¿Qué es un Sensor de Caudal?
Los sensores de caudal son dispositivos de medición utilizados para determinar el flujo de fluidos, tanto líquidos como gases. También se les conoce como caudalímetros. El caudal se refiere al volumen o peso de fluido que pasa a través de una sección transversal en un periodo de tiempo específico.
Existen diferentes tipos de sensores de caudal, como los sensores analógicos, que se emplean para monitorear el flujo de fluido en un sistema en busca de anomalías, y los sensores digitales, que se conectan a un mecanismo de control para ajustar el suministro de gas a un volumen predefinido, por ejemplo.
Usos de los Sensores de Caudal
Los sensores de caudal se utilizan en los siguientes campos de aplicación:
1. Hidráulica, Industria Farmacéutica/Química y Alimentaria
Se utilizan principalmente para controlar la entrada de materias primas en el proceso de fabricación. En estos sectores se utilizan sensores de caudal volumétrico.
2. Medición de Gases Industriales, Gases Combustibles y Gases de Escape
Se utilizan para controlar el uso de gases industriales, gases combustibles y gases de escape utilizados en las fábricas. Los sensores de caudal másicos térmicos, también conocidos como caudalímetros másicos térmicos, son los más comunes.
3. Agua Potable, Salsas y Fluidos Inflamables/Explosivos
Los fluidos relacionados con la alimentación y altamente peligrosos requieren una medición sin contacto que no toque el fluido, para lo que se utilizan sensores de caudal electromagnéticos.
4. Instalaciones Industriales e Instalaciones de Tratamiento de Aguas
En las instalaciones industriales y en las instalaciones de tratamiento de aguas, se utilizan para el control del caudal. Se utilizan sensores ultrasónicos, especialmente cuando se añaden sensores de caudal a vías ya existentes.
5. Plantas de GNL, Industria Automovilística, Química y Farmacéutica
Los sensores de caudal se utilizan en diversos lugares de fabricación. El tipo de sensor de caudal más utilizado es el tipo Coriolis.
6. Industria Química y Farmacéutica
Los sensores de caudal de vórtice Kalman se utilizan ampliamente en plantas que manipulan gas natural y vapor de agua.
Principio de los Sensores de Caudal
Los sensores de caudal utilizan diferentes métodos de medición, según el tipo de fluido y el propósito de la medición. En el caso de los sensores de caudal de presión diferencial, se basan en el principio del teorema de Bernoulli y son adecuados para medir fluidos como el aire y el agua.
Estos sensores de caudal de presión diferencial generan una diferencia de presión al estrechar intencionalmente el paso del flujo de fluido. Esta diferencia de presión se aplica a la ley de Bernoulli para calcular la velocidad del flujo.
Existen diferentes tipos de sensores de caudal de presión diferencial, como los de orificio y los de tobera, que utilizan la diferencia de presión entre el fluido antes y después del estrechamiento para medir el caudal.
¿Cómo Seleccionar un Sensor de Caudal?
Es crucial seleccionar el sensor de caudal adecuado según el tipo de fluido a medir. Utilizar un sensor incorrecto para gases o líquidos puede resultar en mediciones incorrectas y, en casos extremos, puede representar un riesgo grave si se trata de una sustancia peligrosa o inflamable. Por lo tanto, es fundamental examinar cuidadosamente la naturaleza del fluido antes de elegir el sensor adecuado.
Además, los sensores de caudal tienen limitaciones en cuanto a su rango de medición. Si el caudal esperado ya está determinado, se recomienda seleccionar un sensor de caudal altamente preciso para ese rango específico. Esto garantizará una medición más precisa y confiable.
Más Información sobre los Sensores de Caudal
1. Acerca de los Sensores de Caudal Clamp-on
El término “clamp-on” significa que el instrumento está montado fuera de la tubería por la que circula el fluido que se va a medir. Entre los sensores de caudal con pinza se incluyen los sensores de caudal ultrasónicos y los sensores de caudal ultrasónicos.
Pueden utilizarse como instrumentos de medición si el objeto a medir es un fluido, por ejemplo, que pueda medirse con ondas ultrasónicas. Los sensores de caudal ultrasónicos incluyen el método de diferencia de tiempo de propagación y el método de medición de frecuencia mediante el método Doppler. La ventaja de los sensores de caudal ultrasónicos es que pueden instalarse sin necesidad de retirar o cortar tuberías, lo que reduce el coste de la instalación.
Otra ventaja es que el mantenimiento después de la instalación mejora considerablemente y se eliminan las pérdidas de presión en las tuberías. Por el contrario, las desventajas incluyen la necesidad de una sección de tubería larga y recta, ya que se instala en el exterior de la tubería, el diámetro de la tubería también es relevante, y la medición no es posible si el fluido a medir contiene muchos sólidos o burbujas.
2. Sensores de Caudal de Aire
Los sensores de caudal de aire incluyen sensores de caudal de abrazadera y sensores de caudal de conexión roscada. El tipo de conexión roscada elimina la necesidad de una pieza intuitiva y el dispositivo de medición es compacto y ocupa poco espacio.
Los sensores de caudal de aire convencionales han sido sensores de caudal másicos térmicos si el gas a medir es un fluido compresible. Existen varios métodos de medición para los sensores de caudal másicos térmicos: en el tipo capilar, se instala un elemento de caudal con un valor de resistencia en el interior del tubo y se enrolla un calentador alrededor del exterior del tubo, con sensores de temperatura a ambos lados del calentador que miden el equilibrio del caudal.
Sin embargo, los sensores de caudal másicos térmicos son vulnerables a la contaminación y no son buenos en entornos de baja presión, por lo que no son adecuados para instalaciones con mucha neblina de aceite. Actualmente, el tipo de sensor de caudal másico térmico más común es el de sensor de caudal.
Este tipo consiste en un sensor de caudal semiconductor y puede utilizarse en entornos de baja presión con un amplio rango de medición y sin preocuparse por la contaminación.