Rotámetros. Sensores electromagnéticos de flujo

Rotámetros

• Definición:                          -    Permiten calcular el flujo con presiones constante

• Funcionamiento :              -    Principio de Arquímedes

• Fuerza Gravitatoria
• Fuerza aerodinámica

• Ecuaciones:                         -     Ecuación cantidad de movimiento

• Ecuación conservación de la masa
• Ecuación de Bernoulli  

• Acondicionamiento:         -     Ultrasonido

• Efecto hall
• Ópticos

• Ventajas:                              -     Tiempo de respuesta inmediato

• Bajo costo de manteamiento
• Varias opciones de caracterización
• Alto rango de medida
• Caída de presión baja

• Desventajas:                       -      Son de alto costo

• Instalación vertical
• Baja precisión

Sensores másicos

• Efecto coriolis:

• Principio de funcionamiento:

• Desfase de vibraciones generado por el flujo magnético.  
• Estos desfases son producidos por las fuerzas de coriolis provocando mínimas deformaciones

• Funcionamiento:

• Cuentan con un oscilador externo el cual genera vibraciones en la tubería.
• Al pasar el flujo por la tubería se producen variaciones en la oscilación impuesta previamente por el sistema

• Ventajas:

• Salida lineal
• No requieren compensación por variación de temperatura
• Bajo error de medida
• Permite la medición de caudales

• Desventajas:

• No es apto para caudales elevados
• Son bastante voluminosos

• Aplicaciones:

• Apto para medición de líquidos

• Sensor másico térmico

• Principio de funcionamiento:

• Dispersión de calor generado por un fluido
• Cantidad de calor absorbida por un fluido

• Funcionamiento:

• Cuenta con dos sensores
• Un de estos mide la temperatura del fluido para tenerlo como referencia y el otro medirá la energía eléctrica.

• Ventajas:

• Poseen alta exactitud en la medición
• Son inmunes a vibraciones y ruidos
• Son aptos para medición de flujos bajos
• Son de bajo costo

• Desventajas

• Algunos diseños son frágiles
• Su uso es limitado a la medición de flujo de aire y gas
• Son afectados por recubrimientos

• Aplicaciones

• Medida de caudal de gas
• Balance de aire comprimido
• Control de quemadores de gas

 Sensores electromagnéticos de flujo

• Sensores por efecto hall

• El sensor de flujo de agua se compone de una válvula con cuerpo de plástico, un rotor de agua, y un sensor de efecto Hall.

• Sensor de flujo basado en la ley de Faraday

• Es un dispositivo electrónico de uso universal de muy baja mantención y alta precisión que se basa en la Ley de Faraday para medir caudal.

• Principio de funcionamiento:

• Al mover una barra metálica conductora de longitud (L) con velocidad (v) en el seno de un campo magnético (B), se induce una corriente eléctrica que genera entre los dos extremos de la barra una tensión (Ue) de algunos milivoltios.

• Ventajas:

• Tipo no Intrusivo
• Menor pérdida de carga.
• No le afectan los golpes de ariete de las instalaciones.
• Menores costes de mantenimiento mecánico
• Facilidad de limpieza
• Posibilidad de medir líquidos con solidos en suspensión
• Amplio rango de medición con precisión
• Insensible a la presión, la temperatura y la viscosidad.

• Desventajas:

• Las fuentes de interferencia típicas incluyen el campo magnético terrestre
• El fluido a medir requiere de una conductancia mínima, generalmente 50uS/cm

• Condiciones

• Perfil de velocidades simétrico.
• Tubería no metálica ni magnética: teflón o cerámica.
• Electrodo de acero o titanio
• Tubería llena
• Campo magnético continuo o alterno.
• Ideal para aguas residuales, líquidos corrosivos o con sólidos en suspensión.

Sensores de turbina

• Sensores de caudal

• Es un dispositivo de medida utilizado para determinar el caudal o gasto volumétrico de un fluido

• Parametros de aplicación:

• Exactitud: Indica que tan cerca del valor real puede estar la medida tomada por el instrumento.
• Resolución: Es la medida del mas pequeño incremento de flujo que puede ser detectado por el instrumento.
• Repetitividad: Es la habilidad del sensor de indicar la misma lectura siempre que permanezcan las mismas condiciones.
• Rango: Es la relación entre la máxima y la mínima medida que se puede tomar con el sensor.

• Clasificacion:

• Presión diferencial ( Tubo Venturi )
• Área variable ( Cilindro o pistón )
• Velocidad ( Turbina )
• Fuerza ( Placa de impacto )
• Tensión inducida ( Medidor magnético )
• Desplazamiento Positivo
• Torbellino ( Ultrasónico o capacitancia )

• Principio de funcionamiento

• Reluctancia
• Inductacia

• Aplicaciones:

• Control de velocidad de un fluido
• Control de cantidad de fluido
• Control de cantidad de sustancia en una mezcla
• Control de circuitos de lubricación
• Medición de consumo
• Información de ventilación en un entorno cerrado

Sensores deprimogenos

• Sensores deprimogenos

• Es el elemento primario cuya instalación produce una diferencia de presión, que se vincula con el caudal que circula

• Los elementos deprimogenos generan una restricción al paso del fluido por la tubería, esto aumenta la velocidad y disminuye la presión

• Elemento primario:

• Produce una perdida de carga relacionada con la velocidad según la geometría del producto

• Elemento secundario:

• Consta de una unidad de medida de la presión diferencial y el conjunto de tuberías que conecta la unidad de medida de proceso

• Tubo de Venturi:

• Funciona por medio de la variación del área trasversal y una velocidad atreves de la presión, el cual mantiene el flujo constante

• Placas de orificio:

• Estos son los mas utilizados , cosiste en un placa con orificio que se instala en la tubería, para medir la presión diferencial

• Toberas:

• Tienen una entrada curvada que se prolonga en un cuello cilíndrico, su coeficiente de descarga es similar al del tubo de Venturi

• Características:

• Perfil de cuarto de elipse
• Caudal de un 60% superiores a la placa de orificio
• Perdida de presión permanente inferior al de la placa

• Tubos de pitot

• tubo de sección circular de pequeño diámetro, doblado el L y cuyo eje se alinea con el eje longitudinal de la tubería.
• Se mide la diferencia entre la presión total y la presión estática

• Tubos de annubar

• Posee una toma de presión estática y de presión total
• Este sensor mejora la precisión con un valor del 1%

• Aplicaciones

• Cerveceras, medida de densidad y caudal
• Confiterías, medida del caudal del chocolate
• Industrias lecheras

• Ventajas

• Sencillez de construcción
• Tecnología sencilla
• Bajo costo
• Valido para casi todas las aplicaciones

• Desventajas

• Producen caída de presión irrecuperables
• Menos precisos que otras tecnologías
• Se necesita flujo laminar antes y después del elemento

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