Elige el caudalímetro que necesites
El caudal es un parámetro de control de procesos de uso común en los procesos de producción industrial. Actualmente, existen aproximadamente más de 100 caudalímetros diferentes en el mercado. ¿Cómo deben los usuarios elegir productos con mayor rendimiento y precio? Hoy, llevaremos a todos a comprender las características de rendimiento de los caudalímetros.
Comparación de diferentes caudalímetros
Tipo de presión diferencial
La tecnología de medición de presión diferencial es actualmente el método de medición de flujo más utilizado, que casi puede medir el flujo de fluidos monofásicos y fluidos a alta temperatura y alta presión en diversas condiciones de trabajo. En la década de 1970, esta tecnología alguna vez representó el 80% de la participación de mercado. El medidor de flujo de presión diferencial generalmente se compone de dos partes, un dispositivo de estrangulamiento y un transmisor. Dispositivos de estrangulamiento, placas de orificio comunes, boquillas, tubos de Pitot, tubos de velocidad uniforme, etc. La función del dispositivo de estrangulamiento es encoger el fluido que fluye y hacer una diferencia entre su corriente ascendente y descendente. Entre varios dispositivos de estrangulamiento, la placa de orificio es la más utilizada debido a su estructura simple y fácil instalación. Sin embargo, tiene requisitos estrictos sobre las dimensiones de procesamiento. Siempre que se procese e instale de acuerdo con las especificaciones y los requisitos, la medición del flujo se puede realizar dentro del rango de incertidumbre después de que se califique la inspección, y no se requiere la verificación del líquido real.
Todos los dispositivos de estrangulamiento tienen una pérdida de presión irrecuperable. La mayor pérdida de presión se produce en el orificio de borde afilado, que es del 25 % al 40 % de la diferencia máxima del instrumento. La pérdida de presión del tubo de Pitot es muy pequeña y se puede ignorar, pero es muy sensible a los cambios en el perfil del fluido.
Tipo de área variable
Un representante típico de este tipo de caudalímetro es el rotámetro. Su ventaja más destacada es que es directo y no requiere una fuente de alimentación externa para la medición in situ.
Los rotámetros se dividen en rotámetros de vidrio y rotámetros de tubo metálico según su fabricación y materiales. El caudalímetro de rotor de vidrio tiene una estructura simple, la posición del rotor es claramente visible y es fácil de leer. Se utiliza principalmente para temperatura normal, presión normal, medios transparentes y corrosivos, como aire, gas, argón, etc. Los rotámetros de tubo metálico generalmente están equipados con indicadores de conexión magnética, se utilizan en situaciones de alta temperatura y alta presión, y pueden transmitir señales estándar para ser utilizadas con registradores, etc., para medir el flujo acumulativo.
Actualmente, existe en el mercado un caudalímetro de área variable vertical con cabezal cónico de resorte cargado. No tiene un tipo de condensación ni una cámara intermedia. Tiene un rango de medición de 100:1 y una salida lineal, que es la más adecuada para la medición de vapor.
Oscilante
El caudalímetro de vórtice es un ejemplo típico de caudalímetro oscilante. Consiste en colocar un objeto no aerodinámico en la dirección de avance del fluido, y el fluido forma dos filas de vórtices asimétricos regulares detrás del objeto. La frecuencia del tren de vórtices es proporcional a la velocidad del flujo.
Las características de este método de medición son que no hay partes móviles en la tubería, la repetibilidad de las lecturas, buena confiabilidad, larga vida útil, amplio rango de medición lineal, casi no se ve afectado por cambios de temperatura, presión, densidad, viscosidad, etc., y baja pérdida de presión. Alta precisión (aproximadamente 0,5%-1%). Su temperatura de trabajo puede alcanzar más de 300 ℃ y su presión de trabajo puede alcanzar más de 30 MPa. Sin embargo, la distribución de la velocidad del fluido y el flujo pulsante afectarán la precisión de la medición.
Diferentes medios pueden utilizar diferentes tecnologías de detección de vórtices. Para el vapor, se pueden utilizar discos vibratorios o cristales piezoeléctricos. Para el aire, se pueden utilizar sensores térmicos o ultrasónicos. Para el agua, son aplicables casi todas las tecnologías de detección. Al igual que las placas de orificio, el vórtice El coeficiente de flujo del caudalímetro de calle también está determinado por un conjunto de dimensiones.
