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DOCUMENTO TÉCNICO
ABRIL 2020
SELECCIÓN DE
SENSORES DE FLUJO
Autor: Stefany Camino G.
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FLUIDOS
El flujo de fluidos es el movimiento de una sustancia en ciertas direcciones
o una sola dirección ante la presencia de tensión.
PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS
La propiedad de los fluidos se basa de acuerdo a los siguientes
parámetros:
Figura 1 Densidad de n fluido
Viscosidad: Se llama así a la tensión interna del fluido que se opone
al movimiento, enlenteciéndolo sin llegar a impedirlo del todo. Es
mucho mayor en los líquidos que en los gases
Compresibilidad: Hasta cierto grado, se puede comprimir los
fluidos, o sea, hacerlos ocupar un volumen inferior al dado. Sin
embargo, los gases son más comprimibles que los líquidos.
Propiedades
Viscosidad Compresibilidad Densidad
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SENSORES DE FLUJO
Los sensores de flujo, también conocidos como interruptores de caudal
son equipos para monitoreo de fluidos en tuberías lo que proporcionan
una supervisión segura de los valores que se transmiten por dicha
corriente.
En la industria, los materiales con los que se trabaja son fluidos, por lo
tanto, es necesario conocer la cantidad de fluido que se ingresa y sale
por el proceso, al igual que la velocidad es por esto que se tiene diversos
medidores de flujo que se conocerá a continuación:
Sistema Medidor
Medidores de flujo
volumétrico
Presión diferencial Tubo venturi
Tubo Pitot
Área variable Rotámetros
Velocidad Turbina
Ultrasónido
Tensión inducida Magnético
Torbellino (Vortex) Medidor de frecuencia
¿Por qué son importantes los
medidores de Flujo?
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Placa Orificio
Medidor tipo Turbina
Aplicaciones
Principio de funcionamiento
Permite medir el caudal de un fluido que pasa por una tubería.
La velocidad del fluido aumenta debido a la menor sección, esto
causa una disminución de presión.
Tipos
Orificio concéntrico
Orificio concéntrico cónico
Orificio excéntricas
Orificio concéntrico segmentados
Medidores Ultrasónicos
Tiempo de tránsito Efecto Doppler
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Aplicaciones
Implantar un instrumento o
un medidor en línea.
• Tuberías con aguas turbias o
sólidos.
Principio de funcionamiento
• Los medidores de flujo
ultrasónicos de tiempo de
tránsito utilizan una señal de
sonido que viaja desde un
sensor emisor a otro que
recibe la señal y la envía de
vuelta.
• Los medidores utilizan dos
transductores, uno actúa
como emisor y el otro como
receptor.
• Los medidores utilizan un
emisor y receptor.
• El efecto doppler es el
cambio de frecuencia por la
velocidad relativa de la
fuente.
• Las ondas de sonido que
llegan al transductor
receptor tienen una
frecuencia alterada debido
al líquido en movimiento
Medidores Tipo Turbina
Medidor tipo Turbina
Aplicaciones
• Refinerías
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Principio de funcionamiento
Rotor que gira al paso del fluido con una velocidad directamente
proporcional al caudal.
• Aplicaciones para líquido limpios y filtrados.
Ventajas
• Posibilidad de instalación en tubería horizontal o vertical, y en
todos los sentidos de flujo
• Posibilidad de diseño especial para alta presión y diferentes tipos
de conexión a proceso
• Baja pérdida de carga
• Alta precisión y repetibilidad
• Coste reducido
Medidores Magnéticos
Medidor tipo Turbina
Aplicaciones
• Instalaciones de gestión de aguas.
• Industria de procesos
• Sector farmacéutico
• Industria alimentaria.
Principio de funcionamiento
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Conductor es el líquido. Señal generada es captada por dos electrodos
rasantes con la superficie interior del tubo.
• Adecuados para medir fluidos corrosivos conductivos.
Medidores Tipo Vortex
Medidor tipo Turbina
Aplicaciones
• Adecuados para medir flujo de líquidos y gases limpios y poco
abrasivos.
Principio de funcionamiento
Basado en el principio de generación de vórtices.
Estos vórtices se forman a un lado y al otro causando diferencias
de presión.
Obstáculo fijo, vertical y sección trapezoidal.
Medidores de área Variable
Medidor tipo Turbina
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Aplicaciones
• Adecuados para medir flujo de líquidos limpios.
Principio de funcionamiento
Trabaja con un flotador que es cilíndrico, cuya densidad es > que
el flujo.
Eleva el flotador dentro del tubo para incrementar el área de
paso del flujo.
Parámetros de Selección
Aplicabilidad a un proceso específico.
Costos de instalación y operación.
o Diámetro de la tubería
o Material de la tubería
Intervalos de velocidades a los que se adapta.
Exactitud.
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Material de la Tubería Diámetro de la tubería
Cuadro Comparativo de los Sensores de Flujo
Aplicaciones de los Sensores de Flujo
Sensor de flujo Aplicaciones
Turbina Medir agua, en plantas de tratamiento de aguas y en
granjas acuícolas, de gas
Sensor de flujo Líquidos
recomendados
Pérdida
de
presión
Exactitud
en %
Efecto
viscoso
Costo
relativo
Orificio Líquidos sucios y
limpios Medio ±2 𝑎 ± 4 Alto Bajo
Turbina Líquidos limpios y
viscosos Alto ±0,25 Alto Alto
Electromagnético
Líquidos sucios y
limpios,
conductores
No ±0,5 No Alto
Ultrasónico
tiempo de
tránsito
Liquidos limpios y
liquidos viscosos No ±1 𝑎 ± 5 No Alto
Ultrasónico
efecto doppler
Liquidos limpios y
liquidos viscosos No ±5 No No
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Electromagnético
Manufactura química, la industria petroquímica, la
purificación de agua, la industria de alimentos y
bebidas, la minería y la manufactura de pulpa y
papel.
Coriolis
Instalaciones de tratamiento de agua, en
farmacéutica, en instalaciones nucleares, en medición
de transferencia de custodia y de gas natural
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