1. TRABAJO FINAL
INSTRUMENTOS PARA MEDIR VELOCIDADES Y CAUDALES EN TUBERÍAS
FUNDAMENTOS DE FLUIDOS
INTEGRANTES
Mariana Barreto Canaval (0931319) – Jairo Goméz Realpe (0934525)
Alejandro León Marín (1110319) – Cindy Williams Vallejo (0942894)
INFORME ESCRITO PRESENTADO AL:
Prof. Ricardo Andrés Bocanegra
Santiago de Cali, Jueves 29 de Noviembre del 2012
ESCUELA DE INGENIERÍA DE LOS RECURSOS NATURALES Y DEL AMBIENTE
UNIVERSIDAD DEL VALLE

2. Tabla de contenido
1. RESUMEN ........................................................................................................................................... 3
2. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................. 3
3. FACTORES PARA LA ELECCIÓN DEL TIPO DE MEDIDOR ....................................................................... 3
4. MÉTODOS DE MEDICIÓN.................................................................................................................... 4
5. MEDIDORES VOLUMÉTRICOS ............................................................................................................. 4
5.1 INSTRUMENTOS DE PRESIÓN DIFERENCIAL ........................................................................................ 4
5.1.1 PLACA ORIFICIO........................................................................................................................... 5
5.1.2 TOBERA ....................................................................................................................................... 5
5.1.3 TUBO VENTURI ............................................................................................................................ 6
5.1.4 TUBO PITOT ................................................................................................................................ 6
5.2 INSTRUMENTOS DE ÁREA VARIABLE: ROTÁMETROS .......................................................................... 7
5.3 INSTRUMENTOS DE VELOCIDAD ......................................................................................................... 8
5.3.1 VERTEDEROS ............................................................................................................................... 8
5.3.2 TURBINAS .................................................................................................................................... 8
5.3.3 TRANSDUCTORES ULTRASÓNICOS .............................................................................................. 9
5.4 INSTRUMENTOS DE FUERZA: MEDIDOR DE PLACA ............................................................................. 9
5.5 INSTRUMENTOS DE TENSIÓN INDUCIDA: MEDIDOR MAGNÉTICO DE CAUDAL .................................. 9
5.6 MEDIDORES DE VORTEX Y TORBELLINOS.......................................................................................... 10
5.7 INSTRUMENTOS POR DESPLAZAMIENTO POSITIVO ......................................................................... 10
5.7.1 MEDIDOR DE DISCO OSCILANTE ............................................................................................... 10
5.7.2 MEDIDOR ROTATIVO ................................................................................................................ 11
6. MEDIDORES DE CAUDAL MASA ........................................................................................................ 11
6.1 MEDIDOR TÉRMICO DE CAUDAL....................................................................................................... 11
6.2 MEDIDOR DE MOMENTO ANGULAR................................................................................................. 12
6.3 MEDIDOR DE CORIOLIS ..................................................................................................................... 12
7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................................................ 13
Instrumentos Para Medir Velocidades y Caudales en Tuberías Página 2

3. 1. RESUMEN
Este trabajo final será destinado a la investigación y desarrollo de lo que concierne a los instrumentos de
medición de velocidades y caudales en tuberías, tema que a nuestro entender es de suma importancia en la
mecánica de fluidos, pues los fluidos están presentes en la mayoría de los procesos industriales, ya sea
porque intervienen en forma directa en el proceso de producción o porque pertenecen a los circuitos
secundarios necesarios.
La investigación tiene como objetivo principal estudiar el efecto, funcionamiento y las aplicaciones
tecnológicas de algunos aparatos medidores de flujo. En este trabajo, se examinan los conceptos básicos de la
medida de velocidad y caudal, y las características de los instrumentos de medida. Se indican también las
ventajas e inconvenientes de emplear uno u otro tipo de medidor de caudal, tanto técnica como
económicamente.
Cabe resaltar que aunque se hace referencia a diferentes tipos de medidores, es obvio que no todos están
contemplados en este trabajo, dada la amplia variedad de los mismos.
2. INTRODUCCIÓN
En el mercado existe una gran variedad de medidores, tanto desde el punto de vista de tamaños y rangos de
operación como de principios de funcionamiento. Esto es debido a que se intenta conseguir la máxima
precisión para la mayor cantidad de aplicaciones.
