Medidor de Flujo: Qué son y Tipos de Medidores de Flujo
Un medidor de flujo es un equipo utilizado para medir la tasa de flujo de sólidos, líquidos o gases. Los medidores de flujo pueden hacerlo de manera lineal, no lineal, volumétrica o por peso. Los medidores de flujo también se conocen como medidores de caudal, indicadores de flujo o medidores de líquidos.
Tipos de medidores de flujo
Los principales tipos de medidores de flujo incluyen:
Medidores de flujo mecánicos
Medidores de flujo ópticos
Medidores de flujo para canales abiertos
Medidores de flujo mecánicos
Medidores de flujo de desplazamiento positivo
Estos medidores miden la tasa de flujo al medir el volumen del fluido que pasa a través de ellos. El proceso real incluye el encierro del fluido en un contenedor específico para conocer su tasa de flujo. Esto es muy similar al caso en el que permitimos que el agua llene un balde hasta un cierto nivel predeterminado, después del cual se le permite fluir.
Estos medidores de flujo pueden medir flujos intermitentes o tasas de flujo escasas y son adecuados para cualquier líquido, independientemente de su viscosidad o densidad. Los medidores de flujo de desplazamiento positivo pueden considerarse robustos, ya que no se ven afectados por la turbulencia en la tubería.
Los medidores de disco nutante, medidores de pistón alternativo, medidores de pistón oscilatorio o rotativo, medidores de tipo birotor como los medidores de engranajes, medidores de engranajes ovalados (Figura 1) y medidores de engranajes helicoidales se incluyen en esta categoría.
Medidores de flujo de masa
Estos medidores proporcionan al usuario una estimación de la tasa de flujo al medir la masa del material que fluye a través de ellos. Este tipo de medidores de flujo orientados al peso se utilizan generalmente en la industria química, donde la medición basada en el peso es esencial en comparación con el análisis volumétrico.
Los medidores térmicos (Figura 2a) y los medidores de flujo Coriolis (Figura 2b) se incluyen en esta categoría. En el caso de los medidores térmicos, el flujo de fluido enfría la sonda, que se precalienta a un cierto grado. La pérdida de calor puede ser detectada y se utilizará para determinar la tasa a la que el fluido fluye. Por otro lado, los medidores Coriolis funcionan según el principio de Coriolis, en el que el flujo de fluido a través de la tubería vibrante causa un cambio en la frecuencia, el desfase o la amplitud, lo que proporciona una medida de su tasa de flujo.
Medidores de flujo de presión diferencial
En los medidores de flujo de presión diferencial, el flujo se mide midiendo la caída de presión cuando el fluido pasa a través de las obstrucciones, que se insertan en el camino a lo largo del cual fluye. Esto se debe a que a medida que aumenta el flujo del fluido a través de la tubería, habrá una mayor caída de presión a través de la constricción (Figura 3), que puede ser registrada por los medidores. A partir de esto, uno puede calcular la tasa de flujo, ya que será proporcional a la raíz cuadrada de la caída de presión (ecuación de Bernoulli).
Los medidores de placa orificio, medidores de boquilla de flujo, medidores de tubo de flujo, medidores de tubo piloto, medidores de codo, medidores de objetivo, medidores de tubo Dall, medidores de cono, medidores de tubo Venturi, medidores de flujo laminar y medidores de área variable (Rotametro) son algunos ejemplos de medidores de flujo de presión diferencial.
Medidores de flujo de velocidad
Los medidores de flujo de velocidad estiman la tasa de flujo de los fluidos midiendo la velocidad del fluido que fluye a través de ellos. Aquí, la velocidad del fluido proporciona una medida directa de su tasa de flujo, ya que son directamente proporcionales entre sí. En estos medidores, se puede medir la velocidad de diversas maneras, siendo el uso de la turbina una de ellas (Figura 4).
