Modelos , Ventajas y Desventajas de flujometros volumetricos

24 Septiembre 2010

 

Algunos de los diversos tipos de contadores volumétricos reciben el nombre por el elemento que utilizan para la medición. Hay cuatro modelos básicos:

1. Rotativos (elemento de medición de tipo rueda dentada, tornillo o molinete)

2. Alternativos (elemento de medición de tipo émbolo de movimiento alternativo)

3. De disco oscilante (elemento de medición de acción rotativa)

4. De nutación (elemento de medición de tipo disco de nutación)

 

Fig.: Vista exterior de un flujometro volumetrico

 

 

Contadores de molinete:


Los contadores del primer grupo son los caudalímetros de este tipo más precisos. Su diseño se muestra abajo en la figura. Un molinete ajustado a la cavidad de medición desplaza una cantidad de volumen fija al barrer un cuarto de circunferencia, como se muestra en la figura. Estos contadores se suelen utilizar para el transporte de petróleo.

 

Fig. :  Caudalímetro de molinete

 

 

Contadores de ruedas de engranaje ovaladas:

 

Un contador de ruedas de engranaje ovaladas consiste en un cabezal que aloja dos ruedas dentadas ovaladas engranadas. La acción de cierre positivo evita efectivamente las fugas entre los dos engranajes. El momento de fuerza producido por la acción del caudal varía según las posiciones relativas de las dos ruedas de engranaje ovaladas. Dicho momento provoca el giro de cada engranaje alrededor del otro y hace pasar por el contador porciones de fluido de volumen conocido. Este principio es característico de muchos diseños de contadores volumétricos -incluso de aquéllos cuyos engranajes no tienen forma ovalada (Fig. siguiente).

 

Los materiales empleados para las cámaras de desplazamiento, las ruedas de engranajes ovaladas, las levas y pivotes diversos pueden variar según las condiciones de proceso. Los materiales típicos empleados para las ruedas de engranaje ovaladas incluyen fundición gris, aceros Cr-Ni-Mo, acero colado y bronce. Estos materiales son de uso habitual en muchos otros diseños.

 

Fig. :  Contador de engranajes. Entre los dientes de las ruedas dentadas pasan porciones exactas de volumen de fluido.

 

 

Contadores de émbolo giratorio:

 

Los modelos más comunes del tercer grupo son los contadores de émbolo giratorio, utilizados para la supervisión del consumo de agua en edificios, apartamentos e industrias. El émbolo oscila alrededor de un eje central. La estanqueidad del volumen de fluido se da entre la lámina de partición y el borde exterior del elemento de medición en contacto con el cuerpo del caudalímetro.

 

Fig.: Sección transversal de un contador de émbolo giratorio, a = Cuerpo del caudalímetro b = Cámara de medición c = Lámina de partición

 

Los otros dos tipos de contadores mencionados (de émbolo alternativo y de diafragma o disco oscilante / nutación) basan su principio de medición en que actúan como desplaza-dores de un volumen de fluido fijo en cada revolución.

 

En todos estos modelos, el eje central transmite el movimiento giratorio a unos contadores de rueda dentada, o simplemente a unos sensores externos, que cuentan las revoluciones. La Figura abajo muestra la configuración básica de un contador de tornillo helicoidal.

 

Fig. : Contador volumétrico con dos tomillos helicoidales.

 

 

Contadores de gas:

 

Los contadores de gas suelen utilizar una membrana de baja resistencia que gobierna una válvula. Dos fuelles (B, C) se llenan y vacían de gas alternativamente (Fig. siguiente). Una válvula gobernada por los compartimentos A y D controla dicho llenado y vaciado.

 

Fig.: Principio de medición de los contadores de gas en edificios de apartamentos

 

 

Un elemento mecánico de enlace conecta el movimiento alternativo de la válvula con el eje de salida. Cada desplazamiento produce un único giro del eje. Se pueden emplear codificadores de alta resolución para generar una salida de señal pulsante de alta frecuencia. Se han fabricado millones de caudalímetros de este tipo para emplear como contadores de gas en domicilios particulares, comercios y oficinas.

 

 

Ventajas e inconvenientes


La lista de ventajas e inconvenientes que ofrece este principio de medición ha de darse inevitablemente en términos generales debido a los innumerables tipos y modelos distintos disponibles en el mercado. El resumen siguiente, pues, no contempla más que generalidades. Para conocer la información detallada acerca de las condiciones límite particulares para cada tipo de contador siempre será necesario dirigirse al fabricante correspondiente.

 

Ventajas:

- Método de medición en uso desde hace más de 100 años. Ampliamente aceptado y fiable.

- De gran exactitud (hasta 0,1% o superior) y alta repetíbilidad, particularmente cierto para contadores de tipo molinete y émbolo.

- Se pueden emplear con líquidos y gases conductivos y no conductivos.

- Especialmente adecuados (excepto los contadores de gas) para la medición del caudal de fluidos altamente viscosos.

- La medición es independiente de la viscosidad en un amplio campo de valores de medida.

- Algunos modelos no precisan alimentación eléctrica.

- Un amplio abanico de materiales disponibles.

- Las condiciones a la entrada y a la salida no influyen en la medición.

 

Inconvenientes:

- No aptos para fluidos contaminados o para dos fases fluidas.

- Por su diseño inherente, algunos modelos provocan caudales pulsantes en la tubería.

- Sólo permiten medir el caudal en un único sentido.

- Los diámetros nominales deben ser grandes en comparación con otros métodos.

- Restricciones de temperatura y presión para evitar los efectos de fugas intersticiales en el cuerpo del contador.

- Pérdida de carga por filtros corriente arriba, aumento de la viscosidad y/o velocidades más altas.

- Un mal uso puede acabar por bloquear el sistema de tuberías.

- El rozamiento mecánico impone una carga adicional si el contador se emplea para medir caudales de sustancias químicamente agresivos.

- Riesgo de congelación (formación de hielo) si se emplea al aire libre.

- Posibilidad de daños mecánicos por entrada de aire o vapor en el fluido.

- No especialmente económicos en comparación con otras tecnologías equivalentes de medición de velocidades de circulación de fluidos.

 

 

José Carlos Villajulca

Soy un apasionado ingeniero especializado en Control, Automatizacion e Instrumentación Industrial. Con mas 9 años de experiencia desarrollando proyectos y manteniendo sistemas de control en diversas plantas industriales. Soy director y webmaster de InstrumentacionyControl.NET y de MyAutomationClass.com. Cualquier consulta o comentario lo puedes hacer en la parte de abajo y escribiendo nuestro foro: http://instrumentacionycontrol.net/foros/.

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