FLUJOMETROS CORIOLIS KROHNE

Douglas Palacios
2020-05-25
PRINCIPIO,SELECCION Y APLICACIONES
Flujometros Másicos tipo Coriolis
COMPRES EL SALVADOR C.A

PRINCIPIO,SELECCION Y APLICACIONES CORIOLIS
Agenda
1. Coriolis
2. Teoría de operación
3. Diseño de tubos de medición másicos Coriolis
Krohne.
4. Familia Optimass Krohne
5. Dimensionamiento
6. Consideraciones de instalación
7. Aplicaciones desarrolladas
8. Calibración.

Teoría de Operación
Medición de flujo másico
¿Porque Flujo másico?
• La masa de un producto es independiente
practicamente no cambia con:
• Presión
• Temperatura
• Viscosidad
• Conductividad eléctrica
• Perfil o tipo de flujo

Efecto Coriolis
Descubierto por Gaspar Gustav de Coriolis en 1835
El efecto Coriolis, es una deflección aparente de un objeto en movimiento radial en un
Sistema de referencia en rotación, atribuido a una fuerza ficticia llamada
“ Fuerza de Coriolis”.
Tambien explicada como El efecto que se observa en un Sistema de referencia en
rotacion (por tanto no inercial) cuando un cuerpo se encuentra en movimiento respecto
de dicho Sistema . Este efecto consiste en la existencia de una aceleración relativa del
cuerpo en dicho Sistema en rotación.
Puede verse el efecto en una rotonda de juegos .

Efecto Coriolis

Teoría de operación
Efecto Coriolis
Descubierto por
Gaspar Gustav de Coriolis (1835)
Efecto Coriolis
“Deflección Aparente de un objeto
en movimiento en un marco de
referencia giratorio.”
Ejemplo: Un avión Volando desde
Sur Africa a Polonia
Si el Piloto se dirige en linea
recta,el avión parecera volar una
trayectoria curva.
Por lo tanto el capitan tiene que
corregir o compensar la rotación
de la tierra durante el vuelo.

No Flow + Driver Oscillation
No Flow + No Driver Oscillation
Flow + Driver Oscillation
Driver

Flow + Driver Oscillation
A B
Cambio de Fase
proporcional al flujo
másico
Incremento en el flujo másico
incrementa el Cambio de
Fase.
El Flujometro Másico coriolis
es un Instrumento bi-direccional

Coriolis mass flowmeter
 Medición de la densidad
independiente
Ecuación del resorte de la
ley de Hooke
 k = Constante Resorte
 m = Sistema masa Resorte
 f = Frecuencia del Sistema
masa resorte
Masa Unida al resorte
 Si Masa incrementa, Reduce la
frecuencia
 Masa reduce, Incrementa la
frecuencia
Frecuencia de Resonancia (f)
depende de la masa del Sistema
Densidad
f
Heavy
Light
5Kg
k
2π
1 k
m
f =
Hooke’s law
spring equation
mm
10Kg

m fluid
Densidad
Relacionando Hooke’s Law con
el Medidor Coriolis
Masa del sistema incluye
 Masa del tubo (m tube) - fija
 Masa del fluído (m fluid) - variable
Masa del fluído es calculada
 Volumen Tubo (v tube) - fijo
 Densidad Fluído (ρ fluid) - variable
 m tube y v tube - constant
 Frecuencia puede ser medida
 Densidad puede ser calculada
 fluid =
k
-
m tube
V tube
+ m fluid
•  fluid
m tube, V tube = constant
m = m tube
mtube
mfluid
= V tube
vtube
fluid
• v tube • 4p2f2
1/√ρ fluidf

Flujo Volumétrico = Flujo másico / densidad del producto
El medidor másico Coriolis mide
de forma directa
 Flujo másico
 Densidad
 Temperatura
Proporciona el cálculo de
 Flujo Volumétrico
 Volumen total
Teoria de Operación
Volumen
)(
)(
3
3
Density
m
Kg
MassFlow
hr
Kg
hr
m


Otras mediciones
 Concentración de masa
,Grados °Brix, Grados Baume Be° ,°Plato
Concentración de NaOH (Soda Cáustica)
 API Densidad
 Velocidad de flujo
 Segunda Fase de flujo

Efectos de la Temperatura
incluyen
 Rigidez
 Expansión y contracción
 Tensiones (deformaciones)
El Medidor Coriolis ofrece
 RTD de platino Pt500 para
compensación.
 Tubos de pared delgada
encapsulados en una carcasa
exterior de gran masa
 RTD esta pegada a la parte
externa del tubo de medición
 Datos de Temperatura disponible
para el usuario.
RTD Bonded to
Measuring Tube
RTD’s
Thin wall tubes
Temperatura