Dependiendo del método utilizado para determinar la velocidad, tenemos varios tipos de medidores de flujo de velocidad, como el medidor de flujo de turbina, el medidor de flujo de desprendimiento de vórtices, el medidor de flujo de tubo de Pitot, el medidor de flujo de hélice, el medidor de flujo de paleta o rueda Pelton, el medidor de flujo de chorro único y el medidor de flujo de múltiples chorros.
La medición de la tasa de flujo de fluidos en entornos peligrosos, incluyendo aquellos en el caso de la minería, requiere medidores de flujo no intrusivos. Los medidores de flujo SONAR, que son un tipo de medidores de flujo de velocidad, sirven para este tipo de requerimientos. Además, los medidores de flujo ultrasonoro, así como los medidores de flujo electromagnético, también forman parte de los medidores de flujo de velocidad.
Medidores de flujo ópticos
Los medidores de flujo ópticos funcionan según el principio de la óptica, es decir, miden la tasa de flujo utilizando luz. Generalmente, emplean un conjunto consistente en un haz láser y fotodetectores. Aquí, las partículas del gas que fluye a través de la tubería dispersan el haz láser para producir pulsos que son recogidos por el receptor (Figura 5). Luego, se determina el tiempo entre estas señales, ya que se conoce la distancia por la cual los fotodetectores estarían separados, lo que a su vez lleva a la medición de la velocidad del gas.
Como estos medidores miden la velocidad real de las partículas que constituyen los gases, no se ven afectados por las condiciones térmicas y las variaciones en el flujo de gas. Por lo tanto, son capaces de proporcionar datos de flujo altamente precisos incluso cuando el entorno es el más desfavorable, por ejemplo, cuando hay alta temperatura y presión, alta humedad, etc.
Medidores de flujo para canales abiertos
Los medidores de flujo para canales abiertos se utilizan para medir la tasa de flujo de un fluido cuya ruta de flujo implica una superficie libre. Los medidores de vertederos y los medidores de flumes (Figura 6) son medidores de flujo para canales abiertos que usan dispositivos secundarios como burbujeadores o flotadores para medir la profundidad del fluido en un punto particular. A partir de esta profundidad, se puede obtener la tasa de flujo del fluido.
Por otro lado, en el caso de la medición de flujo en canal abierto basada en la prueba de colorantes, se utiliza una cierta cantidad predeterminada de colorante o sal para cambiar la concentración del flujo de fluido. La dilución resultante proporciona una medida de la tasa de flujo del fluido. A continuación, es importante notar que la precisión con la que los medidores de flujo necesitan operar está decidida por la aplicación para la cual se utilizan. Por ejemplo, cuando queremos monitorear el flujo de agua a través de una tubería en nuestro jardín, sería suficiente si usamos un medidor de flujo que tenga una menor precisión que el que se usará cuando necesitemos monitorear el flujo de un álcali destinado a un proceso químico. Además, otro factor que requiere ser notado es que los medidores de flujo, cuando se usan en conjunto con válvulas de flujo, pueden realizar acciones de control con éxito.
¿Qué es un medidor de agua?
Un medidor de agua es un tipo de medidor de flujo que se utiliza para monitorear la tasa de flujo de agua a través de una tubería. Hay dos enfoques comunes para la medición del flujo de agua: desplazamiento y velocidad. Los diseños comunes de desplazamiento incluyen medidores de pistón oscilante y de disco nutante. Los diseños basados en velocidad incluyen medidores de un solo chorro, de múltiples chorros y de turbina.
Tipos de medidores de agua
Los medidores de agua se pueden clasificar en varios tipos dependiendo del mecanismo por el cual miden el flujo de agua.
Medidor de flujo de agua de tipo de engranaje
Generalmente, todos los medidores de agua residenciales son de tipo de desplazamiento positivo. Estos, a su vez, pueden ser de tipo de engranaje (Figura 1) o de pistón oscilante o de disco nutante. Aquí, el agua se hace entrar en una cámara desde la cual solo se deja salir cuando la cámara se llena.
Al hacerlo, se puede estimar la tasa de flujo de agua. Estos medidores se utilizan cuando el agua fluye a una tasa moderadamente baja.
