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Por qué la relación de cobertura es importante

La relación de cobertura es una medida del rango utilizable de un instrumento, expresado como el rango de escala completa dividido por el punto de medida mínimo. Indica qué parte del rango del instrumento puede producir lecturas precisas, lo cual es muy importante cuando se quiere medir o controlar un rango de flujo muy amplio sin tener que cambiar los instrumentos.

Cómo calcular la proporción de reducción

Turndown ratio comparison

Considere una regla de 12 “graduada a un cuarto de pulgada. Como la distancia más pequeña que se puede medir es 1/4”, la relación de reducción es de 12 “/ 0,25” = 48 a 1 (48: 1). Ahora, ¿qué sucede si notamos que en la misma regla todas las líneas graduadas debajo de 2 “están manchadas? La precisión no ha cambiado, porque la distancia entre las marcas es la misma, pero el rango utilizable ahora es mucho menos. En este caso, la relación de reducción sería ahora de 12 “/2.0” = 6: 1. Al usar esta regla manchada, si necesitáramos medir un objeto que probablemente tenía una pulgada y media de longitud, no podríamos producir una lectura precisa. Tendría que usar una regla más pequeña con la misma inclinación (por ejemplo, una regla de 6 “con líneas manchadas por debajo de 1”), o la regla del mismo tamaño con una relación de reducción más grande, en este caso al menos 12: 1.

La relación de reducción de un medidor de flujo o controlador de flujo se ve muy afectada por la relación señal / ruido del dispositivo, que resulta tanto de la dinámica de fluidos de la tecnología de medición de flujo como del tipo y la calidad del sensor empleado. Por ejemplo, la mayoría de los dispositivos de medición de flujo basados en presión diferencial de placa con orificio tienen relaciones de reducción de 4: 1, lo que indica que la precisión no se mantiene bien por debajo del 25% del flujo a escala completa. Según el Principio de Bernoulli, la presión diferencial se relaciona con el cuadrado de la velocidad del flujo dentro de flujos turbulentos (no laminar). Por lo tanto, reducir la velocidad de flujo en dos reduce la presión diferencial en cuatro, y reduciendo la velocidad de flujo a escala completa en cuatro reduce la presión diferencial en 16. Las presiones diferenciales más pequeñas se traducen en una intensidad de señal del sensor más pequeña y, finalmente, las señales se vuelven perdido en el ruido de la señal.

Por el contrario, los dispositivos de medición de flujo basados en presión diferencial laminar mantienen una relación lineal directa entre la presión diferencial y la velocidad del flujo. Esto es posible al revertir el flujo turbulento en canales laminares, dentro de los cuales la presión diferencial y la velocidad de flujo están relacionadas linealmente, de acuerdo con la ecuación de Poiseuille. Por lo tanto, en un instrumento de flujo de masa laminar Alicat, al reducir la tasa de flujo de escala completa en cuatro solo se reduce la presión diferencial en cuatro. Esto, combinado con nuestra tecnología de sensores, nos permite garantizar la precisión en la mayoría de nuestros productos de flujo másico a al menos 0.5% del caudal total, una relación de reducción de 200: 1.

Prueba de reducción de Alicat

El siguiente video de 1 minuto muestra los resultados de la reciente prueba de relación de cobertura de Alicat. En esta prueba, usamos video en tiempo real sin editar para monitorear la tasa de flujo real proveniente de un controlador de flujo másico de 5 slpm. Sin embargo, en lugar de emparejar este controlador con un medidor de 5 slpm, lo combinamos con un medidor de flujo másico de 50 sccm para ver cuán bajo podía funcionar nuestro controlador. En escala completa, el rango de este medidor representa solo el 1% inferior del rango del controlador de flujo, una reducción de 100: 1. Comenzamos la prueba a una velocidad de flujo de 50 sccm, que representa una reducción de 100: 1 para el controlador, y luego procedemos a 5 sccm (1000: 1) y 1 sccm (5000: 1).

Para cada índice de flujo ordenado en el video, el controlador de flujo másico fue capaz de controlar los flujos dentro de 0,13 sccm, lo cual es una gran hazaña para un controlador 5000-sccm. Si estuviera utilizando un controlador de flujo con una relación de reducción de 50: 1, necesitaría un dispositivo para cubrir 100-5000 sccm, otro para cubrir de 2 a 100 sccm y otro para obtener los últimos 1-2 sccm. Para el presupuesto consciente, mayores ratios de reducción implican gastar menos dinero para cubrir amplios rangos de flujo. Mayores tasas de reducción también permiten una mayor flexibilidad cuando un experimento requiere inesperadamente un rango más amplio. Cuando descubres que el proyecto medio necesita ir más bajo de lo que habías anticipado, una alta relación de cobertura puede ser un salvavidas del proyecto.

 

¿Tiene preguntas sobre la tasa de cobertura?

 




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