La velocidad se determina midiendo el tiempo que requiere una partícula determinada para viajar una
distancia conocida. Principalmente existen tres elementos para caudalímetros que basan su principio de
funcionamiento en la velocidad del fluido: Los vertederos (para canales abiertos), las turbinas y las sondas
ultrasónicas. Los primeros en este trabajo no serán de mucho interés. Los medidores de velocidad tipo
turbina se basan en un rotor que gira a una velocidad proporcional al caudal. Y las sondas ultrasónicas que
son las más utilizadas en la industria, utilizan el concepto de que si se deja pasar el ultrasonido en un fluido
en movimiento con partículas, el sonido será reflejado de nuevo desde las partículas, y la variación de
frecuencia del sonido reflejado será proporcional a la velocidad de las partículas. Normalmente, sin embargo,
los dispositivos no miden en forma directa la velocidad sino una cantidad mesurable que puede relacionarse
con la velocidad.
La medida de caudal en conducciones cerradas, consiste en la determinación de la cantidad de masa o
volumen que circula por la conducción por unidad de tiempo. Los instrumentos que llevan a cabo la medida
de un caudal se denominan habitualmente, caudalímetros o medidores de caudal, constituyendo una
modalidad particular los contadores, los cuales integran dispositivos adecuados para medir y justificar el
volumen que ha circulado por la conducción.
3. FACTORES PARA LA ELECCIÓN DEL TIPO DE MEDIDOR
Rango: Los medidores disponibles en el mercado pueden medir flujos desde varios mililitros por segundo
(ml/s) para experimentos precisos de laboratorio hasta varios miles de metros cúbicos por segundo (m3/s)
parasistemas de irrigación de agua, o agua municipal o sistemas de drenaje. Para una instalación de medición
en particular, debe conocerse el orden de magnitud general de la velocidad de flujo así como el rango de las
variaciones esperadas.
Exactitud requerida: cualquier dispositivo de medición de flujo instalado y operado adecuadamente puede
proporcionar una exactitud dentro del 5 % del flujo real. La mayoría de los medidores en el mercado tienen
una exactitud del 2% y algunos dicen tener una exactitud de más del 0.5%. El costo es con frecuencia uno de
los factores importantes cuando se requiere de una gran exactitud.
Pérdida de presión: debido a que los detalles de construcción de los distintos medidores son muy
diferentes, éstos proporcionan diversas cantidades de pérdida de energía o pérdida de presión conforme el
Instrumentos Para Medir Velocidades y Caudales en Tuberías Página 3

4. fluido corre a través de ellos. Excepto algunos tipos, los medidores de fluido llevan a cabo la medición
estableciendo una restricción o un dispositivo mecánico en la corriente de flujo, causando así la pérdida de
energía.
Tipo de fluido: el funcionamiento de algunos medidores de fluido se encuentra afectado por las propiedades
y condiciones del fluido. Una consideración básica es si el fluido es un líquido o un gas. Otros factores que
pueden ser importantes son la viscosidad, la temperatura, la corrosión, la conductividad eléctrica, la claridad
óptica, las propiedades de lubricación y homogeneidad.
Calibración: se requiere de calibración en algunos tipos de medidores. Algunos fabricantes proporcionan una
calibración en forma de una gráfica o esquema del flujo real versus indicación de la lectura. Algunos están
equipados para hacer la lectura en forma directa con escalas calibradas en las unidades de flujo que se
deseen. En el caso del tipo más básico de los medidores, tales como los de cabeza variable, se han
determinado formas geométricas y dimensiones estándar para las que se encuentran datos empíricos
disponibles. Estos datos relacionan el flujo con una variable fácil de medición, tal como una diferencia de
presión o un nivel de fluido.
4. MÉTODOS DE MEDICIÓN
Los diferentes métodos que se utilizan para medir caudales se dividen de acuerdo a los tipos de flujo, el flujo
volumétrico, que representa la variación de volumen por unidad de tiempo y el flujo másico, que representa
la variación de masa por unidad de tiempo. De esta forma entonces existen medidores volumétricos y
medidores de caudal masa, pero hay que tener en cuenta que ambos pueden servir para la misma aplicación,
ya que volumen y la masa son proporcionales entre sí.
