Cómo funcionan los caudalímetros

Los caudalímetros son dispositivos que miden la cantidad de líquido, gas o vapor que los atraviesa. Algunos caudalímetros miden el caudal como la cantidad de fluido que pasa a través del caudalímetro durante un período de tiempo (por ejemplo, 100 litros por minuto). Otros caudalímetros miden la cantidad total de fluido que ha pasado a través del caudalímetro (por ejemplo, 100 litros).

Los caudalímetros constan de un dispositivo primario, un transductor y un transmisor. El transductor detecta el fluido que pasa a través del dispositivo primario. El transmisor genera una señal de flujo útil a partir de la señal bruta del transductor. Estos componentes suelen estar combinados, por lo que el caudalímetro puede constar de uno o más dispositivos físicos.

La medición del flujo se puede describir mediante

Q = A · v, lo que significa que el volumen de fluido que pasa a través de un caudalímetro es igual al área de la sección transversal de la tubería (A) multiplicada por la velocidad media del fluido (v); y

W = r · Q, lo que significa que el flujo másico de fluido que pasa a través de un caudalímetro (A) es igual a la densidad del fluido (r) multiplicada por el volumen del fluido (Q).

Los caudalímetros volumétricos miden directamente el volumen de fluido (Q) que pasa a través del caudalímetro. La única tecnología de caudalímetro que mide el volumen directamente es el caudalímetro de desplazamiento positivo.

Los caudalímetros de velocidad utilizan técnicas que miden la velocidad (v) del flujo para determinar el caudal volumétrico. Algunos ejemplos de tecnologías de caudalímetros que miden la velocidad son los magnéticos, de turbina, ultrasónicos, de desprendimiento de vórtices y los fluidos.

Los caudalímetros másicos utilizan técnicas que miden el flujo másico (W) de la corriente. Algunos ejemplos de tecnologías de caudalímetros que miden el flujo másico son los caudalímetros másicos Coriolis y los caudalímetros térmicos.

Los caudalímetros inferenciales no miden volumen, velocidad ni masa, sino que miden el caudal infiriendo su valor a partir de otros parámetros medidos. Algunos ejemplos de tecnologías de caudalímetros que miden por inferencia son los caudalímetros de presión diferencial, de objetivo y de área variable.

Los computadores de flujo se utilizan a menudo para compensar las mediciones de flujo en función de las condiciones reales del proceso, como la presión, la temperatura, la viscosidad y la composición.

Entre las tecnologías de medición de caudal adicionales se incluyen los caudalímetros que miden el flujo de líquido en un canal abierto y los caudalímetros de inserción, que miden el caudal en un punto específico de la tubería y utilizan esta medición para inferir el caudal total. Los sistemas de medición de caudal por inserción suelen utilizar un computador de caudal para compensar los efectos hidráulicos.

Precauciones de instalación para caudalímetros

En aplicaciones con líquidos, asegúrese de que el caudalímetro esté instalado de forma que permanezca lleno de líquido, ya que el gas o el vapor en su interior pueden alterar su geometría y afectar negativamente a su precisión.

En aplicaciones con gas o vapor, asegúrese de que el caudalímetro esté instalado de manera que permanezca lleno de gas o vapor, ya que el líquido en su interior puede alterar su geometría y afectar negativamente a su precisión.

Las perturbaciones ubicadas aguas arriba (y a veces aguas abajo) del caudalímetro, como codos de tubería y válvulas de control, pueden afectar negativamente la precisión de la medición, ya que el caudalímetro podría no ser capaz de medir con exactitud flujos perturbados. Asegúrese de ubicar las válvulas de control aguas abajo del caudalímetro para que sus perturbaciones no se introduzcan directamente en él (como ocurriría si estuvieran ubicadas aguas arriba). Asimismo, asegúrese de diseñar adecuadamente las tuberías aguas arriba y aguas abajo con un tramo recto suficiente para eliminar las perturbaciones que puedan afectar la precisión de la medición.

Tenga especial cuidado cuando el flujo sea bifásico, como líquido/gas o líquido/sólido, ya que estos flujos pueden afectar negativamente la precisión de muchos caudalímetros. Tenga precaución, ya que algunos caudalímetros pueden obstruirse y dejar de funcionar en flujos bifásicos.

Precauciones de uso para caudalímetros

Cada tipo de caudalímetro tiene sus propias aplicaciones y limitaciones de instalación específicas. No existe un caudalímetro universal. La clave para seleccionar el caudalímetro adecuado reside en la aplicación, no en la tecnología. Muchas de estas tecnologías funcionan bien en diversas aplicaciones. Si se parte de la aplicación, se puede elegir la tecnología deseada en función de la precisión, el coste, la durabilidad y la fiabilidad, en lugar de intentar adaptar la tecnología elegida a la aplicación específica.