lunes, 31 de octubre de 2011

Tipos de medidores


MEDIDOR
Descripción principio de funcionamiento
Ventajas
Desventajas
Electromagnético
La perdida de carga que introducen es igual a la de una tubería libre con el mismo tamaño. Por ese motivo son los elementos primarios ideales para la medida de flujos en líquidos viscosos o con sólidos en suspensión. La única condición será que el líquido tenga una conductividad eléctrica por encima de un mínimo establecido.
Su principio de medida esta basado en la Ley de Faraday, la cual expresa que al pasar un fluido conductivo a través de un campo magnético, se produce una fuerza electromagnética (F.E.M.), directamente proporcional a la velocidad del mismo, de donde se puede deducir también el caudal.
Está formado por un tubo, revestido interiormente con material aislante. Sobre dos puntos diametralmente opuestos de la superficie interna se colocan dos electrodos metálicos, entre los cuales se genera la señal eléctrica de medida. En la parte externa se colocan los dispositivos para generar el campo magnético, y todo se recubre de una protección externa, con diversos grados de seguridad.
El funcionamiento de estos medidores se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética. Un conductor eléctrico que se mueve con velocidad perpendicularmente a un campo magnético de inducción, es el asiento de una fuerza electromotriz, dada por la relación:
e = (B)( l)(v)

Donde: e : Fuerza electromotriz
B : Campo magnético de inducción
l : Longitud del conductor
v : Velocidad perpendicular
La fuerza electromotriz inducida, que es proporcional al flujo del líquido, será amplificada por un amplificador electrónico.

-Los medidores de este tipo son los únicos que no presentan obstrucción al paso del líquido.

-Resulta muy útil en la medida del flujo en líquidos con sólidos en suspensión, pastosos o corrosivos. Existen actualmente elementos primarios electromagnéticos cuyos electrodos no tienen contacto óhmico (resistencia) con el liquido, sino solamente capacitivo.

-Los medidores proporcionan un flujo sin obstrucciones y son resistentes al desgaste originado por objetos que se encuentran en aguas freáticas o superficiales.

-Dado que el parámetro censado a través de la tubería es velocidad promedio, se aplica tanto a flujo laminar como turbulento y no depende de la viscosidad.
-Permite la medición de caudales bi-direccionales.
-Incorpora indicadores del flujo instantáneo y volumen total.

El flujo completamente sin obstrucciones es una de las ventajas de este medidor. El fluido debe ser ligeramente conductor debido a que el medidor opera bajo el principio de que cuando un conductor en movimiento corta un campo magnético, se induce un voltaje. Los componentes principales incluyen un tubo con un material no conductor, dos bobinas electromagnéticas y dos electrodos, alejados uno del otro, montados a 180° en la pared del tubo. Los electrodos detectan el voltaje generado en el fluido. Puesto que le voltaje generado es directamente proporcional a la velocidad del fluido, una mayor velocidad de flujo genera un voltaje mayor. Su salida es completamente independiente de la temperatura, viscosidad, gravedad específica o turbulencia. Los tamaños existentes en el mercado van desde 5 mm hasta varios metros de diámetro.
-Una de las dificultades de esta medida reside en el bajo valor de la f.e.m. (milivolts), y de la aparición de diversas partes del circuito, de f.e.m. inducidas por los campos magnéticos existentes en los medios fabriles.

-Otra dificultad se relaciona con las variaciones de tensión de la red, las que originan variaciones de la inducción magnética. Las variaciones en la conductividad del líquido pueden también introducir errores.

-si el fluido a medir produce depósitos sobre los electrodos, la medición será errónea.

-Su costo es relativamente alto.

-No es utilizable en gases por baja conductividad.
Ultrasonido (ultrasónico)
Hay dos tipos de medidores de flujo por ultrasonidos:
Doppler: Miden los cambios de frecuencia causados por el flujo del líquido. Se colocan dos sensores cada uno a un lado del flujo a medir y se envía una señal de frecuencia conocida a través del líquido. Sólidos, burbujas y discontinuidades en el líquido harán que el pulso enviado se refleje, pero como el líquido que causa la reflexión se está moviendo la frecuencia del pulso que retorna también cambia y ese cambio de frecuencia será proporcional a la velocidad del líquido.
Tránsito: Tienen transductores colocados a ambos lados del flujo. Su configuración es tal que las ondas de sonido viajan entre los dispositivos con una inclinación de 45 grados respecto a la dirección de flujo del líquido. La velocidad de la señal que viaja entre los transductores aumenta o disminuye con la dirección de transmisión y con la velocidad del líquido que está siendo medido Tendremos dos señales que viajan por el mismo elemento, una a favor de la corriente y otra en contra de manera que las señales no llegan al mismo tiempo a los dos receptores. Se puede hallar una relación diferencial del flujo con el tiempo transmitiendo la señal alternativamente en ambas direcciones. La medida del flujo se realiza determinando el tiempo que tardan las señales en viajar por el flujo.