5. MEDIDORES VOLUMÉTRICOS
Los medidores volumétricos determinan el flujo en volumen del fluido, bien sea indirectamente por
deducción (presión diferencial, área variable, velocidad, fuerza, tensión inducida, torbellino) o bien sea,
directamente (desplazamiento).
5.1 INSTRUMENTOS DE PRESIÓN DIFERENCIAL
Esta clase de medidores presenta una reducción de la sección de paso del fluido, dando lugar a que el fluido
aumente su velocidad, lo que origina un aumento de su energía cinética y, por consiguiente, su presión tiende
a disminuir en una proporción equivalente de acuerdo con el principio de la conservación de la energía,
creando una diferencia de presión estática entre las secciones aguas arriba y aguas abajo del medidor.
La formula de flujo obtenida con los En la que H es la diferencia de alturas de presión
elementos de presión diferencial se basa en la del fluido o presión diferencial y k es una
aplicación del Teorema de Bernoulli a una constante que depende de los diámetros de la
tubería horizontal, su formula simplificada placa y de la tubería, densidad del fluido,
seria: rugosidades de la tubería… ect.
√
Los instrumentos más conocidos de este tipo son la placa orificio, tobera, tubo Venturi, tubo Pitot.
Instrumentos Para Medir Velocidades y Caudales en Tuberías Página 4

5. 5.1.1 PLACA ORIFICIO
Es la forma más común y utilizada para medir presión diferencial en tuberías donde se permita una gran
pérdida de energía. Consiste en una placa con un orificio que se interpone en la tubería dando como resultado
de esta obstrucción una pérdida de carga, que es la que se mide por comparación con una sonda aguas arriba
y otra aguas debajo de la instalación. (figura 1)
Figura 2
Figura 1
La presión diferencial captada es proporcional al cuadrado del caudal (usando los principios de Bernoulli y
Venturi para relacionar la velocidad con la presión del fluido).
El orificio de la placa puede ser concéntrico, excéntrico o segmental con un pequeño orificio adicional para la
purga de pequeñas partículas de arrastres sólidos cuando sea necesario (figura 2). La placa concéntrica se
utiliza para líquidos, la excéntrica para los gases donde los cambios de presión implican condensación, y la
segmentada para caudales de fluido que contengan una cantidad pequeña de sólidos y gases. Tienen tal
diámetro que no causan error y sus parámetros de diseño son el diámetro, la temperatura del fluido y el
ambiente.
VENTAJAS
Costo independiente del tamaño de la tubería
Salida repetible, aunque la placa tenga un daño
DESVENTAJAS
Alta perdida de presión (40-80%)
Mantenimiento constante por incrustaciones en la placa y en las tomas de presión
5.1.2 TOBERA
La tobera es un elemento primario de medición de flujo, colocado en el punto de medición con objeto de crear
una reducción de presión diferencial, este instrumento se puede describir como una transición entre la placa
orificio y Venturi. Está situada en la tubería con
dos tomas, una anterior y la otra en el centro de
la sección más pequeña (figura 3).
Su capacidad es mayor que la de una placa
orificio, de manera que puede manejarse un
régimen mucho mayor (hasta 60%) con la
misma relación de diámetros y con el mismo
diferencial.
Figura 3
Instrumentos Para Medir Velocidades y Caudales en Tuberías Página 5

6. VENTAJAS
Menor perdida de carga que una placa orificio (la perdida de la tobera es de 30 a 80%)
Resistentes a la abrasión y pueden usarse con fluidos sucios y en suspensión
Precisión del orden de 0.95 a 1.5%
DESVENTAJAS
Costo de 8 a 16 veces más que una placa orificio
5.1.3 TUBO VENTURI
Es un tipo de boquilla especial, seguida de un cono que se ensancha gradualmente (figura 4), accesorio que
evita en gran parte la pérdida de energía cinética debido al rozamiento. Es por principio un medidor de área
constante y de caída de presión variable.
Permite la medición de caudales mayores con una baja
pérdida de carga y se usa donde es importante la
recuperación de presión, puesto que esta recuperación
del cuello Venturi es mucho más elevada que para
otros elementos primarios, especialmente en
comparación con los de placas de orificio.
Figura 4
VENTAJAS
Permite la medición de caudales 60% superiores a los de la placa orificio en las mismas condiciones
de servicio y con una pérdida de carga de sólo 10 a 20% de la presión diferencial.
