medidores-de-flujo

1. ELECTRONICA INDUSTRIAL

2. Siempre que se trabaja con un fluido , existe la
necesidad de realizar un conteo de la cantidad que
se transporta, para lo cual utilizamos medidores de
flujo.
Algunos de ellos miden la velocidad de flujo de
manera directa y otros miden la velocidad
promedio, y aplicando la Ecuación de continuidad
y la de energía se calcula la velocidad
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3. MEDIDORES DE CAUDAL

4. MEDIDORES DE CAUDAL
La medición de caudal tiene un elevado % de ocurrencia en la industria de allí su importancia en la medición.
Funciones a través de la medición de caudal:
 Conocimiento de la producción de un proceso de planta.
 Conocimiento de diferentes consumos.
 Distribución en forma prefijada de una corriente.
 Mezcla de varias corrientes en determinadas proporciones.
 Realización de balance de materia alrededor de un equipo.

5. MEDIDORES DE CAUDAL
 Medidores de presión diferencial
 Placa orificio
 Tubo Venturi
 Tubo Pitot
 Medidores de impacto
 Medidores de velocidad
 Medidor de turbina
 Medidor electromagnético
 Medidor Vortex
 Rotámetro
 Medidor de ultrasonidos
 Medidores másicos
 Medidor másico térmico
 Medidor de Coriolis
 Medidores volumétricos
 Medidor de desplazamiento positivo

6. MEDIDORES DE PRESIÓN
DIFERENCIAL

7. MEDIDORES DE PRESIÓN
DIFERENCIAL
 Al restringir el paso de
fluido se produce una
caída de presión
estática.

8. PLACA ORIFICIO
 Es una placa con un orificio (generalmente afilado aguas arriba y biselado
aguas abajo).
 Se usa con líquido limpios y gases.
 Los fluidos sucios producen erosión del filo de la placa.
 Se usan orificios excéntricos:
– en la parte alta, para permitir el paso de gases al medir líquidos.
– en la parte baja, para dejar pasar sólidos suspendidos.

9. MEDIDORES DE VELOCIDAD

10. TURBINA
 El fluido entra en el medidor y
hace girar un rotor a una
velocidad que es proporcional a
la del fluido, y por tanto al
caudal instantáneo.
 La velocidad de giro del rotor se
mide por conexión mecánica (un
sensor registra el número de
vueltas) o por pulsos
electrónicos generados por cada
giro.
 Son los más precisos (Precisión
0.15 - 1 %).
 Son aplicables a gases y
líquidos limpios de baja
viscosidad.
 Problemas: Pérdida de carga y
partes móviles

11. SE PUEDEN USAR DOS TIPOS DE CONVERTIDORES:
 DE RELUCTANCIA: LA VELOCIDAD VIENE DETERMINADA POR
EL PASO DE LAS PALAS INDIVIDUALES DE LA TURBINA A
TRAVÉS DEL CAMPO MAGNETICO CREADO POR UN IMAN
PERMANENTE MONTADO EN UNA BOBINA CAPTADORA
EXTERIOR. EL PASO DE CADA PALA VARIA LA RELUCTANCIA
DEL CIRCUITO MAGNETICO, ASÍ CAMBIA EL FLUJO
INDUCIENDO EN LA BOBINA CAPTADORA UNA CORRIENTE
ALTERNA QUE ES PROPORCIONAL AL GIRO DE LA TURBINA
 DE TIPO INDUCTIVO: LLEVA INCORPORADO UN IMÁN
PERMANENTE Y EL CAMPO MAGNÉTICO GIRATORIO QUE SE
ORIGINA INDUCE UNA CORRIENTE ALTERNA EN UNA BOBINA
CAPTADORA EXTERIOR.

12. TURBINATURBINA

13. MEDIDOR ELECTROMAGNÉTICO
 Se basan en la Ley de inducción electromagnética de Faraday: “el
voltaje inducido en un conductor que se mueve en un campo
magnético, es proporcional a la velocidad del conductor, dimensión del
conductor, y fuerza del campo magnético” (E=KV D B).
 El medidor consta de:
– Tubo de caudal: el propio tubo (de material no magnético)
recubierto de material no conductor (para no cortocircuitar el voltaje
inducido),bobinas generadoras del campo magnético, electrodos
detectores del voltaje inducido en el fluido.
– Transmisor: Alimenta eléctricamente (C.A. o C.C.) a las bobinas.
Elimina el ruido del voltaje inducido. Convierte la señal (mV) a la
adecuada a los equipos deindicación y control (mA, frecuencia,
digitales).

