MEDIDORES MSICOS

Principales medidores:

Medidor Msico Trmico

Los medidores trmicos, tambin llamados medidores de caudal Thomas, se basan comnmente en dos principios fsicos:

La elevacin de temperatura del fluido en su paso por un cuerpo caliente, y

La prdida de calor experimentada por un cuerpo caliente inmerso en el fluido.

El funcionamiento de estos aparatos consta de una fuente elctrica de alimentacin de precisin 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

Medidor Trmico

Cuando el fluido est en reposo, la temperatura es idntica en las dos sondas.

Cuando el fluido circula, transporta una cantidad de calor hacia el segundo elemento de medicin T2, y se presenta una diferencia de temperaturas que va aumentado progresivamente entre las dos sondas a medida que aumenta el caudal. Esta diferencia es proporcional a la masa que circula a travs del tubo, de acuerdo con la ecuacin:

Q = m ce (t2 t1)

Donde:

Q = Calor Transferido

m = Masa del Fluido

ce = Calor Especfico

t1 = Temperatura Anterior

t2 = Temperatura Posterior

El sistema est conectado a un puente de Wheatstone que determina la diferencia de temperaturas y la amplifica con una seal de salida de 0 a 5 V c.c. en 1000 ohmios de impedancia.

La precisin del elemento primario es de (1% de toda la escala, la respetabilidad de ( 2 % de la escala y la constante de tiempo de 3 s.

La medida es apta para bajos caudales de gas que van segn los modelos de 0 a 10 cm3/minuto.

Medidor de Coriolis

La medicin de caudal por el efecto Coriolis, tambin conocido como medicin directa o dinmica, da una seal directamente proporcional al caudal msico y casi independiente de las propiedades del producto como conductividad, presin, viscosidad o temperatura.

La fuerza Coriolis aparece siempre y cuando se trata de una superposicin de movimientos rectos con movimientos giratorios. Para el uso industrial de su principio se sustituye el movimiento giratorio por una oscilacin mecnica. Dos tubos de medicin por donde pasa el producto oscilan en su frecuencia de resonancia.

El caudal msico provoca un cambio en la fase de la oscilacin entre la entrada y la salida del equipo. Este desfase es proporcional al caudal msico y crea despus de una amplificacin correspondiente la seal de salida. Las frecuencias de resonancia de los tubos de medicin depende de la masa oscilante en los tubos y por lo tanto de la densidad del producto. Luego, la fuerza de Coriolis est determinada por la siguiente frmula:

= Fuerza de Coriolis

m = Masa en Movimiento

= Velocidad angular

= Velocidad radial en un sistema rotatorio u oscilante

La amplitud de la fuerza Coriolis depende de la masa en movimiento m, su velocidad en el sistema , y por tanto su caudal msico.

Fuerzas Coriolis en los tubos de un medidor

En un medidor se utiliza la oscilacin en lugar de una velocidad angular constante y los dos tubos de medida paralelos con fluido en su interior se hacen oscilar desfasadamente de modo que actan como una horquilla vibrante.

Las fuerzas Coriolis producidas en los tubos de medidas, causan un desfase en la oscilacin del tubo. (ver figura)

Cuando el caudal es cero, ej, si el fluido est quieto, ambos tubos oscilan en una fase (1) Con caudal msico, las oscilacin del tubo disminuye en la entrada (2) y aumenta en la salida (3) Si el caudal msico aumenta, la diferencia de fase tambin aumenta (A-B). las oscilaciones de los tubos de medida se determinan utilizando sensores electrodinmicos en la entrada y en la salida.

Sistema de dos tubos

Tubos sensores mostrando posicin de los detectores y la bobina impulsora

Tubo sensor con los ejes de rotacin

Tericamente, este tipo de medidor funciona de la siguiente manera:

Una bobina impulsora hace vibrar los (dos) tubos, sometindolos a un movimiento oscilatorio de rotacin alrededor del eje O-O. Vibran a la frecuencia de resonancia (menos energa), 600-2000 Hz.

Los 2 detectores electromagnticos inducen corrientes elctricas de forma senoidal, que estn en fase si no circula fluido.

El flujo atraviesa (dos) tubos en forma de U, estando sometido a una velocidad lineal "V" y una velocidad angular "" de rotacin alrededor de O-O, por lo que sufre una aceleracin de Coriolis de valor a = 2 x V

La fuerza ejercida sobre el fluido como consecuencia de la aceleracin cambia de signo con "V", por lo que se genera un par de fuerzas que produce una torsin de los tubos alrededor del eje R-R'.

La torsin alrededor del eje R-R produce un desfase de tiempo t, entre las corrientes inducidas por los detectores electromagnticos, que es proporcional al par de fuerzas ejercido sobre los tubos, y por tanto a la masa que circula por ellos.

Vista interior de un Medidor de Coriolis

Medidor de Coriolis

Medidor Trmico