Técnicas de medición de flujo másico en todo el espectro

Unos pocos principios de medición de flujo dominan el panorama de la tecnología de flujo, pero hay una rica variedad de maneras para medir el flujo que podrían no ser aparentes sin un poco de investigación. Cualquiera que trabaje con flujos probablemente esté familiarizado con los medidores de flujo térmico, los instrumentos de flujo basados en presión diferencial y los rotámetros, así que aquí le presentamos algunas tecnologías de flujo de las que puede haber escuchado menos, dependiendo de su especialización.

venturi flow meter diagram

 

Ultrasónico:

Doppler flow meter

Los medidores de flujo ultrasónicos pueden ser una excelente opción si necesita medir el flujo, pero no puede instalar un nuevo accesorio invasivo en su trayectoria de flujo; ¡los transductores de algunos medidores se pueden atar o sujetar directamente al exterior de una tubería! Los dos métodos utilizados por los medidores de flujo ultrasónico son el Doppler y el tiempo de tránsito. Ambos tipos de medidores emiten un haz ultrasónico en el medio fluido. Los medidores Doppler miden el cambio en la frecuencia del haz causado por el efecto Doppler y utilizan la velocidad conocida del sonido del fluido para determinar el flujo. Los medidores de flujo de tiempo de tránsito emiten dos haces que se reflejan en los transductores receptores del medidor. Los tiempos de transmisión de los dos haces se pueden utilizar para encontrar tanto la velocidad media del fluido como la velocidad del sonido del fluido.

Flujómetros magnéticos:

Los flujómetros magnéticos pueden utilizarse para medir flujos de líquidos siempre que sean suficientemente conductivos y tolerantes a líquidos corrosivos o agresivos.  Los medidores de flujo magnéticos utilizan la ley de Faraday para medir la velocidad de los fluidos conductores. Según la Ley de Faraday, cualquier conductor que se mueva en un ángulo de 90° con respecto a un campo magnético experimenta una tensión inducida proporcional a la velocidad del conductor. El medidor crea un campo magnético en la trayectoria del fluido y utiliza electrodos en contacto con el fluido conductor para medir el voltaje inducido. El medidor calcula la velocidad del fluido usando el voltaje medido, la fuerza conocida del campo magnético emitido y la distancia entre los electrodos.

Óptico:

Los láseres han penetrado en tantas tecnologías diferentes, ¡así que por supuesto también se pueden aplicar a la medición de flujo! Los medidores de flujo ópticos se utilizan para fluidos que contienen pequeñas partículas sólidas, lo que podría causar un problema de obstrucción para otras técnicas que pueden depender de derivaciones capilares u otras restricciones de flujo. Un láser brilla perpendicularmente a la corriente del flujo y colisiona con una partícula. La luz dispersada por la partícula es recogida por un fotodetector, que genera una señal de pulso eléctrico. Un segundo láser situado más abajo del primero repite este proceso con un segundo fotodetector, y la velocidad del gas que fluye se calcula como la distancia que la partícula recorrió en el tiempo.

Venturi:

venturi flow meter diagram

Los dispositivos Venturi tienen la ventaja de ser muy económicos, pero a expensas de la flexibilidad. El efecto Venturi es una reducción de la presión causada por una constricción en la trayectoria del flujo de un fluido. Los sensores de presión miden la presión antes y dentro de la longitud de constricción, y el medidor calcula la velocidad del fluido usando la ecuación de Bernoulli; el principio de Bernoulli establece que la velocidad de un fluido es inversamente proporcional a su presión, disminuyendo así la presión del gas con una constricción conocida y midiendo la presión diferencial se obtiene una medición de flujo. Sin embargo, sin un control estricto de la presión y temperatura del sistema, el resultado es volumétrico, no de flujo másico, por lo que los resultados pueden variar según las condiciones ambientales.

Presión diferencial de flujo laminar:

Laminar flow element

Para obtener una respuesta de alta precisión, rápida y una gran relación de reducción en la medición de gases secos limpios, muchos expertos recurren a las técnicas LDP. Los instrumentos Alicat miden la presión diferencial, de forma similar a los productos Venturi, el tipo de restricción es un poco diferente, de una manera que marca una gran diferencia. En un instrumento de flujo Alicat, se utiliza una pila de placas y espaciadores para laminar el flujo y crear una caída de presión; esa pila se denomina elemento de flujo laminar. Laminar el flujo disminuye el número de Reynolds del fluido, y permite el cálculo de la tasa de flujo másico usando datos conocidos de temperatura vs. viscosidad y el número de Reynolds del fluido. Un sensor mide la presión diferencial a través de una sección del elemento de flujo laminar con una caída de presión conocida, otro mide la presión absoluta del fluido y un sensor de temperatura mide la temperatura del gas. Todos estos parámetros, combinados con las constantes físicas del fluido programadas en el instrumento, dan al medidor Alicat todo lo que necesita para calcular el flujo volumétrico y másico.

Debido a que los medidores de flujo Alicat no sólo recogen, sino que también reportan mediciones de presión, volumen y flujo másico, son dispositivos multivariantes: usted puede utilizar los datos que más le interesan en su aplicación. Para muchos aficionados de Alicat, esta versatilidad es una de las mejores razones para utilizar los flujómetros y controladores de Alicat. Medir tanto la presión como el flujo másico significa que los usuarios pueden controlar el flujo basándose en cualquiera de ellos, utilizando una función de lazo controlada integrada en los controladores de flujo másico Alicat. Esto significa ser capaz de medir el flujo másico mientras se controla la presión, o controlar el flujo másico mientras se conoce la presión. La ventaja es el ahorro de tiempo, la mejora de la precisión y la reducción de la complejidad en el diseño de sus sistemas.

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