Doble tubo
curvo
U - Diseño
V - Diseño
Ʊ - Diseño
Description NotesTube Profile
Twin or single
coiled tube
Twin or single
bent tube
Single bent tube designs exist in many of the same profiles and the drive
and sensor measurement are referenced from a rigid support structure
Medidores Coriolis – Diseño de tubos
Una Comparación
Doble tubo
Curvo
U - Diseño
V - Diseño
Ʊ - Diseño
También Diseños de tubo doble S y Z
Estos diseños comunmente tienen El driver y sensores montados entre
los tubos para amplificar las deflecciones físicas.
Tubo doble o
simple en
espiral
Doble tubo o
sencillo curvo
Existen diseños de tubos curvos sencillos en muchos de los mismos
perfiles. La medición del driver y los sensores estan referenciados desde
una estructura de soporte rígida.

Medidores Coriolis – Diseño de tubos
Una Comparación
Medidores de doble tubo recto proveen una amplificación similar a los de
doble tubo curvo, Ofreciendo ventajas de baja caida de presión y
contención secundaria..
Doble tubo
recto
Un solo tubo
recto
Medidores de un solo tubo recto ofrecen la mas baja caida de presión, con
medida referenciada a una estructura rígida , que incorpora contención
secundaria y facilidad de instalación.
Doble tubo
Curvo
U - Diseño
V - Diseño
Ʊ - Diseño
También Diseños de tubo doble S y Z
Estos diseños comunmente tienen El driver y sensores montados entre
los tubos para amplificar las deflecciones físicas.
Tubo doble o
simple en
espiral
Doble tubo
curvo o
sencillo
Existen diseños de tubos curvos sencillos en muchos de los mismos
perfiles. La medición del driver y los sensores estan referenciados desde
una estructura de soporte rígida.

Familia Optimass
Optimass 2000
Dual Straight Tubes Optimass 7000
Single Straight Tube
Optimass 1000
Dual Straight Tubes
Optimass 6000
Dual Bent Tubes
Optimass 3000
Single Bent Tubes
OptiGas 5010C
Dual Bent Tubes
OptiBatch 4011C
Dual Bent Tubes

19
OPTIMASS 1000
Tubo recto Doble.
Medidor para aplicaciones generales líquidos y gases
Contenedor secundario
Aprobaciones y conecciones higiénicas
Medidor doble tubo recto
Presición de medición Líquidos: ±0.15%
Gas: ±0.35%
Densidad: ±2 kg/m³ (±0,5 kg/m³ Con calibración en sitio)
Salidas de corriente, pulsos y estatus
Maxima temp 130°C
Communicacion: HART®, FF, Profibus PA,DP, Modbus
Tamaños desde ½” hasta 2”
OPTIMASS 1000

OPTIMASS 2000
Doble tubo,
y cuatro Tubos rectos
Mayor Rangeabilidad
 Mediciones a flujos bajos
Alta Presición Liquid: ±0.10% flat
(Option ±0.05% flat)
Gases: ±0.35% flat
Densidad: ±1 kg/m³ (±0,2 kg/m³
with on site calibration)
Velocidad Reducida
 Ideal para fluidos con bajas
densidades
Diseño
 Temperaturas: 266°F (130°C)
 Diametros: ½” to 16” Lineas
F
DN
15-300

OPTIMASS 2000
Doble tubo, Cuatro tubos rectos
OPTIMASS 2400 S400 2D Perspex View
 Diseño innovador: Cuatro tubos rectos de medición
 Un Nuevo medidor de alta capacidad con caudales hasta de 4,600 m3/h /
695,000 bbl/d
 Extremadamente compacto para facil instalación.
 En Duplex y Super Duplex con contenedor secundario hata 2175 psig
OPTIMASS 2400 S400 2D Perspex View

OPTIMASS Especiales
 OPTIMASS 3000 Tubo Curvo simple en Z
 Para flujos de proceso bajos con baja caida
de presión gr/min
 Presición: Liquid: ±0.10%
Gases: ±0.5%
Densidad: ±2 kg/m³ (±0,5 kg/m³ with on site
calibration)
 Contenedor secundario para seguridad e
integridad en entorno de procesos hostiles
 Tubo curvo individual autodrenable.
 Solo Krohne ofrece heating jacket
 OPTIMASS 4000 Series Tubo Curvo doble.
 Medidores tipo OEM para aplicaciones
dedicadas
 OPTIBATCH – Dosificación y Batching and
dispensación de alimentos, bebidas y perfumes
 OPTIGAS – Medidor dispensador de
combustible para Gas Natural .

