CAUDAL
Se trata de un tramo de tubo, de
sección troncocónica, en el interior del cual se
inserta un peso (normalmente una bola) que genera una
obstrucción al paso del fluido. La bola se desplaza
hacia arriba, por el paso del fluido, hasta llegar al punto en
que la sección es suficiente para permitir el caudal
actual.
De este modo, en función de la
altura en la que se encuentra la bola, dentro del tubo, y de
una escala graduada se obtiene el caudal circulante.
Estos instrumentos se utilizan para
líquido y para gases. Existen diferentes medidas, para
caudales desde pocos cm3/min., hasta cientos de l/h.
La medida de estos instrumentos se puede
ver afectada por la viscosidad y la densidad del fluido. Pero,
si estas son conocidas es posible realizar cálculos de
compensación.
Aprovechando el cambio de
velocidad/presión que se experimenta aguas-arriba y
aguas-debajo de una restricción situada en el interior
de la tubería, es posible obtener la medida del caudal
circulante. El caudal resulta de elevar al cuadrado la
presión diferencial medida.
Estos indicadores de caudal aprovechan la
presión diferencial para mover una aguja, sobre una
escala graduada en unidades de caudal.
Su gran precisión y fiabilidad,
junto con la ventaja de no necesitar energía
eléctrica para su funcionamiento, los convierten en unos
instrumentos muy útiles en cualquier aplicación.
Siguiendo el mismo principio utilizado en
los indicadores por presión diferencial, la señal
correspondiente a esta presión diferencial se amplifica
y acondiciona para poder ser utilizada remotamente.
Estos instrumentos pueden ser ciegos o
incluir indicación local.
Ofrecen muy buena relación
precisión/precio..
Existen dos sistemas de medida bien
diferenciados, en función del tipo de líquido en
la aplicación.
Cuando se trata de de líquidos que
contienen sólidos o gases en suspensión, se
utiliza el principio Doppler para la medida de la velocidad de
paso. Cuando se trata de líquidos limpios, se utiliza el
principio de Tiempo de Transito.
Los instrumentos Doppler emiten
pulsaciones ultrasónicas en el interior de la
tubería, y reciben el eco de retorno por las
partículas sólidas, calculan la velocidad de paso
en función del desfase Doppler en la frecuencia
utilizada.
Los instrumentos de Tiempo de Transito,
emiten un haz de pulsaciones ultrasónicas en el interior
de la tubería, aguas-arriba y aguas-abajo desde el punto
de emplazamiento, y calculan el diferencial del tiempo
utilizado en ambos recorridos, siendo este diferencial
directamente proporcional a la velocidad de paso del
líquido.
Estos instrumentos disponen de una buena
precisión, pero sobretodo suponen un ahorro muy
considerable de instalación. Además, su facilidad
de instalación permite tener instrumentos para uso
portátil, equipados con baterías para una
máxima autonomía.
TRANSMISORES ELECTROMAGNÉTICOS
Aprovechando el efecto de enfriamiento que
el flujo ejerce sobre una resistencia calefactada, absorbiendo
una parte de su calor, estos instrumentos ofrecen una medida de
la cantidad de flujo que circula por la tubería, bajo
diferentes condiciones de presión y/o temperatura.
Especialmente dedicados a la medida de
caudal de gases, son capaces de medir el caudal másico
del gas, compensando el cambio de presión y/o
temperatura. Esto es debido a que las pérdidas de calor
son las mismas, tanto si aumenta la velocidad de paso, como si
aumenta la densidad del gas (debido a la presión).
Su precisión y facilidad de
instalación los hace ideales en la medidoa de toda clase
de gases combustibles, así como de sistemas de
ventilación, o de retorno de gases residuales.
Los transmisores de turbina incorporen un
rotor opuesto al paso del fluido, que en función de la
velocidad de circulación de este, hace girar a
más o menos velocidad. La velocidad de giro del rotor
es, entonces, directamente proporcional a la velocidad de paso
del fluid.
Las turbinas pueden ser utilizadas para la
medida de caudales de líquidos o de gases, y son unos de
los instrumentos más precisos que se pueden encontrar.
El único requisito importante para
el uso de estos instrumentos es que el fluido no debe contener
partículas sólidas o, en el caso de los
líquidos, burbujas en suspensión. La presencia de
estos elementos pueden causar errores graves en la medida o,
incluso, la obstrucción del rotor.
Estos instrumentos disponen de uno
rodamientos, generalmente ovalados, que forzados por el propio
fluido y al girar sobre ellos mismos, desplazan, en cada giro,
un volumen de fluid conocido.
De esta manera, independientemente de la
densidad o la viscosidad del fluido, contando el número
de giros efectuados es fácil conocer el caudal que ha
circulado por la tubería.
Únicamente son aplicables para la
medida de caudal de líquidos y ofrecen una muy buena
precisión.
Se suelen emplear en aplicaciones de
conteo (dispensadores, acumuladores, ...), y especialmente
cuando el fluido puede tener grandes variaciones de viscosidad
y/o densidad. No se recomiendan para fluidos de muy baja
viscosidad.
Cuando en un flujo se inserta un pieza,
con una forma determinada, obstruyendo una sección de
paso, en la cara posterior (aguas-abajo) de esta pieza se
formen remolinos o vórtices. Estos vórtices se
forman con una frecuencia que resulta directamente
proporcional a la velocidad de paso del fluido.
Mediante el uso del sensor adecuado es
posible medir la frecuencia de los vórtices y por tanto
obtener la medida de caudal.
Estos transmisores son muy utilizados en
la medida de vapor, y de tota clase de líquidos de baja
densidad y viscosidad.
Ofrecen muy buena precisión, y
debido a su construcción pueden ser utilizados
insertados en la tubería, sin tener que cortarla.
Siguiendo el mismo principio descrito para
los transmisores, estos detectores pueden ser utlizados tanto
para líquidos como para gases.
Ofrecen muy buena repetibilidad, pueden
soportar condiciones de presión y temperatura muy
elevadas. Además, es posible su construcción en
materiales especiales resistentes a la agresión
química, de forma que se pueden dirigir a cualquier tipo
de aplicación.
Estos detectores se insertan en la
tubería, de forma que el fluido desplaza la paleta y el
acoplamiento magnético, que produce la actuación
de un contacto reed.
Soportan elevadas presiones y
temperaturas, y su instalación resulta muy
económica, especialmente para su amplio rango de
aplicación, en relación al diámetro de la
tubería.
Se suelen utilizar en la protección
de toda clase de bombas, y por su fiabilidad, así como
por su vida útil, resultan muy rentables.
Estos instrumentos consisten en un
pequeño tramo de tubo, en el interior del cual hay un
pistón cargado con un imán. Al producirse el
desplazamiento del pistón, por la fuerza del fluido, el
imán actúa sobre un contacto reed.
Generalmente se utilizan en
tuberías de poco diámetro, y pueden soportar
grandes presiones.
Su precisión y repetibilidad es lo
suficientemente buena como para seguir siendo,
normalmente, utilizados en aplicaciones críticas
como son refrigeraciones o lubricaciones.
Estos detectores, por el mismo
procedimiento que los de pistón, oponen un disco al paso
del fluido. Esto permite mucha más repetibilidad,
así como la posibilidad de llegar a tubería de
diámetro mayor. También son muy utlizados, en
circuitos de refrigeración y en lubricación.