14. MEDIDOR ELECTROMAGNÉTICO
 Es poco sensible a los
perfiles de velocidad y
exigen conductividad del
fluido de 5μΩ/cm.
 No originan caída de
presión .
 Se usan para líquido
sucios, viscosos. y
contaminados.
 Precisión: 0.25 - 1%

15. ROTÁMETROS
 Medidores de área
variable en los que un
flotador cambia su
posición de forma
proporcional al caudal
 Como indicador
visual. Se le puede
hacer acoplamiento
magnético
 Instalación en vertical

16. SE DISTINGUEN DOS TIPOS:
 POTENCIOMÉTRICO
 PUENTE DE IMPEDANCIAS
POTENCIOMÉTRICO: FUNCIONA COMO UN TRANSDUCTOR
DE RESISTIVO, CONSISTE EN UNA VARILLA QUE SIGUE
MAGNETICAMENTE EL MOVIMIENTO DEL FLOTADOR
DENTRO DEL TUBO Y MUEVE EL BRAZO DE UN
POTENCIÓMETRO. SE OBTIENE UNA TENSIÓN ALTA A LA
SALIDA PROPORCIONAL A LA POSICIÓN DEL FLOTADOR.

17. PUENTE DE IMPEDANCIAS: UN TRANSFORMADOR DIFERENCIAL DE
NÚCLEO MOVIL Y UN CONVERTIDOR. AL VARIAR EL CAUDAL, UN IMAN
MONTADO EN EL FLOTADOR O EN LA VARILLA DE EXTENSIÓN DEL
MISMO HACE GIRAR UN MECANISMO MAGNETICO DE POSICION
FORMADO POR UNA ELICE DE HIERRO DISPUESTA EN UN CILINDRO DE
ALUMINIO. UNA LEVA DE FORMA CARACTERÍSTICA GIRA CON EL
CONJUNTO Y SE INTRODUCE DENTRO DEL ARROLLAMIENTO ACTIVO DE
UN TRANSFORMADOR DIFERENCIAL.
EL PRIMARIO DE ESTE TRANSFORMADOR ES ALIMENTADO POR UNA
TENSIÓN ALTERNA CONSTANTE PROCEDENTE DE UN OSCILADOR
PREAMPLIFICADOR.
LA SEÑAL DE SALIDA ES PROPORCIONAL AL CAUDAL, PASA POR UN
CONVERTIDOR DONDE PASA A SER UNA SEÑAL DE CORRIENTE
CONTINUA CONSTANTE.
ESTE TIPO DE INSTRUMENTO SE UTILIZA PARA CAUDAES
PEQUEÑOS.

18. MEDIDORES MÁSICOS

19. MEDIDOR MÁSICO TÉRMICO
 Medidor de incremento
 de Tª
 – Consiste en aportar calor en un punto de la corriente y medir la Tª aguas arriba y aguas
abajo.
 – Si la velocidad del fluido fuese nula no habría diferencia de Tª, pero al existir velocidad la
diferencia de Tª es proporcional al flujo másico existente.
 – Lo más común es e diseño en bypass.
 – Precisión: 1%

20. MEDIDORES
VOLUMÉTRICOS

21. MEDIDORES VOLUMÉTRICOS
 Medidor de desplazamiento
positivo
 El flujo se divide en segmentos
de volumen conocido, contando
el número de segmentos en un
intervalo de tiempo.
 Se usa en aplicaciones de
fluidos de alta viscosidad, y
fluidos de menos de 5 μS/cm
(no se pueden usar el medidor
magnético).
 No se recomienda con fluidos
sucios al existir partes móviles.
 Precisión: (0.2 - 0.5%)

22. SE MUESTRA UNA TARJETA DE PROCESAMIENTO DE
SEÑALES DIGITALES TANTO DE ENTRADA COMO DE SALIDA
EN 24V(10INPUT, 12 OUTPUT), CON CORRIENTE MAXIMA DE
500mA. SE LE PUEDEN INCORPORAR 4 SALIDAS
ANALÓGICAS, ADICIONALMENTE INCLUYE DOS RELOJ, QUE
PROPORCIONAN UNA BASE DE TIMEPO INDEPENDIENTE DEL
RELOJ DEL PC. LAS ENTRADAS Y SALIDAS DIGITALES SE
FILTRAN MEDIANTE DIODOS, FILTROS LC Y ACOPLADORES
QUE RECHAZAN LAS PERTURBACIONES ENTRE EL PLC Y
LOS PERIFERICOS.