OPTIMASS 6000
Diseño de Doble tubo curvo
Amplio rango de operación
 Alta precisión
 Aplicaciones Custody Transfer
para líquidos y gases (OIML
R117-1 & R137)
Altas Temperaturas Y Presiones
 Desde Criogenicos hasta 400°C
Presiones hasta 200 bar
 Diametros de linea – ¼” to 12”
‹P› DN
02-400
•Líquidos: ±0.1% Lineal
(Opcional ±0.05% Lineal)
•Gas: ±0.35% Lineal
•Densidad: ±1 kg/m³ (±0,2 kg/m³
con calibración en sitio)

OPTIMASS 7000
Tubo recto Simple
Baja caida de presión
Alta Presición
Temperatura hasta 150oC
(302oF)
Ideal para aplicaciones con
 Fluidos abrasivos y lechadas
 Fluidos sensibles al corte
 Fluidos con alta viscosidad
 ¼” to 4” diametros de linea
›P‹
DN
06-100
Presicion : Líquidos: ±0.1% flat
Gas: ±0.35% flat
Density: ±2 kg/m³ (±0,5 kg/m³
con Calibración en sitio)

OPTIMASS
Immune al Crosstalk y Vibraciones externas
Medición aislada
El stress mecánico es dirigido alrededor del medidor por los placas
nodo que actuan como aisladores de frecuencia en los extremos y
el cilindro exterior con pared pesada (Schedule 160 ),el cual actua
adicional como contenedor secundario presion maxima 100 barg
Cilindro exterior rígido para soportar Stress

OPTIMASS 7400
OPTIMASS 2400
OPTIMASS 1400
OPTIMASS
6400
OPTIMASS 3400
MFC400F Alu
Remote Junction Box
MFC400F SS
Familia OPTIMASS
Electrónica MFC400 Con tecnología EGM

MFC400 Electrónica
El nuevo estandard Manejo de Gas Entrampado (EGM)
25 |
 Manejo de Gas Entrampado
 Medición desde 0 al 100 % Arrastre de gas
(Fluido bifásico )
 Beneficio
 No hay perdida de la medición aun con
presencia de aire o gases en el flujo del
líquido.
 Proceso de manufactura contínua aún en
condiciones de Ruído
 Aplicaciones
 Gases Supercríticos , LPG and Gas Natural
(LNG)
 Carga y descarga de Pipas de combustibles
diesel, fuel oil, LPG, aceites, materias
primas .
 Medición de consumo de hornos y calderas
LPG Fase Gas.
TM
•Salidas: Current, pulse, status
•Communicación: HART®, FF, PA, DP,
Modbus
•Power supply : 85...250 VAC; 11...31 VDC;
20,5...26 VAC/DC
•Protection category: IP66, 67; NEMA4, 4X,6

MFC400 Electrónica
El nuevo estandard Manejo de Gas Entrampado (EGM)
25 |
TM

30
Selección & Dimensionamiento

31
Considere requerimientos de precisión vrs caida de presión
 La mejor precisión se logra en caudales > 20% del flujo nominal
La Medición es posible a caudales mas bajos para productos de alta
viscosidad con una mayor caida de presión.
• Regla de oro: El medidor requerido es un diametro menor que la
tuberia. ( sin embargo hay que dimensionar)
• Para fluidos altamente viscosos se recomienda instalar equipos del
mismo diametro de la tubería existente. ( Variable viscosidad)
Selección & Dimensionamiento

32
Selección & Dimensionamiento –
Efectos de Viscosidad
Para fluidos newtonianos , El uso de un valor de
viscosidad dinámica (Cp) o Estática (Cst) nos da una
buena indicación de la caida de presión.
Para fluidos Non-Newtonianos :
 Ketchups, Margarina, mayonesa ,shampoo,jabon
líquido,
algunas pinturas, gelatine, helados, mieles, lubricantes.
La viscosidad estatica puede dar un dato no realista
para el cálculo de la caida de presión y puede llevarnos
a sobredimensionar el medidor.
En estos casos se recomienda el usar la tuberia
existente como tamaño de referencia.
Temperatura: Variable a considerar ya que afecta la
viscosidad de los fluidos principalmente los
newtonianos.

