¿Qué es un Caudalímetro de Aire?
Un caudalímetro de aire es un medidor de caudal que mide la cantidad de aire que fluye a través de una tubería u otro medio.
El principio de medición de los caudalímetros varía, y pueden utilizarse para medir una amplia gama de gases y líquidos. Hay muchos productos de caudalímetros disponibles, y el método de salida varía mucho de un producto a otro, como los que tienen una salida eléctrica sólo en la sección del sensor que mide el caudal, o los que tienen también una sección de visualización.
Debido a la diferencia en el principio de medición, muchos caudalímetros sin contacto no entran en contacto con el fluido a medir.
Usos de los Caudalímetros de Aire
Los caudalímetros de aire se utilizan ampliamente en la fabricación en la que se emplean fluidos, como en productos químicos, plantas petrolíferas, automóviles, semiconductores, componentes electrónicos, productos farmacéuticos, alimentos, procesamiento de resinas y procesos de soldadura.
Los fluidos que pueden utilizarse dependen del producto. Muchos caudalímetros que pueden medir el aire no sólo son capaces de medir el aire, sino también otros gases como el nitrógeno y el argón.
Los caudalímetros instalados en tuberías pueden perturbar el flujo. Es importante tener en cuenta el alcance de este efecto a la hora de seleccionar un producto.
Principio de los Caudalímetros de Aire
Un caudalímetros de aire, es un tipo de caudalímetro que mide gases, y su principio de medición puede variar. Algunos ejemplos en los que se puede medir el caudal de gas son los caudalímetros ultrasónicos, de presión diferencial, térmicos y de vórtice Kalman.
1. Caudalímetros Ultrasónicos
Este caudalímetro utiliza la propiedad de las ondas ultrasónicas de propagarse a través de un material. Las ondas ultrasónicas se reciben diagonalmente a través del gas en la tubería y la diferencia de tiempo de propagación entre las dos ondas ultrasónicas se convierte en un caudal.
Las ventajas de los caudalímetros ultrasónicos son que no hay pérdida de presión y que algunos tipos pueden detectarse desde el exterior de la tubería.
2. Caudalímetro de Presión Diferencial
El principio de los caudalímetros de presión diferencial se basa en el teorema de Bernoulli. Se instala un orificio en el conducto por el que circula el fluido, y el caudal se mide detectando la diferencia de presión antes y después del orificio.
La diferencia de presión se detecta mediante un diafragma o similar. Entre las ventajas se incluye el bajo coste. Las desventajas incluyen la necesidad de una larga sección de tubería recta aguas arriba y aguas abajo del caudalímetro y una pequeña relación de caudal máximo-mínimo.
3. Caudalímetro Térmico
Los caudalímetros térmicos miden el caudal detectando la cantidad de calor que el fluido absorbe de un elemento calefactor. Al no tener piezas móviles, no requieren mantenimiento y pueden medirse incluso caudales diminutos. También hay tipos que pueden medir temperaturas tan altas como varios cientos de grados centígrados y tan bajas como -100 grados centígrados. Es posible medir directamente el caudal másico de los gases.
4. Caudalímetro de Vórtice Kalman
Cuando un fluido atraviesa un objeto, se generan vórtices regulares. Los caudalímetros de vórtice de kalman miden el caudal detectando el número de estos vórtices con un elemento piezoeléctrico o similar. Son sensibles a las vibraciones y al ruido acústico y requieren una sección de tubería recta para su instalación.
5. Caudalímetro de Área
En los caudalímetros de área, un flotador en un tubo vertical cónico bloquea el flujo desde abajo hacia arriba, creando una diferencia de presión antes y después del flotador. El caudalímetro descansa en una posición en la que el peso del flotador y la fuerza debida a la diferencia de presión se equilibran, y leyendo esta posición se puede medir el caudal.
Las ventajas de este sistema son su bajo coste debido a su sencilla estructura y el hecho de que no requiere un tramo recto de tubería ni alimentación eléctrica. Por otro lado, presenta desventajas como grandes errores en presencia de pulsaciones y problemas de suciedad y desgaste de los flotadores.
6. Caudalímetro Coriolis
Los caudalímetros coriolis constan de dos tubos en U, un vibrador y un sensor de fuerza. Este caudalímetro utiliza el principio de que los dos tubos en U oscilantes por los que circula el fluido generan fuerzas en direcciones opuestas entre sí, es decir, fuerzas de Coriolis.
Aunque el principio de medición tiene el inconveniente de aumentar la longitud total, el caudal másico puede medirse directamente. Son muy precisos y reactivos.
Cómo elegir un Caudalímetro de Aire
Existen muchos tipos de caudalímetros, y la selección debe basarse en los siguientes criterios: objeto de medición, finalidad de la medición y precio.
1. Objeto de Medición
Deben tenerse en cuenta la densidad, viscosidad, conductividad, contaminantes, corrosividad, caudales máximo y mínimo, pulsaciones, temperatura, presión, caída de presión admisible, etc. del aire a medir.
2. Finalidad de la Medición
Definir el uso previsto de los resultados medidos aclarará la precisión de la medición y ayudará a seleccionar el tipo adecuado de caudalímetro. Por ejemplo, si el propósito es controlar o alarmar el caudal, no es necesaria una gran precisión.
Asimismo, el caudal másico suele obtenerse convirtiendo a partir del caudal volumétrico, pero si se requiere precisión, se necesita un caudalímetro que pueda medir directamente el caudal másico. En concreto, son adecuados los caudalímetros térmicos o Coriolis.