25.  Intervalo de medición
 Exactitud requerida
 Pérdida de presión
 Tipo de fluido
 Tipo de medición
 Calibración
 Medio ambiente
 Lugar de ubicación
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26. TIPOS DE MEDIDORES DE FLUJO
 MEDIDORES DE CABEZA VARIABLE
*Tubo de venturi
*Placa de Orificio
 MEDIDORES DE ÁREA VARIABLE
*Rotámetro
*Fluxometro de turbina
*Fluxometro de vortice
*Fluxometro electromagnético
*Fluxometro de Ultrasonido
*Fluxometro de velocidad
-Tubo de Pitot
-Anemómetro de Copas
-Anemómetro de Alambre Caliente
 MEDIDORES DE FLUJO MASICO:
1. El medidor de masa inferencial que mide por lo común el flujo volumétrico del fluido y su
densidad por separado.
2. Medidor de masa “verdadero”, que registra directamente el flujo en unidad de masa.
Algunos medidores de flujo masico son:
a) El medidor de efecto Magnus.
b) El medidor de momento transversal para flujo axial
c) El medidor de gasto de masa de momento transversal para flujo radial.
d) El medidor de gasto de masa de momento transversal.
e) El medidor térmico de gasto de masa giroscópico.
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27. 1.1 TUBO DE VÉNTURI
Es una tubería corta recta, o garganta, entre dos tramos cónicos. La
presión varía en la proximidad de la sección estrecha; así, al colocar un
manómetro o instrumento registrador en la garganta se puede medir la
caída de presión y calcular el caudal instantáneo.
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28. Placas de orificio:
Cuando una placa se coloca en forma concéntrica dentro de una
tubería, esta provoca que el flujo se contraiga de repente conforme se
aproxima al orificio y después se expande de repente al diámetro total
de la tubería. La corriente que fluye a través del orificio forma una vena
contracta y la rápida velocidad del flujo resulta en una disminución de
presión hacia abajo desde el orificio.
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29. 1. La concéntrica: sirve para líquidos
2. La excéntrica: para los gases
3. La segmentada cuando los fluidos contienen un alto
porcentaje de gases disueltos.
Algunos tipos de placas de orificioAlgunos tipos de placas de orificio
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30. Orificio de orilla recta:
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31.  Los medidores de área variable pertenecen al grupoLos medidores de área variable pertenecen al grupo
de los llamados medidores diferenciales de presión.de los llamados medidores diferenciales de presión.
 Esta clase de medidores presenta una reducción deEsta clase de medidores presenta una reducción de
la sección de paso del fluido, dando lugar a que ella sección de paso del fluido, dando lugar a que el
fluido aumente su velocidad, lo que origina unfluido aumente su velocidad, lo que origina un
aumento de su energía cinética y, por consiguiente,aumento de su energía cinética y, por consiguiente,
su presión tiende a disminuir en una proporciónsu presión tiende a disminuir en una proporción
equivalente, de acuerdo con el principio de laequivalente, de acuerdo con el principio de la
conservación de la energía, creando una diferenciaconservación de la energía, creando una diferencia
de presión estática entre las secciones aguas arribade presión estática entre las secciones aguas arriba
y aguas abajo del medidor.y aguas abajo del medidor.
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32. El Rotámetro: tiene un flotador (indicador)
que se mueve libremente dentro de un
tubo vertical ligeramente cónico, con el
extremo angosto hacia abajo. El fluido
entra por la parte inferior del tubo y hace
que el flotador suba hasta que el área
anular entre él y la pared del tubo sea tal,
que la caída de presión de este
estrechamiento sea lo suficientemente
para equilibrar el peso del flotador. El tubo
es de vidrio y lleva grabado una escala
lineal, sobre la cual la posición del flotador
indica el gasto o caudal.
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33. Tipos de flotadores:
 Cilíndrico con borde plano:
caudales mayores y mayor gama
de fluidos.
 Cilíndrico con borde saliente de
cara inclinada a favor del flujo,
disminuyendo su afectación por
la viscosidad del medio.
 Cilíndrico con borde saliente en
contra del flujo: comparable a
una placa de orificio y con el
menor efecto de la viscosidad.
Material Densidad (g/ml)
Aluminio 2.72
Bronce 8.78
Durimet 8.02
Monel 8.84
Níquel 8.91
Goma 1.20
Acero inoxidable 303 7.92
Acero inoxidable 316 8.04
Hastelloy B 9.24
Hastelloy C 8.94
Plomo 11.38
Tantalio 16.60
Teflón 2.20
Titanio 4.50
TIPOS Y MATERIALES DE LOS FLOTADORES
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34. w
d c
C 1=
El valor de Cd en función al # de Reynolds del flotador.
cf
fcc
d
A
gV
ACvAQ
⋅
−
=⋅=→
ρ
ρρ )(2
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35. Es una necesidad el tener un control del nivel de masa oEs una necesidad el tener un control del nivel de masa o
cantidad de masa del fluido con el que estamos trabajando.cantidad de masa del fluido con el que estamos trabajando.
Los medidores de masa son usados para líquidos de densidadLos medidores de masa son usados para líquidos de densidad
variable, líquidos multifase o gases que requieren unavariable, líquidos multifase o gases que requieren una
directa medición del nivel de masa.directa medición del nivel de masa.
En la actualidad sus aplicaciones han llegado a muchosEn la actualidad sus aplicaciones han llegado a muchos
procesos como lo son, la producción del gas natural,procesos como lo son, la producción del gas natural,
refinerías, químicas manufactureras, laboratorios científicosrefinerías, químicas manufactureras, laboratorios científicos