Posee una gran precisión
Resistentes a la abrasión y pueden usarse con fluidos sucios y en suspensión.
DESVENTAJAS
Más grandes, caros y pesados que las placas orificios
El Tubo Vénturi puede tener muchas aplicaciones, por ejemplo en la industria automotriz, en el carburador
del carro, el uso de éste se pude observar en lo la Alimentación de Combustible. Los motores requieren aire y
combustible para funcionar. Un litro de gasolina necesita aproximadamente 10.000 litros de aire para
quemarse, y debe existir algún mecanismo dosificador que permita el ingreso de la mezcla al motor en la
proporción correcta. A ese dosificador se le denomina carburador, y se basa en el principio de Vénturi: al
variar el diámetro interior de una tubería, se aumenta la velocidad del paso de aire.
5.1.4 TUBO PITOT
El tubo de Pitot puede ser definido como el instrumento para medir velocidades de un flujo mediante la
diferencia de presiones estática y dinámica en una línea de corriente.
Consta de un orificio alineado con el flujo que se aproxima y
está cerrado por uno de sus extremos con un tapón redondo
que tiene un pequeño orificio en la línea central del tubo
(figura 5). El fluido dentro del tubo Pitot es estacionario, en
tanto que el que se aproxima fluye alrededor de este. Una
partícula de fluido que se mueve a lo largo de la línea de
corriente, que coincide con el eje del tubo Pitot, alcanza el
reposo al acercarse a la punta del tubo, debido a que debe
dividirse y pasar por ambos lados del tubo.
Figura 5
Instrumentos Para Medir Velocidades y Caudales en Tuberías Página 6

7. Al entrar momentáneamente en reposo, la presión del fluido se eleva a un valor, el cual se conoce como
presión de estancamiento y se relaciona con la velocidad del tubo corriente arriba. La presión del flujo
estacionario en el interior del tubo Pitot es igual a la presión de estancamiento del flujo externo con el que
está en contacto a través del pequeño orificio localizado en el punto de estancamiento del tubo.
VENTAJAS
Bajo costo y pérdida de presión despreciable
DESVENTAJAS
Miden la velocidad en el punto y las mediciones volumétricas son poco precisas. La máxima exactitud
se consigue efectuando varias medidas en puntos determinados y promediando las raíces cuadradas
de las velocidades medidas.
Baja precisión del orden de 1.5-4%
No trabaja bien a velocidades bajas del flujo ni a velocidades muy altas (supersónica)
Suelen utilizarse tubos de Pitot para la medida de caudales de gas en grandes conducciones, como chimeneas
de industrias pesadas. Un inconveniente del uso del tubo en flujos gaseosos es la pequeña diferencia de
presión que se genera, esto se ha corregido con una modificación del instrumento que se conoce con el
nombre de Tubo de Pitot invertido o pitómetro.
Otra mejoría del tubo Pitot es el Tubo Annubar, este posee dos tubos de medición de los caudales, uno de
presión total y otro de presión estática. Estos tubos hacen que su medición en comparación con la del tubo
Pitot sea de mayor precisión. Además posee una baja perdida de carga, este tubo sirve para medir pequeños y
grandes caudales de líquidos y gases.
5.2 INSTRUMENTOS DE ÁREA VARIABLE: ROTÁMETROS
En los medidores de carga: orificio, boquilla, Venturi, la variación de la velocidad de flujo a través de un área
constante produce una caída de presión variable que está relacionada con dicha velocidad. Mientras que en
los medidores de área variable la caída de presión permanece constante y es el área a través del cual circula el
fluido el que varía con la velocidad del flujo, relacionándose estos mediante un calibrador adecuado.
El Rotámetro consta básicamente de un “flotador” indicador
que se puede mover libremente en el interior de un tubo
vertical ligeramente cónico con el diámetro menor hacia abajo
(figura 6). El fluido ingresa por el extremo inferior y hace que el
flotador suba hasta que el área circulare entre él y la pared del
tubo sea tal que la caída de presión en este estrechamiento sea
suficiente para sostener el flotador.
