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Ventajas e inconvenientes en la utilización de flujometros magnéticos

14 Octubre 2010

 

Los caudalímetros basados en este principio se emplean en todos los ámbitos de la industria y en todos los países del mundo. La gran diversidad de modelos permite su aplicación incluso en procesos altamente corrosivos que involucren lodos abrasivos.

Las posibles limitaciones de presión y temperatura que puedan presentar se deben fundamentalmente a las propiedades del material de revestimiento o a las características particulares de algunos modelos de caudalímetro específicos.

 

 

Ventajas:


- El principio de medición en que están basados es virtualmente independiente de la presión, la temperatura y la viscosidad.

- Permiten mediciones incluso en presencia de partículas sólidas (por ejemplo, lodos de menas).

- Disponen de un amplio rango de diámetros nominales: DN 2 (1/12") hasta 3.000 (120").

- Tubo de medición de instalación longitudinal sin partes móviles.

- No experimenta pérdidas de carga

- No requiere estrangulamientos en la sección transversal de la tubería (de fácil limpieza -CIP- y esterilización -SIP-, apto para limpieza con cepillo).

- Alto grado de fiabilidad y reproducibilidad de medición, buena estabilidad a largo plazo.

- Gasto mínimo en mantenimiento y renovación.

 

 

Inconvenientes:


- Sólo funciona con líquidos conductores.

- Las mediciones son menos exactas y más difíciles con líquidos poco conductores, por ejemplo, con agua desmineralizada.

- Las deposiciones en el interior del tubo de medición o en los electrodos pueden generar

errores.

 

 

Maneras de generar un campo magnético

 

Para medir con éxito caudales con métodos electromagnéticos es de importancia fundamental el modo como se genera y controla el campo magnético en el tubo de medición. En la actualidad, se emplean dos métodos.

 

Generación de campo magnético a partir de impulsos de comente continua:

Un método moderno de eficacia demostrada para generar campo magnético consiste en utilizar impulsos de corriente continua (CC). Se genera asilo que se conoce como "campo CC por impulsos". La polaridad del campo magnético se invierte periódicamente para que las tensiones de medición consecutivas en los electrodos (U+, U-) tengan signos opuestos (véase la Fig. siguiente). La tensión inducida es la diferencia entre estos dos valores medidos (Ucaudal).

 

 

Este método presenta la ventaja de eliminar las tensiones interferentes, puesto que se anulan en el cálculo. La electrónica transforma el valor de esta tensión resultante relacionada con la velocidad media del fluido- al valor de caudal volumétrico correspondiente y lo convierte en una señal de salida estandarizada (por ejemplo, una intensidad entre 4-20 mA).

 

Fig. : Procesamiento de señal y generación de campo magnético por imputos de CC.

 

 

Campos magnéticos por impulsos de CA:

Este método fue el primero que se desarrolló. Una fuente de alimentación CA sinusoidal (por ejemplo, 50 Hz de la red) conectada directamente a unas bobinas, las excita y generan un campo magnético. Por un lado, el campo magnético obtenido de este modo es intenso y ofrece un amplio margen para distinguir lo que es señal de tensión de lo que es ruido. Este aspecto es de mucha importancia en aplicaciones que involucran fluidos problemáticos como lodos con contenido sólido.

 

Por otro lado, el valor de tensión medido es muy bajo y puede haber interferencias debidas a la tensión CA de alimentación. Estas interferencias pueden tener el origen en el transformador del caudalímetro o en el mismo cable de alimentación, si éste se halla cerca de los cables de salida de señal. Todas estas fuentes de interferencia tienen, por supuesto, la misma frecuencia de la línea. Además, también se amplifican y tienden a falsear los resultados de la medición.

 

Las intensidades de corriente de toma de tierra descargadas a lo largo del sistema de tuberías pueden provocar efectos similares. Ello es inevitable, en particular en industrias químicas. Las tensiones CA interferentes de esta naturaleza siempre tienen un efecto negativo en la reproducibilidad de la medición. Estas tensiones nunca pueden ser eliminadas por completo, por eficaz que sea el sistema de apantaüamiento y a pesar de todos los circuitos eléctricos auxiliares de que se pueda disponer. Sin embargo, los sistemas de generación de campo magnético por impulsos de CA recientemente desarrollados se muestran prometedores en algunos tipos de aplicaciones.

 

Ventajas e inconvenientes

En la práctica, el método de generación de campo magnético para la medición de caudales que ha prevalecido es el generado por pulsos de CC. Este método es mucho más resistente a tensiones interferentes y su consumo es mucho menor. Las ventajas que contribuyeron a mantener durante un tiempo los caudalímetros de CA - su capacidad de efectuar mediciones en condiciones de fluctuaciones extremas de caudal, o de medir líquidos poco conductores y líquidos con contenido sólido - se pueden conseguir ahora también en los caudalímetros de CC con modelos de software compensatorios y con tensiones de excitación superiores para el campo magnético.

 

La falta de un punto cero definido es también otro inconveniente de los métodos de generación de campo magnético por CA. La tensión estacionaria es sinusoidal, por lo que no existe un punto de tensión cero definido en el campo generado por las bobinas. Un campo magnético generado de este modo es inherentemente susceptible de experimentar corrimientos del punto cero y en la mayoría de casos hay que ajustar el punto cero periódicamente. Este método no permite corregir los errores de punto cero relacionados con el proceso (deriva de cero).

 

 

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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