Caudalímetros Coriolis

¿Qué es un caudalímetro Coriolis?

Comprender el efecto Coriolis

Mecanismo de funcionamiento

1. Vibración del tubo:

   Una unidad de accionamiento electromagnético hace vibrar el tubo de flujo a su frecuencia natural. Esta vibración se produce perpendicularmente a la dirección del flujo de fluido.

2. Flujo de fluidos a través del tubo vibratorio:

   Cuando el fluido entra en el tubo vibratorio, empieza a interactuar con la vibración del tubo.

3. Detección de desplazamiento de fase:

   Unos sensores situados en la entrada y la salida del tubo detectan la diferencia de tiempo (desfase) entre las vibraciones en estos dos puntos.

4. Cálculo del caudal másico:

   El desfase es directamente proporcional al caudal másico del fluido. Cuanto mayor sea el caudal másico, mayor será el desfase. La electrónica del caudalímetro calcula el caudal másico en función de este desfase.

5. Medición de la densidad y la temperatura:

   Muchos caudalímetros Coriolis también miden la densidad del fluido analizando los cambios en la frecuencia de vibración, así como la temperatura mediante sensores de temperatura incorporados. Esto permite realizar cálculos adicionales, como el caudal volumétrico y el análisis de la composición del fluido.

Diseños de tubo del caudalímetro Coriolis

1. Tubos en U

   • Descripción:Presenta uno o varios tubos en forma de U.
   • Ventajas:
     • Alta sensibilidad debido al mayor desplazamiento provocado por la forma en U.
     • Eficaz para medir caudales bajos.
   • Limitaciones:
     • Diseño más voluminoso.
     • Mayor caída de presión en comparación con los tubos rectos.

2. Tubos en forma de S (Omega)

   • Descripción: Se asemejan a la letra griega Omega (Ω) o a una forma de S.
   • Ventajas:
     • Diseño compacto en comparación con los tubos en forma de U.
     • La estructura equilibrada reduce la tensión y prolonga la vida útil del contador.
   • Limitaciones: Ligeramente menos sensible que los tubos en forma de U.

3. Tubos rectos

   • Descripción: Consta de uno o dos tubos rectos.
   • Ventajas:
     • Caída de presión mínima.
     • Más fáciles de limpiar, ideales para aplicaciones sanitarias.
     • Menor riesgo de obstrucción con fluidos viscosos o cargados de partículas.
   • Limitaciones:
     • Menos sensible a caudales bajos.
     • Puede requerir un soporte más robusto para evitar vibraciones externas.

4. Tubos curvos dobles

   • Descripción: Incorpora dos tubos curvos paralelos.
   • Ventajas:
     • Mayor sensibilidad y precisión.
     • Reducción de los efectos de las vibraciones externas.
   • Limitaciones:Un diseño más complejo puede aumentar el coste.

Precisión del caudalímetro Coriolis

• Líquidos: ±0,1% a ±0,2% de la lectura.
• Gases: ±0,5% a ±1,0% de la lectura.

Factores que influyen en la precisión

1. Propiedades de los fluidos:

   La viscosidad, la densidad y la temperatura pueden afectar a las mediciones, pero los medidores Coriolis compensan eficazmente estas variaciones.

2. Condiciones de flujo:

   Los flujos en remolino o los perfiles de velocidad asimétricos pueden introducir errores. Una instalación adecuada ayuda a mitigar estos problemas.

3. Vibraciones externas:

   Las vibraciones de los equipos cercanos pueden interferir en el funcionamiento del medidor. Pueden ser necesarias medidas de aislamiento o amortiguación.

4. Flujo bifásico:

   La presencia de burbujas de gas en líquidos o de gotas de líquido en gases puede afectar a la precisión.

Mejorar la precisión

• Calibración: La calibración periódica garantiza que el medidor mantenga su precisión a lo largo del tiempo.
• Instalación: Seguir las directrices del fabricante para la instalación minimiza los posibles errores.
• Mantenimiento: Las inspecciones y el mantenimiento rutinarios evitan la degradación del rendimiento.

Alcance del caudalímetro Coriolis

• Ratios de reducción: Hasta 100:1 para líquidos, lo que significa que el caudal máximo es 100 veces el caudal mínimo que el medidor puede medir con precisión.

Ventajas de la alta rangeabilidad

• Versatilidad: Un solo contador puede cubrir una amplia gama de caudales, lo que reduce la necesidad de varios contadores.
• Rentable: Menores costes de instalación y mantenimiento gracias al menor número de contadores necesarios.
• Flexibilidad del proceso: Ideal para procesos con caudales variables.

Dimensionamiento y pérdida de carga del caudalímetro Coriolis

Consideraciones sobre el tamaño

1. Caudal: El contador debe estar dimensionado para gestionar el caudal máximo previsto sin superar su capacidad.
2. Características del fluido: La viscosidad y la densidad afectan al funcionamiento del contador y deben tenerse en cuenta al dimensionarlo.
3. Condiciones del proceso: Las condiciones de temperatura y presión pueden influir en la selección del material y el diseño del contador.

Caída de presión

• Definición: La reducción de la presión a medida que el fluido atraviesa el caudalímetro.
• Factores que influyen en la caída de presión:
  • Diseño del tubo: Por lo general, los tubos curvos provocan mayores caídas de presión que los tubos rectos.
  • Caudal: Los caudales más elevados aumentan la pérdida de carga.
  • Viscosidad del fluido: Los fluidos más viscosos provocan mayores caídas de presión.
• Mitigación:
  • Talla adecuada: Sobredimensionar el contador puede reducir la caída de presión, pero puede afectar a la precisión con caudales bajos.
  • Selección de tubos: Elegir un diseño de tubo recto puede minimizar la caída de presión.