VENTAJAS
Se emplean en lugares que requieran indicación local
Bajo costo y pérdida de presión constante
Gases o líquidos (incluso viscosos)
DESVENTAJAS
Transmisores limitados
Presiones bajas Figura 6
Instalación vertical
Las ranuras en el flotador hacen que rote y por consiguiente, que mantenga su posición central en el tubo y
como el área es variable se logra mantener constante la relación peso del flotador y altura. Entre mayor sea el
caudal, mayor es la altura que asume el flotador.
Instrumentos Para Medir Velocidades y Caudales en Tuberías Página 7

8. 5.3 INSTRUMENTOS DE VELOCIDAD
5.3.1 VERTEDEROS
En la medición de caudal en canales abiertos se utilizan vertederos, los cuales provocan una diferencia de
alturas del líquido en el canal entre la zona anterior del vertedero y su punto más bajo. Y existen diferentes
tipos (figura 7). La diferencia de alturas H se mide mediante un instrumento de flotador o burbujeo, el cual
puede indicar, registrar y regular directamente el caudal o bien transmitirlo a distancia con un transmisor de
tipo potenciométrico, neumático de equilibrios de movimientos, o digital.
El caudal es proporcional a la diferencia de alturas según la fórmula general:
Donde: Q = caudal en mts3/seg
K = constante que depende del tipo de vertedero
l = anchura de la garganta del vertedero en mts
H = diferencia máxima de alturas en mts
n = exponente que depende del tipo de vertedero o canal
Figura 7
5.3.2 TURBINAS
Las turbinas son medidores que poseen un rotor que gira al paso del fluido con una velocidad directamente
proporcional al caudal (figura 8). La velocidad del fluido ejerce una fuerza de arrastre en el rotor, la diferencia
de presiones debida al cambio de áreas entre el rotor y el cono posterior ejerce una fuerza igual y opuesta.
Debido a ello el rotor está equilibrado hidrodinámicamente, sin la necesidad de utilizar rodamientos axiales.
Para captar la velocidad de la turbina existen dos tipos de convertidores, de reluctancia e inductivos, para
ambos la frecuencia que genera el rotor de turbina es proporcional al caudal, siendo del orden de 250 y 1200
ciclos por segundo para el caudal máximo.
VENTAJAS
Fácil instalación y salida lineal con el flujo
Adecuado para medición de fluidos de líquidos limpios o
filtrados
Buena rangeabilidad (10:1)
Precisión elevada, del orden de 0.3%
Adecuado para presiones ilimitadas y temperaturas extremas
DESVENTAJAS
Útil sólo para líquidos de baja viscosidad
Requieren equipo secundario de lectura
Figura 8
Instrumentos Para Medir Velocidades y Caudales en Tuberías Página 8

9. 5.3.3 TRANSDUCTORES ULTRASÓNICOS
Dos tipos de medidores ultrasónicos son utilizados fundamentalmente para la medida de caudal en circuitos
cerrados. El primero (tiempo de tránsito o de propagación) utiliza la transmisión por impulsos, mientras que
el segundo (efecto Doppler) usa la transmisión continua de ondas.
Los medidores por tiempo de transito miden el caudal por diferencia de velocidades del sonido al
propagarse éste en el sentido del fluido y en el sentido contrario. Los sensores están ubicados en una tubería
de la que se conocen el área y el perfil de velocidades (figura 9).
Los principios de funcionamiento de estos instrumentos son
variados.
VENTAJAS
Muy buena precisión
Ideal para líquidos muy corrosivos
DESVENTAJAS
Requiere fluidos limpios
Figura 9
Los medidores por efecto Doppler proyectan ondas sónicas a lo largo del flujo del fluido y mide el
corrimiento de frecuencia que experimenta la señal de retorno al reflejarse el sonido en las partículas
contenidas en el fluido.
VENTAJAS
Bajo costo, independientemente de la tubería
Bueno para medir caudales difíciles, tales como mezclas gas-líquido y fangos.
DESVENTAJAS
Baja precisión
No sirven para líquidos y gases limpios
5.4 INSTRUMENTOS DE FUERZA: MEDIDOR DE PLACA
Consiste en una placa instalada directamente en el centro de la tubería y sometida al empuje del fluido. La
fuerza originada es proporcional a la energía cinética del fluido (que es proporcional al cuadrado de la
velocidad) y es transmitida por un transmisor neumático de equilibrio de fuerzas o por un transductor
eléctrico de galgas extensiométricas.