36. Existen dos clases principales de medidores de masa:
1. El medidor de masa inferencial que mide por lo común el flujo
volumétrico del fluido y su densidad por separado.
2. Medidor de masa “verdadero”, que registra directamente el flujo en
unidad de masa.
Algunos medidores de flujo masico son:
a) El medidor de efecto Magnus.
b) El medidor de momento transversal para flujo axial
c) El medidor de gasto de masa de momento transversal para
flujo radial.
d) El medidor de gasto de masa de momento transversal.
e) El medidor térmico de gasto de masa giroscópico.
El tipo b constituye la base de varios medidores de gasto de masa
comerciales, una de cuyas versiones se describirá someramente a
continuación
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37. • Bajo nivel de incertidumbre en la medición de masa
• La medición es altamente independiente de la
temperatura, densidad o presión del fluido, sólo depende de
la masa
• Principalmente aplicable para líquidos, en un amplio
rango, independientemente de la viscosidad
• Baja caída de presión en el flujo.
• Capaz de medir caudal másico en ambas direcciones.
• Costo bastante alto
• Es importante la limpieza de los tubos oscilantes en forma
periódica.
• Es mayor en tamaño que otros caudalímetros
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38. COMPARATIVA DE LOS DISTINTOS SENSORES DE FLUJOCOMPARATIVA DE LOS DISTINTOS SENSORES DE FLUJO
Sensor de flujoSensor de flujo Líquidos recomendadosLíquidos recomendados
Pérdida dePérdida de
presiónpresión
Exactitud típicaExactitud típica
en %en %
Medidas yMedidas y
diámetrosdiámetros
EfectoEfecto
viscosoviscoso
Coste RelativoCoste Relativo
OrificioOrificio
Líquidos sucios y limpios;Líquidos sucios y limpios;
algunos líquidos viscososalgunos líquidos viscosos
MedioMedio
±2 a ±4 of full±2 a ±4 of full
scalescale
10 a 3010 a 30 AltoAlto BajoBajo
Tubo VenturiTubo Venturi
Líquidos viscosos, suciosLíquidos viscosos, sucios
y limpiosy limpios
BajoBajo ±1±1 5 a 205 a 20 AltoAlto MedioMedio
Tubo PitotTubo Pitot Líquidos limpiosLíquidos limpios Muy bajoMuy bajo ±3 a ±5±3 a ±5 20 a 3020 a 30 BajoBajo BajoBajo
TurbinaTurbina
Líquidos limpios yLíquidos limpios y
viscososviscosos
AltoAlto ±0.25±0.25 5 a 105 a 10 AltoAlto AltoAlto
Electromagnet.Electromagnet.
Líquidos sucios y limpios;Líquidos sucios y limpios;
líquidos viscosos ylíquidos viscosos y
conductoresconductores
NoNo ±0.5±0.5 55 NoNo AltoAlto
Ultrasonic. (Doppler)Ultrasonic. (Doppler)
Líquidos sucios y líquidosLíquidos sucios y líquidos
viscososviscosos
NoNo ±5±5 5 a 305 a 30 NoNo AltoAlto
Ultrasonic. (Time-of-Ultrasonic. (Time-of-
travel)travel)
Líquidos limpios y líquidosLíquidos limpios y líquidos
viscososviscosos
NoNo ±1 a ±5±1 a ±5 5 a 305 a 30 NoNo AltoAlto
APLICACIONES DE ALGUNOS MEDIDORES DE FLUJO
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39.  Tener en cuenta que los Medidores de Flujos
son dispositivos, que pueden ser utilizado en
muchas aplicaciones tecnológicas, requieren
de un buen uso y mantenimiento
 Los medidores de flujo nos ayudan a controlar
y mantener especificaciones de operación en
un proceso
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