Electromagnético
Este tipo de caudalímetro utiliza la magnitud del voltaje inducido generado cuando el flujo conductor fluye a través del campo magnético para detectar el flujo. Por lo tanto, solo es adecuado para medios conductores. Teóricamente, este método no se ve afectado por la temperatura, la presión, la densidad y la viscosidad del fluido, la relación de rango puede alcanzar 100:1, la precisión es de aproximadamente 0,5%, el diámetro de tubería aplicable es de 2 mm a 3 m, y se usa ampliamente en agua y lodo, pulpa o medición de flujo de medio corrosivo.
Debido a la debilidad de la señal, el caudalímetro electromagnético suele ser de solo 2,5-8 mV a escala completa y el caudal es muy pequeño, solo unos pocos milivoltios, lo que lo hace susceptible a interferencias externas. Por lo tanto, se requiere que la carcasa del transmisor, el cable blindado, el conducto de medición y las tuberías en ambos extremos del transmisor estén conectados a tierra y se establezca un punto de conexión a tierra separado. Nunca conecte a la tierra pública motores, aparatos eléctricos, etc.
Tipo ultrasónico
Los tipos más comunes de medidores de flujo son los medidores de flujo Doppler y los medidores de flujo de diferencia de tiempo. El medidor de flujo Doppler detecta el caudal en función del cambio en la frecuencia de las ondas sonoras reflejadas por el objetivo en movimiento en el fluido medido. Este método es adecuado para medir fluidos de alta velocidad. No es adecuado para medir fluidos de baja velocidad, y la precisión es baja, y se requiere que la pared interna de la tubería sea alta, pero su circuito es simple.
El caudalímetro de diferencia de tiempo mide el caudal según la diferencia de tiempo entre la propagación hacia adelante y hacia atrás de las ondas ultrasónicas en el fluido de inyección. Dado que la magnitud de la diferencia de tiempo es pequeña, para garantizar la precisión de la medición, los requisitos para el circuito electrónico son altos y el costo del medidor aumenta en consecuencia. El caudalímetro de diferencia de tiempo es generalmente adecuado para líquidos de flujo laminar puro con un campo de velocidad de flujo uniforme. Para líquidos turbulentos, se pueden utilizar caudalímetros de diferencia de tiempo de haz múltiple.
Rectángulo de momento
Este tipo de caudalímetro se basa en el principio de conservación del momento de inercia. El fluido impacta la parte giratoria para hacerla girar, y la velocidad de la parte giratoria es proporcional al caudal. Luego se utilizan métodos como el magnetismo, la óptica y el conteo mecánico para convertir la velocidad en una señal eléctrica para calcular el caudal.
El caudalímetro de turbina es el tipo de instrumento más utilizado y de mayor precisión. Es adecuado para medios gaseosos y líquidos, pero su estructura es ligeramente diferente. Para el gas, su ángulo de impulsor es pequeño y el número de álabes es grande. La precisión del caudalímetro de turbina puede alcanzar el 0,2%-0,5%, y puede alcanzar el 0,1% en un rango estrecho, y la relación de reducción es de 10:1. La pérdida de presión es pequeña y la resistencia a la presión es alta, pero tiene ciertos requisitos sobre la limpieza del fluido y se ve fácilmente afectado por la densidad y la viscosidad del fluido. Cuanto menor sea el diámetro del orificio, mayor será el impacto. Al igual que la placa de orificio, asegúrese de que haya suficiente antes y después del punto de instalación. Sección de tubería recta para evitar la rotación del fluido y cambiar el ángulo de acción de la cuchilla.
Desplazamiento positivo
El principio de funcionamiento de este tipo de instrumento se mide de acuerdo con el movimiento preciso de una cantidad fija de fluido en cada revolución del cuerpo giratorio. El diseño del instrumento es diferente, como el caudalímetro de engranajes ovalados, el caudalímetro de pistón rotatorio, el caudalímetro de rascador, etc. El rango del caudalímetro de engranajes ovalados es relativamente grande, que puede alcanzar 20:1, y la precisión es alta, pero el engranaje móvil es fácil de atascar por impurezas en el fluido. El caudal unitario del caudalímetro de pistón rotatorio es grande, pero debido a razones estructurales, el volumen de fuga es relativamente alto. Grande, poca precisión. El caudalímetro de desplazamiento positivo es básicamente independiente de la viscosidad del fluido y es adecuado para medios como grasa y agua, pero no apto para medios como vapor y aire.
Cada uno de los medidores de caudal mencionados anteriormente tiene sus propias ventajas y desventajas, pero incluso si es el mismo tipo de medidor, los productos proporcionados por diferentes fabricantes tienen diferentes rendimientos estructurales.