VENTAJAS
Precisión de 1%
Puede medir caudales de un mínimo de o.3 lpm hasta 40000 lpm
Apto para fluidos con pequeñas cantidades de sólidos en suspensión
5.5 INSTRUMENTOS DE TENSIÓN INDUCIDA: MEDIDOR MAGNÉTICO DE CAUDAL
El medidor magnético de caudal funciona según la ley de Faraday que establece que la tensión inducida a
través de cualquier conductor, al moverse este perpendicularmente a través de un campo magnético, es
proporcional a la velocidad del conductor.
VENTAJAS
No producen perdidas de presión
DESVENTAJAS
Requiere fluidos conductores
No sirve para fluidos gaseosos
Requiere de tubería siempre llena de fluido Figura 10
Instrumentos Para Medir Velocidades y Caudales en Tuberías Página 9

10. 5.6 MEDIDORES DE VORTEX Y TORBELLINOS
El Medidor de vortex se basa en el hecho de que los vórtices se forman a continuación de un obstáculo, en el
sentido de la corriente. Cuando un líquido fluye por el tubo de medida en el que se encuentra un cuerpo que
obstaculiza el flujo, los vórtices se forman sucesivamente una vez a un lado y luego al otro a continuación de
dicho cuerpo (figura 11). La frecuencia de los vórtices que se esparcen a cada lado es directamente
proporcional a la velocidad de circulación media y, por consiguiente, al caudal volumétrico.
El Medidor de caudal por torbellino se basa en la determinación de la frecuencia del torbellino producido
por una hélice estática situada dentro de la tubería por la cual pasa el fluido (figura 11). La frecuencia del
torbellino es proporcional a la velocidad del fluido.
Figura 11
VENTAJAS
Adecuados para gases, vapores y líquidos
Amplia capacidad de rango de flujo (50:1)
Mantenimiento mínimo
Buena exactitud y repetibilidad
DESVENTAJAS
No sirve para fluidos viscosos sucios
Limitaciones de tamaño de tubería (<8´´) y el número de Reynolds (>100000´´)
Instalación debe ser en tubería recta con el medidor perfectamente alineado
Precisión del instrumento es de 0.2% del caudal medio, por lo que el error porcentual se hace mayor
cuando más bajo es el caudal
5.7 INSTRUMENTOS POR DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Los medidores de desplazamiento positivo miden el caudal en volumen (contando o integrando) volúmenes
separados de líquido. Las partes mecánicas del instrumento se mueven aprovechando la energía del fluido y
dan lugar a una pérdida de carga.
5.7.1 MEDIDOR DE DISCO OSCILANTE
Está compuesto por: una cámara circular con un disco plano móvil dotado de una ranura en la que está
intercalada una placa fija. Esta placa separa la entrada de la salida e impide el giro del disco durante el paso
del fluido. La cara baja del disco está siempre en contacto con la parte inferior de la cámara en el lado opuesto
(figura 12).
Cuando pasa el fluido, el disco toma un movimiento parecido al de un trompo caído de modo que cada punto
de su circunferencia exterior sube y baja alternativamente estableciendo contacto con las paredes de la
cámara desde su parte inferior a la superior. Este movimiento de balanceo se transmite mediante el eje del
disco a un tren de engranajes.
Instrumentos Para Medir Velocidades y Caudales en Tuberías Página 10

11. VENTAJAS
Se utilizan en la medición de agua fría, agua caliente,
aceite y líquidos alimenticios
Precisión es de 1-2%
DESVENTAJAS
Caudal máximo es de 600 lpm
Se fabrica para pequeños tamaños de tubería
Figura 12
5.7.2 MEDIDOR ROTATIVO
Este tipo de instrumento tiene válvulas rotativas que giran excéntricamente rozando con las paredes de una
cámara circular y transportan el líquido en forma incremental de la entrada a la salida.
Los medidores rotativos se emplean mucho para la medición de crudos y gasolinas, con intervalos de medida
que van de unos pocos lpm de líquidos limpios de baja velocidad hasta 64000 lpm de crudos viscosos.