33
Selección & Dimensionamiento – Velocidad
La velocidad de flujo es importante factor
a considerar en la selección del medidor
másico.
Algunos productos alimenticios son
sensibles al corte por efecto cizalla
(batido) y deben mantener un maximo de
3.6m/s (12 ft/s)
 Leche, Yogurts, Mayonesa, etc
• Líquidos hidrucarburos pueden
generar descargas electrostáticas
arriba 8m/s (26 ft/s) por lo que API
restringe la velocidad.
La abrasión puede ocurrir a velocidades
> 4m/s (13 ft/s)

Para Gases
 Check dimensionamiento
cuidadosamente incluyendo
 Presión minima de operación
 Temperatura Máxima
Clientes e industrias
 Cada industria tiene sus máximas
velocidades de flujo dependiendo
de la presión y propiedades del
fluido
 Gases: 260 - 330 ft/s máximo
 80 a 100 m/s máximo
Selección y dimensionamiento

 Evite falla de los tubos
 Ejemplo Titanium usado para
medir metanol en su lugar inox
o hastelloy funcionan.
Utilizar las tablas de corrosion
estandard no es recomendable
 Ya que fueron escritas
considerando cedulas o
espesor estandard de las
tuberías de proceso
 Medidores másicos son
fabricados con tubos de
paredes espesor bajo.
Se aconseja seguir las
recomendaciones de fabrica.
NOT SUITABLE
Selección correcta de materiales

Consideraciones de Instalación
Líquidos
Orientation
 Instalación Horizontal
 Instalación Vertical asegure
flujo hacia arriba
 Instalación Inclinada asegure
Flujo ascendente
Preparación para cero
calibración, calibración de la
densidad y mantenimiento:
 Valvulas de aislamiento
 Garantizar “Cero Flujo”
 By-pass requerido para
mantenimiento /Procesos
continuos

Consideraciones de Instalación
Gases
Para todas las aplicaciones de
gases
 Montaje horizontal en Alto Evitar
sifon
Evita acumulación de líquidos
 Montaje Vertical
De preferencia Flujo
ascendente
Para Medidores de tubo Curvo
 Instale con parte curva hacia
arriba
 Previene acumulación de líquidos
Cuando no hay flujo de Gas

APLICACIONES DESARROLLADAS
OPTIMASS KROHNE
1. Recibo de pipa
1.1 Soda Caústica
1.2 Fuel Oil No 6
1.3 DOP
1.4 LPG Fase Líquida
2. Consumo calderas y Hornos
2.1 LPG Fase Gas
2.2 Fuel Oil No 6
2.3 Diesel
3. Proceso
3.1 Metionina
3.2 Aceite Vegetal
3.3 Melaza
3.4 CO2 Fase Gas

Cliente Tenia problemas de inventario no
cuadraban , se recibia pipa de diferentes
proveedores, y no se tenia ninguna
medición en planta.
Para poder comprobar la presición se
procedio a pesar en bascula pipa antes y
después y se comparo vrs medidor asi
como con lo declarado por proveedor.
La empresa ahora tiene control adecuado
de producción y de sus inventarios con un
error aceptable +/-0.1%
La instalación vertical es necesario debido
a la limpieza y evitar errores por
acumulación de producto
• Fluido: Soda Caústica (NaOH) al 50 %
• Flujo: 9000 kg/h
• Presion: 5 bar
• Temperatura: 30ºC
• Densidad: 1500 kg/m3
• Viscosidad: 100 cp
Solucion: Flujometro Másico principio Coriolis
OPTIMASS 7000 S40
39
 FABRICA DE JABONES Y DETERGENTES
| Aplicaciones Optimass Grupo Compres

EMBOTELLADORA BEBIDAS
Cliente buscaba tener control sobre
cantidad de FUEL OIL #6 recibido de
pipa.
El medidor esta expuesto a una gran
cantidad de vibración, y burbujas
generadas en fluido, al inicio y final de
descarga de la pipa, los medidores
Krohne son Inmunes a los efectos
producidos por bomba.
Gracias a su tecnología EGM se mide
solamente el liquido recibido.
Ahora en Planta tienen un control del
producto recibido, tanto la densidad
para determinar calidad de producto,
como cantidad de lbs y galones
descargados.
• Fluido: Fuel oil #6
• Flujo: 120 gpm
• Presion: 7 bar
• Viscosidad: 250 CP
Solucion: _Medidor de flujo principio coriolis
OPTIMASS 1400 DN50
40
| Aplicaciones Optimass Grupo Compres

