso estrecho. Según la ecuación de Bernoulli, la velocidad del fluido aumenta de v1 en la tubería general a v2 en el paso estrecho. En consecuencia, la presión dinámica aumenta y la presión estática disminuye en la relación correspondiente a las diferentes velocidades del fluido.

La caída de presión provocada de este modo se suele denominar comúnmente "presión diferencial". Esta presión diferencial en función de la velocidad del fluido principal es una medida directa del caudal que circula por la tubería.

Tipos de orificios en las palcas

 concéntrico.

 Segmentado.

 Excéntrico

4.1.1.2.2 Toberas.

El diseño de este caudalimetro se basa al igual que el de placa de orificio en un angostamiento de la sección si bien es mucho más gradual que el de placa.

Por su sección de entrada redondeada con radio, las toberas pueden tolerar velocidades de circulación del fluido muy altas y también resultan una buena elección para fluidos abrasivos.

La presión diferencial es inferior que en las placas orificio y en consecuencias las perdida de presión también, pero la incertidumbre en la medición es ligeramente superior.

4.1.1.2.3Tubo venturi

Este dispositivo está diseñando con un estrechamiento central y dos secciones cónicas empalmadas en la tubería para provocar mayor velocidad del fluido en la zona central de la vena.

Con la finalidad de reducir las pérdidas de carga causadas en una tobera se puede acoplar un tubo venturi.

4.1.2 Caudalimetro de sección variable

Es un instrumento relativamente simple y eficaz para la medición de caudales de gases y fluidos. El dispositivo consiste en un tubo vertical graduado hacia arriba en cuyo interior hay un flotador de vidrio o metal en suspensión en él fluido, que entra desde abajo. La fuerza que ejerce el fluido sobre el flotador depende de la densidad, la viscosidad y la velocidad del fluido.

Cuanto mayor es la velocidad del caudal y, por lo tanto, la fuerza que desarrolla, más alto flotará el flotador en el interior del tubo graduado. El espacio que queda entre el flotador y la pared del tubo se ensancha a medida que el flotador se mueve hacia arriba, hasta que las fuerzas que actúan sobre el flotador se equilibran y el flotador permanece suspendido a una altura constante

El flotador ha de mantenerse correctamente centrado en el tubo de medición, en caso contrario el caudalimetro no dará una lectura correcta

4.1.3 Caudalimetros volumétricos

Los caudalimetro volumétricos o de desplazamiento positivo, son el único tipo de caudalimetro que indica caudal volumétrico. Solamente se pueden emplear con fluidos limpios y presentan limitaciones de tamaño y velocidad de caudal en comparación con otros tipos de caudalimetro.

Los dispositivos que funcionan según este principio disponen de cámaras desplazables que dividen el fluido en volúmenes fijos conocidos con precisión a medida que este pasa por el caudalimetro. El recuento de los volúmenes individuales de fluido da el valor total de caudal .Las cámaras de medición interna se mueven por la propia presión de la tubería. El número de giros es el indicador del volumen que ha pasado por el caudalimetro.

Una de las características de estos sensores es que la pérdida de carga aumenta con la velocidad del fluido y según el material de fabricación. En consecuencia, incluso la más insignificante de las imprecisiones de fabricación que afecten al interior

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