…para la medición de flujos (por ejemplo, medición del flujo de gas y medición del viento).
Los sensores calorimétricos utilizan la transferencia de calor para determinar la velocidad de flujo de los gases. Un elemento sensor calentado es enfriado por el flujo de gas. Cuanto mayor es el enfriamiento, mayor es la velocidad del flujo. Las aplicaciones típicas son el control del flujo de gas en los sistemas de proceso, la detección de fugas o la medición del flujo de aire en los sistemas HVAC (calefacción, ventilación y aire acondicionado).
SECO dice:
La medición calorimétrica está influida por la conductividad térmica específica y la composición del gas. Los ultrasonidos funcionan independientemente de esto.
Las mediciones calorimétricas requieren cierto tiempo hasta que se estabiliza la diferencia de temperatura. Los ultrasonidos reaccionan inmediatamente a los cambios en el flujo volumétrico.
Los ultrasonidos también son adecuados para grandes diámetros de tubería y caudales volumétricos. La medición calorimétrica es más adecuada para caudales pequeños.
Los sensores calorimétricos suelen estar diseñados para medir en una dirección. Los ultrasonidos pueden reconocer y medir la dirección del flujo.
Los sensores de presión diferencial trabajan con la diferencia de presión entre dos puntos del perfil de caudal para calcular la velocidad y el caudal volumétrico de los gases. Las aplicaciones típicas incluyen la medición del flujo en tuberías, la supervisión de sistemas de ventilación y aire acondicionado o el control de procesos en la industria. Los sensores de presión diferencial funcionan con principios de medición como orificios, toberas de Venturi o tubos de Pitot.
SECO dice:
Los ultrasonidos no provocan ninguna resistencia adicional al flujo. Los orificios o válvulas de los sensores de presión diferencial pueden causar pérdidas de presión.
Los sensores de presión diferencial dependen mucho de la densidad y suelen requerir una compensación compleja. Los ultrasonidos son menos sensibles.
Los ultrasonidos también pueden utilizarse en tuberías muy grandes sin intervención mecánica. La presión diferencial requiere instalaciones grandes y costosas.
Los ultrasonidos reconocen la dirección del flujo y miden en ambas direcciones. Los sensores de presión diferencial suelen estar diseñados sólo para una dirección.
Los sensores de vórtices utilizan la formación de vórtices detrás de un cuerpo perturbador en el flujo de gas para determinar la velocidad del flujo. La frecuencia de los vórtices es proporcional a la velocidad del flujo. Las aplicaciones típicas incluyen la medición del flujo en líneas de proceso, la monitorización de sistemas de gas y vapor o la facturación de energía y medios. Los sensores de vórtices funcionan según el principio de la calle de vórtices de Kármán.
SECO dice:
Los ultrasonidos miden con fiabilidad incluso a caudales muy bajos, mientras que los sensores de vórtice requieren una velocidad mínima para generar vórtices.
Los ultrasonidos son menos sensibles a los flujos turbulentos. Los sensores de vórtice pueden emitir señales defectuosas en tales condiciones.
Los ultrasonidos reconocen la dirección del flujo y miden en ambas direcciones. Los sensores de vórtice suelen estar diseñados para una sola dirección.
Los ultrasonidos funcionan sin piezas móviles. Los sensores de vórtice tienen un cuerpo interferente en el medio que está expuesto a la contaminación y a los depósitos.
Los sensores Coriolis miden el caudal másico de los gases utilizando la fuerza de Coriolis, que actúa sobre los tubos de medición vibrantes cuando el medio fluye a través de ellos. Las aplicaciones típicas son la medición del flujo de alta precisión en la industria de procesos, la medición de gases y la facturación de energía. Los sensores de Coriolis funcionan con mediciones directas basadas en la masa.
SECO dice:
Los sensores ultrasónicos a menudo pueden instalarse sin abrir las tuberías. Los sensores Coriolis son caros y requieren instalaciones complejas.
Los ultrasonidos pueden utilizarse sin problemas en tuberías muy grandes. Los sensores Coriolis tienen un tamaño limitado y son difícilmente practicables para diámetros grandes.
Los ultrasonidos funcionan sin contacto y no provocan pérdidas de presión. Los sensores Coriolis requieren tubos de medición que modifican la sección transversal del flujo.
Los sistemas ultrasónicos son compactos y ligeros. Los sensores Coriolis son macizos y pesados, lo que dificulta la instalación y puede suponer costes más elevados.
SECO dice:
Los sensores para la medición del flujo de gases son cruciales para el control de los procesos, la facturación de energía y la seguridad en las aplicaciones industriales. Miden la velocidad del flujo o el caudal volumétrico y permiten un control preciso. Las tecnologías más importantes son los sensores calorimétricos, de presión diferencial, de vórtice, Coriolis, láser Doppler y ultrasónicos. Cada tecnología tiene propiedades específicas que determinan sus ámbitos de aplicación.
Los sensores calorimétricos funcionan con transferencia de calor: Un elemento calentado es enfriado por el flujo de gas; cuanto mayor es el enfriamiento, mayor es la velocidad del flujo. Son compactos y sencillos, pero reaccionan sensiblemente a la composición y temperatura del gas.
Los sensores de presión diferencial miden la diferencia de presión entre dos puntos del perfil de flujo y la utilizan para calcular la velocidad. Son robustos y están probados, pero provocan pérdidas de presión y requieren compensar la temperatura y la densidad.
Los sensores de vórtices utilizan la formación de vórtices detrás de un cuerpo perturbador. La frecuencia del vórtice es proporcional a la velocidad del flujo. Son fiables para caudales medios y altos, pero requieren una velocidad mínima y son susceptibles a la contaminación.
Los sensores Coriolis miden el caudal másico directamente a través de la fuerza de Coriolis en tubos de medición vibrantes. Ofrecen la máxima precisión, pero son caros, pesados y poco prácticos para tubos de gran diámetro.
Los anemómetros láser Doppler miden el desplazamiento Doppler de la luz láser que dispersan las partículas del gas. Proporcionan resultados extremadamente precisos, pero son complejos, costosos y están limitados a aplicaciones de laboratorio.
Los sensores ultrasónicos emiten ondas sonoras y miden la diferencia de tiempo entre las señales en y contra la dirección del flujo (principio de tiempo de vuelo). No tienen contacto, no causan pérdidas de presión, funcionan independientemente de la composición del gas y son adecuados para grandes diámetros de tubería. Su robustez y versatilidad hacen de los ultrasonidos la solución preferida para muchas aplicaciones industriales.
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