Cómo elegir el medidor de caudal de gases técnicos adecuado en 6 pasos
Cómo elegir el medidor de caudal de gases técnicos adecuado en 6 pasos
Elegir un caudalímetro adecuado para gases técnicos es fundamental para obtener datos e información de medición correctos. Esto evita que se tomen decisiones basadas en datos inexactos y puede suponer un importante ahorro económico. VPInstruments caudalímetros para múltiples gases técnicos, como nitrógeno, CO₂, oxígeno, argón, helio y mezclas de gases especiales, que se utilizan en aplicaciones de envasado y soldadura. Asegúrese de responder a las siguientes preguntas para encontrar el caudalímetro de gas adecuado para su aplicación y situación.
1. ¿En qué consiste la solicitud?
Las condiciones del proceso, la ubicación y el objetivo de la medición se basan en un mismo principio fundamental: influyen en la elección del método de medición. Existen varias tecnologías que se pueden utilizar para medir el caudal másico de gases. Dos de las tecnologías más habituales son el caudalímetro térmico y el de presión diferencial. Los caudalímetros térmicos cuentan con un amplio rango de medición, lo que permite medir casi el 100 % del consumo. Gracias a su amplio rango de medición, se detectarán incluso las fugas más pequeñas de gases técnicos. Entonces, ¿por qué no elegir siempre un medidor de caudal másico térmico? Si el gas está contaminado o húmedo, un medidor térmico no es la mejor opción. En ese caso, es mejor elegir un medidor con un sensor de caudal de presión diferencial. Un medidor de caudal másico térmico mide aire seco de 0,5 a 150 m/s (0 a 500 sfps). Un medidor de presión diferencial mide de 20 a 200 m/s (65 a 650 sfps) y, por lo tanto, no es adecuado para medir fugas. La relación entre el caudal alto y el bajo se denomina «razón de turndown». Así, para los medidores de flujo másico térmicos, esta suele ser de 1:300, mientras que para los medidores de flujo de presión diferencial la razón de turndown es de 1:10.
2. ¿Cuál es el diámetro de la tubería y el modelo del caudalímetro?
Existen dos tipos de caudalímetros que se utilizan habitualmente para medir el caudal de gases técnicos: los de línea y los de inserción. En comparación con el caudalímetro de línea, el de inserción tiene la ventaja de que puede utilizarse en tuberías de distintos diámetros y de que puede insertarse en condiciones de presión mediante el uso de una válvula de bola. Incluso es posible crear un punto de inserción en condiciones de presión utilizando una broca de perforación en caliente y una abrazadera de conexión en caliente. Sin embargo, existe un límite en el tamaño mínimo de tubería para utilizar un medidor de flujo de inserción. Por debajo de 2 pulgadas, la precisión en campo será menor debido al efecto de obstrucción: el sensor bloquea una parte del área de la tubería, lo que afecta a la velocidad del aire alrededor del sensor. Este efecto aumenta significativamente por debajo de las 2 pulgadas. Los medidores de flujo en línea son más rentables en comparación con los de inserción, lo cual se aplica a tamaños de hasta 2 pulgadas. Los caudalímetros en línea tienen una precisión de campo muy alta, especialmente cuando se utilizan los tubos de entrada y salida del proveedor. El medidor en línea tiene un inconveniente. A menos que el caudalímetro se instale en un bypass especial, es necesario detener el proceso (localmente) al instalar un caudalímetro en línea. Esto también es así cuando se desea recalibrar el caudalímetro.
3. ¿Cuál es el nivel de precisión y calibración requerido?
Para obtener una alta precisión, recomendamos encarecidamente seleccionar un caudalímetro calibrado con el gas técnico específico. Cuando se requiera una precisión menor, se puede utilizar un factor de conversión de gases, ya que resulta más económico que una calibración específica para ese gas. Sin embargo, tenga en cuenta que su precisión puede variar en función de la presión y la temperatura. En particular, en el caso del helio, recomendamos encarecidamente calibrar con gas helio real, a la presión de diseño del sistema, ya que el factor de conversión varía mucho en el rango de presión y temperatura. VPInstruments calibrar su caudalímetro para CO₂, nitrógeno, helio, Corgon, argón y otros gases industriales.