Fabrica de zapatos
cantidad de DOP recibido y
consumido por planta.
cantidad de vibración, los medidores
producidos por bomba.
Ahora en Planta tienen un parametro de
consumo, conocen el flujo instantaneo en
todo momento, y saben exactamente el
consumo en peso (kg) por Batch
producido. Y tienen control sobre lo
recibido
• Fluido: DOP
• Flujo: 60- 170 kg/min
• Presion: 8 bar
Solucion: Medidor de flujo principio coriolis
OPTIMASS 7300 DN40
41 Aplicaciones Optimass Grupo Compres

| 201942 | Aplicaciones LPG Grupo Compres

43
| Aplicaciones LPG Grupo Compres

ELABORACION BEBIDAS
46
• Equipo: OPTIMASS 1400 1’’ y ½”
• Fluido: Fuel Oil
• Presion:150PSI
• Temperatura: 60°C
• Densidad: 950Kg/m3
Caldera 800 BHP CLEAVER (180 gph)
500 BHP (85 gph)
El cliente requeria medir el Fuel oil consumido por
caldera para cálculo y control de Kpis y eficiencia de
caldera.
Los medidores KROHNE son Inmunes a los efectos
producidos por bombas,como vibraciones.
En la actualidad tiene la medicion de la densidad y
cantidad de galones consumidos.
Aplicaciones Grupo Compres

HOSPITALES
Cliente buscaba tener control de cantidad de
diesel consumido por caldera.
El flujo es muy bajo, el Coriolis Krohne tiene
la capacidad de medirlo sin caidas de
presion ni problemas de Taponamientos
El hospital tiene ahora un parametro de
consumo, conocen el flujo instantaneo
en todo momento, y saben exactamente
el consumo por hora y día producido
obteniendo de esta forma un kpi
sustentado
• Fluido: Diesel Caldera 60 BHP
• Flujo: 6 Gph
• Presion: 8 bar
Solucion: Flujometro principio coriolis
OPTIMASS 3000 S06

Fabrica de alimentos para animales
• Producto : METIONINA
• Flujo : 30 Kg/min
• Presión : 30 psig
• Temperatura : 30°C
• Densidad : 1200.0 kg/m3
Cliente requeria controlar con precisión
la dosificación de metionina por Batch .
La solución es el Medidor de Flujo tipo coriolis
OPTIBATCH 4011 DN15.
Comentarios:
Este medidor le proporciona al cliente el caudal instantáneo
MASICO, en pulsos por unidad de masa ,exactamente
10K pulsos por Kg.
Este medidor es ciego no tiene electrónica.
48Aplicaciones Optimass Grupo Compres

FABRICA DE ADEREZOS
Cliente busca tener control sobre cantidad
de aceite agregado por batch producido
de mayonesa segun receta.
producidos por bombas en las tuberías.
• Fluido: Aceite Vegetal
• Presion: 8 bar
Solucion: Medidor de flujo principio Coriolis conexión
Triclamp sanitario OPTIMASS 1000 S25

Fabrica alimentos para animales
cantidad de melaza agregada por batch
producido de concentrado segun receta.
producidos por motores y vibradores.
Ahora en Planta tienen un parametro de
consumo, conocen el flujo instantaneo en
todo momento, y saben exactamente el
consumo en peso (kg) por Batch
producido obteniendo de esta forma
recetas repetibles
• Fluido: Melaza
• Presion: 8 bar
Solucion: Medidor de flujo principio coriolis
OPTIMASS 1000 DN40

51
• Fluido : Dioxido de carbono (CO2gas)
• Temperatura : 30.0 C
• Presión : 200 psig
• Densidad : 1.9769 kg/m³ standard
• Viscosidad : 0.01884 mPa.s
• Rango Caudal :0 a 300 kg/h
Solución Optimass 1400 S15 Bridas 1”
clase 300
Embotelladora bebidas carbonatadas
Aplicaciones Optimass Grupo Compres

53
 Porque Calibrar?
 Para asegurar que el
medidor cumple con las
especificaciones según
datasheet
 Para que el usuario no
tenga que hacer
correcciones adicionales o
pruebas en sitio
Calibración
 Antes que salgan de fabrica, Krohne calibra en húmedo cada medidor de flujo,en
plataformas de prueba que son trazables por estándares internacionales ISO/IEC
17025:2005. , por lo que cada equipo trae consigo su certificado de Calibración, el
cual es como su acta de nacimiento.
La calibración de los Másicos en Krohne se realiza como una comparación directa de
una masa conocida contra bascula certificada y trazable, el proceso es automatizado
controlado por computadora.

| 2020-05-1559 | EMF KROHNE- COMPRES
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| 2020-05-1560 | EMF-KROHNE- COMPRES

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