Principalmente hay dos sistemas (figura)
El Medidor bi-rotor está diseñado para medir el flujo total de productos líquidos que pasa a través del mismo
por medio de una unidad de medición que separa el flujo en segmentos separándolos momentáneamente del
caudal que pasa a través del medidor. Son diseñados para que los efectos adversos de líneas fuera de
alineación no puedan ser transmitidas a la unidad de medición (figura 13). El Medidor oval realiza
mediciones en productos difíciles sin comprometer la precisión, tales como: ácido sulfúrico súper saturado,
dióxido de titanio, azufre derretido y mantequilla de maní (figura 13).
Figura 13
6. MEDIDORES DE CAUDAL MASA
La determinación del caudal masa puede efectuarse a partir de una medida volumétrica, compensándola para
las variaciones de densidad del fluido, o bien, determinar directamente el caudal masa aprovechando
características medibles de la masa del fluido. En las ocasiones en que interesa aprovechar características
medibles de la masa, existen tres sistemas básicos: los instrumentos térmicos, los de momento angular y los
de Coriolis.
6.1 MEDIDOR TÉRMICO DE CAUDAL
Los medidores térmicos de caudal se basan comúnmente en el principio físico de la elevación de temperatura
de fluido en su paso por un cuerpo caliente (Medidor Thomas).
Estos medidores constan de una fuente eléctrica de alimentación de precisión que proporciona un calor
constante al punto medio del tubo por el cual circula el caudal. En puntos equidistantes de la fuente de calor
se encuentran sondas de resistencia para medir la temperatura (figura 14).
Instrumentos Para Medir Velocidades y Caudales en Tuberías Página 11

12. Figura 14
Cuando el fluido esta en reposo, la temperatura es idéntica en las dos sondas. Cuando el fluido circula,
transporta una cantidad de calor hacia el segundo elemento termistor, y se presenta una diferencia de
temperaturas que va aumentando progresivamente entre las dos sondas a medida que aumenta el caudal.
Esta diferencia es proporcional a la masa que Donde: Q = calor transferido
circula a través del tubo, de acuerdo con la m = masa del fluido
ecuación: = calor especifico
= temperatura anterior
= temperatura posterior
6.2 MEDIDOR DE MOMENTO ANGULAR
Los medidores de caudal masa de momento angular se basan en el principio de conservación del momento
angular de los fluidos. Así, si a un fluido se le comunica un momento angular manteniendo constante la
velocidad angular, la medición del par producido permite determinar el caudal masa.
6.3 MEDIDOR DE CORIOLIS
La medición de caudal por el efecto Coriolis, también conocido como medición directa o dinámica, da una
señal directamente proporcional al caudal másico, esta medición directa de la masa de flujo evita la necesidad
de utilizar cálculos complejos y como estándar
fundamental de medición, la masa no deriva sus
unidades de otra fuente ni se ve afectada por
variaciones de temperatura o presión; tal constancia
hace a la masa, la propiedad ideal para medir.
Se basa en que la aceleración absoluta de un móvil es
la resultante de la aceleración relativa, la de arrastre
y la de Coriolis. Tres bobinas electromagnéticas
forman el sensor, la bobina impulsora hace vibrar los
dos tubos, sometiéndolos a un movimiento
oscilatorio de rotación alrededor del eje (figura 15).
Figura 15
VENTAJAS
No se ve afectado por cambios de temperatura o presión.
Requiere de mínimo mantenimiento.
Permite la medición de flujo en forma bidireccional.
Es de fácil calibración en el campo.
El error real es de menos del 0.2% de la tasa de flujo
DESVENTAJAS
Constituye el sistema de medición de flujo de mayor costo.
Instrumentos Para Medir Velocidades y Caudales en Tuberías Página 12

13. 7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
http://www.slideshare.net/camilorene/instrumentacin-de-control-clase-8-caudal
http://snsoresdecaudal.blogspot.com/2009/05/sensores-de-caudal.html
http://mecatroniando.blogspot.com/2010/05/principio-de-medidor-de-flujo-coriolis.html
http://www.inele.ufro.cl/apuntes/Instrumentacion_y_Control/Ivan_Velazquez/Catedra/Capitulo%2
02.2%20Flujo.pdf
http://es.scribd.com/doc/48136016/Medidores-de-caudal-tmp
http://es.scribd.com/doc/70295261/INTRODUCCION-medidores-de-caudal
Instrumentos Para Medir Velocidades y Caudales en Tuberías Página 13