4. ¿Condiciones generales y lugar de instalación?
Las condiciones locales pueden afectar a la fiabilidad y a la vida útil del caudalímetro. Por ejemplo, las vibraciones pueden provocar que el caudalímetro de inserción se desplace lentamente de su posición (si no está bien montado). La luz solar directa puede calentar en exceso los componentes electrónicos, lo que provocaría su apagado. Una exposición prolongada a temperaturas excesivas puede incluso causar daños permanentes. Responda a las siguientes preguntas para describir estas condiciones y compruebe las especificaciones de su caudalímetro en consecuencia:
- ¿Instala el medidor en el interior o en el exterior? Considere la posibilidad de instalar una carcasa para el medidor de caudal exterior a fin de protegerlo de la lluvia y la luz solar directa.
- ¿Cuál es la temperatura ambiente?
- ¿Cuál es la temperatura del gas?
- ¿Habrá exposición al polvo, a productos químicos (vapor, líquidos o polvo) o a otras impurezas?
- ¿Hay otras condiciones ambientales relevantes que deban tenerse en cuenta?
Para obtener resultados de medición precisos, también es necesario conocer la longitud de tramo recto disponible y la posición recomendada del contador. El tramo recto corresponde a la longitud de la tubería sin codos, válvulas ni curvas. Los requisitos relativos al tramo recto se basan en las leyes de la física dinámica y se consideran generalmente como la norma. Dependiendo de la tubería y de los objetos situados aguas arriba y aguas abajo de la misma, necesitará una longitud aguas arriba de entre 20*D 1 y 40*D 1 y una longitud aguas abajo de entre 5*D 1 y 10*D 1 (1 = diámetro interior). Obtenga más información sobre las tablas de tuberías. Lea este artículo para determinar el tramo recto necesario para su caudalímetro.
5. Tipos de lectura
Existen, a grandes rasgos, tres formas de visualizar los datos del caudalímetro: una pantalla local integrada en el propio caudalímetro, la visualización de los datos en un sistema central de gestión de edificios (BMS) y/o el uso de un registrador de datos. Cada una de estas opciones conlleva sus propios requisitos y repercusiones económicas. Especialmente a la hora de conectar el caudalímetro a un BMS o a un sistema de gestión energética, un análisis adecuado de la mejor solución llave en mano puede suponer un importante ahorro de dinero, tiempo y molestias.
Muchos caudalímetros utilizan una salida de 4,20 mA para transmitir sus parámetros. Se trata de una solución probada y fiable, pero a menudo solo hay un parámetro de medición disponible en esta salida. VPInstrumentsofrece caudalímetros 4 en 1, que miden simultáneamente el caudal másico, la presión, la temperatura y el caudal total. En ese caso, se proporciona un protocolo como Modbus RTU para leer todos los parámetros a la vez. El uso de Modbus requiere la intervención de un experto para evitar errores costosos durante la instalación.
Con la Industria 4.0, Ethernet se perfila como el estándar del futuro. Ethernet ofrece la ventaja de que puede suponer un importante ahorro en cables, siempre que se pueda aprovechar la infraestructura de red ya existente en la planta. A menudo se pasa por alto el coste de los cables y su instalación, que puede llegar a ser más elevado que el precio total del caudalímetro.
6. ¿Se requieren certificados, documentos o pruebas?
Lo último que debes comprobar es la documentación. ¿Necesitas algún certificado, documento o prueba? Ten en cuenta también los requisitos de limpieza. Por ejemplo: en algunas aplicaciones de oxígeno, se requiere un servicio especial de desengrasado para el caudalímetro. Comprueba siempre qué se aplica a tu situación concreta.
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