-Este tipo de medidor aun en su fase inicial, tiene una precisión mejor que la de la placa de orificio y no presenta ninguna obstrucción.
-Sirve pues para líquidos viscosos pastosos o peligrosos (de alta presión, corrosivos, radioactivos).
-Es utilizado para:
Mezclas de gas, líquidos, barros, fluidos sucios (petróleo contaminado).
-Las medidas no se ven afectadas por la presencia de sustancias químicas, partículas contaminantes.
-Tienen un alto rango dinámico.
-Diseño compacto y pequeño tamaño.
-Costes de instalación y mantenimiento pequeños
-Las medidas son independientes de la presión y del líquido a medir.
-No se producen pérdidas de presión debido al medidor.
-No hay riesgos de corrosión en un medio agresivo.
-Aunque el precio no es bajo, sale rentable para aplicaciones en las que se necesite gran sensibilidad (flujos corporales) o en sistemas de alta presión.
-Operan en un gran rango de temperaturas (-10º a 70º) (-30º 180º) dependiendo del sensor y se ofrece la posibilidad de comprar sensores con características especiales para aplicaciones concretas.
-Las medidas son no invasivas (especialmente importantes cuando hablamos del cuerpo humano).
-Ofrecen una alta fiabilidad y eficiencia.

-Necesita de una corrección automática de temperatura por medio de un termistor porque la velocidad del sonido se altera en función de la temperatura presente en el cuerpo.

-Su precisión no es muy alta.

-Su costo es relativamente alto para  tuberías de bajo diámetro.
De turbina
El fluido provoca que el rotor de la turbina gire a una velocidad que depende de la velocidad de flujo. Conforme cada una de las aspas de rotor pasa a través de una bobina magnética, se genera un pulso de voltaje que puede alimentarse de un medidor de frecuencia, un contador electrónico u otro dispositivo similar cuyas lecturas puedan convertirse en velocidad de flujo. Velocidades  de flujo desde 0.02 l/min hasta algunos miles de l/min se pueden medir con fluxómetros de turbina de varios tamaños.

-Mide con precisión el caudal de los líquidos transparentes sobre una amplia gama de caudales.

-Soporta una alta presión

-Este medidor puede instalarse en cualquier orientación deseada siempre y cuando se tenga cuidado de mantener el medidor lleno de líquido.

- Usos: en líquidos limpios y filtrados.
-Son los más precisos (Precisión 0.15 - 1 %).

-Al tener piezas móviles que giran sobre rodamientos, el desgaste suele ser el problema principal de la turbina.

-Es un instrumento delicado en comparación con otros caudilìmetros.

-Cualquier exceso de velocidad puede dañar sus rodamientos.

-Es caro y su costo aumenta desmedidamente con el tamaño de la turbina.

-Requiere que el flujo a medir sea limpio y tenga propiedades lubricantes.

-Alto costo de mantenimiento
-No es utilizable en fluidos de alta viscosidad.
De paletas
Este dispositivo opera de la siguiente forma: el caudal provoca que la paleta (1) sea desviada en la dirección del caudal contra la fuerza de un resorte (2). Un fuelle (3) fabricado de bronce (o de preferencia acero inoxidable), aísla en forma hermética el medio de la sección de medición. El movimiento de la paleta (1) se transmite directamente a un indicador (4), este indica el caudal o la trasmite a un condicionador de señales. Un microinterruptor (6) y una lámpara indicadora (7) se activan cuando se alcanza el punto de referencia. La lámpara se acciona cuando el caudal está por debajo del punto de referencia.


Se utiliza cuando los datos sobre el caudal deben trasmitirse como salida de impulsos. este sensor contiene un transductor que trasmite una señal de 0-100Hz. La señal de la salida es linealmente proporcional al caudal.
-este tipo de disposición es ideal para utilizarse en aplicaciones donde la suciedad y los contaminantes de granos sólidos son una gran preocupación

- Las unidades están disponibles para instalación en línea de tuberías ya sea con extremos roscados o bridados.

- Este medidor funciona en medios como: el agua y líquidos de baja viscosidad

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