Source: https://es.scribd.com/doc/34555630/Elementos-Primarios-de-Medicion
Timestamp: 2016-10-26 14:14:11+00:00

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Diaframa o Es una placa flexible de goma o metal o Suelen utilizarse para presiones pequeñas o Su principio de funcionamiento se basa en aplicar presión sobre la membrana y medir la deformación. Fuelle o Se emplea para pequeñas presiones o Medimos el estiramiento o encogimiento al aplicar presión al interior del fuelle Tubo de Buordon o Cuando aumenta la presión en el interior del tubo se estira y medimos lo que se desenrolla el tubo.
ELEMENTOS QUE MIDEN LA DEFORMACIÓN DEL SENSOR Transductores resistivos o Consiste en un potenciómetro que varía de resistencia en función de la presión. Transductores magnéticos o Consiste en un núcleo móvil que es empujado por el sensor. Al introducir el núcleo en la bobina aumenta su inductancia y por lo tanto disminuirá su corriente proporcionalmente a la presión aplicada. Transductores LVDT o Basan su funcionamiento en la variación de la reluctancia de un campo magnético. Consiste en un núcleo magnético enganchado a un tubo de bourdon que al aumentar la presión, el tubo se estirará moviendo en núcleo al interior del circuito magnético de un transformador acoplando en primario con el secundario. La presión medida será proporcional a la tensión de salida del secundario. Transductores capacitivos o Se basan en la variación de la capacidad de un condensador al desplazarse una de sus placas al aplicar presión. La placa móvil es un diafragma situada entre dos placas fijas consiguiendo dos condensadores. o Al aplicar la presión se deforma la membrana y se aleja de la placa del condensador. o Al colocarlo en diferencial aumentamos la sensibilidad Transductores extensiométricos o La variación de la presión varia la resistencia de la galga.
Transductores piezoeléctricos o La presión actúa sobre un diafragma ondulado deformándolo y actuando sobre el cristal piezoeléctrico. o Se generará un potencial en función de la presión.
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Son sensores que utilizan un diafragma de silicio de medidas pequeñas en el que se montan en puente de Weatstone cuatro elementos piezorresistivos. El mismo chip incluye un elemento para la compensación de la temperatura. Tenemos dos tipos de sensores: o Los que miden presión diferencial Miden la presión relativa respecto a la atmósfera o Los que miden la presión absoluta Miden la presión absoluta respecto a cero bares Características o Bajo coste o Buen comportamiento o Buena sensibilidad
2.1.- ANALÓGICOS 2.1.1.- POTENCIÓMETROS
Los potenciómetros están formados por un elemento resistivo, con un contacto móvil deslizante, de modo que su resistencia variará proporcionalmente al desplazamiento. Según sea el desplazamiento a medir tenemos dos tipos de potenciómetros, lineales y angulares. Según su principio constructivo tendremos tres tipos de potenciómetros: - Bobinads - De pista conductiva - Magneto-resistentes
La resistencia está formada por un hilo metálico bobinado sobre un soporte aislante. La resistencia de salida vendrá dada por el número de espiras entre el cursor y unos de los extremos del potenciómetro. Cuanto mayor sea el número de espiras, mayor será su resolución.
Está formado por un soporte aislante sobre el que se fija una película de carbón y plástico que forma la resistencia. La resistencia variará dependiendo de la posición del cursor sobre la película. Cuanto más fina sea la película mayor resolución tendremos, y por lo tanto los cambios con el desplazamiento serán mayores. Características: - Es barato y sencillo
Esta formado por un elemento de material magneto-resistente cuya resistencia depende del campo magnético al que esté sometido. La variación de la resistencia oscila entre 100 y 1500 cuando la inducción del campo magnético varía entre 0 y 0.6 Teslas.
La variación del campo magnético es producido por un imán que va unido al elemento móvil que queremos medir. Este tipo de potenciómetro tiene la ventaja de que no necesita contacto físico con la resistencia por lo que no sufre desgaste.
Los potenciómetros tienen la ventaja de que no necesitan circuito adicional ya que pueden entregar la señal directamente al circuito controlador. Al conectar el potenciómetro al elemento a medir, estamos añadiendo una carga al potenciómetro que modifica el comportamiento del sensor haciendo que su respuesta no sea lineal y dependa de la carga. Esto es debido a que la carga del elemento a medir queda colocada en paralelo respecto la resistencia del potenciómetro modificando la impedancia total del circuito y por tanto la tensión de salida. Cuanto mayor sea la resistencia de la carga menos nos afectará. K = Rcarga / Rnominal Factores que afectan al comportamiento ideal: o Alimentación con corriente alterna afecta a la inductancia y la capacidad del potenciómetro. o La temperatura ambiente y el autocalentamiento o Rozamiento y la inercia del cursor o Estabilidad de la tensión de alimentación. o La resistencia no es uniforme en todo el potenciómetro. o Ruido producido por el contacto del cursor.
2.1.2.- Sensores CAPACITIVOS La capacidad de un condensador depende del dieléctrico, de la superficie de las chapas y la distancia entre ellas. C=ε*S/d ε = Constante dieléctrica del material S = Superficie común d = Distancia entre placas
Para medir el desplazamiento debemos hacer que el elemento móvil modifique cualquiera de las tres magnitudes: - Variación de la distancia entre placas ( No lineal ) - Variación de la superficie entre placas ( Lineal ) - Variación del dieléctrico Características Son elementos que no cargan al sistema No tienen rozamientos y no les afecta la temperatura. Son sensibles a interferencias externas debido a las capacidades parásitas Tienen impedancias de salida grandes Tienen rangos pequeños Sensibilidad y resolución elevadas Para aumentar las capacidades podemos: o Colocar varios condensadores en paralelo Para aumentar la sensibilidad y linealidad o Podemos utilizar un montaje diferencial de dos condensadores con una placa intermedia que los une móvil que dependiendo de su desplazamiento favorecerá a uno más que a otro aumentando la diferencia entre ellos. Este tipo de montaje puede ir dentro de un puente de Wheatstone.
2.1.3.- Sensores INDUCTIVOS El principio de funcionamiento se basa en modificar la inductancia de una bobina (L) o la inductancia mutua (M) entre dos bobinas en función de un desplazamiento. Autoinducción o La capacidad de crear un campo magnético.
La inductancia de una bobina viene definida por la modificación mágnetica: - Nº espiras - Longitud del hilo - Circuito magnético, que depende o Material o Sección de la bobina Características No cargan al sistema Tienen elevada sensibilidad y resolución. No les afecta la humedad Son sensibles a las temperaturas y a los campos magnéticos parásitos. Las tensiones de alimentación no deben ser elevadas para no saturar el núcleo magnético. CIRCUITOS ACONDICIONADORES PARA SENSORES CAPACITIVOS e INDUCTIVOS Para obtener la señal eléctrica del sensor capacitivo o inductivo deberemos alimentarlos con una señal alterna de manera que la señal que entregará también será alterna. Dependiendo del circuito acondicionador que utilicemos variaremos la reactancia variando la amplitud o la frecuencia de la señal de salida. Según la magnitud que modifiquemos (amplitud o frecuencia) deberemos modificar la señal de salida para entregar una señal útil para trabajar. Modulación en amplitud Los cambios de capacidad o inductancia en el sensor se transforman en cambions de amplitud variable. Podremos generar la señal modulada en amplitud a partir de la reactancia variable y la señal de alimentación mediante circuitos operacionales, divisores de tensión o mediante puentes de Wheatstone. Modulación en frecuencia La impedancia cambia la frecuencia de la señal alterna 2.1.4.- Sensores LVDT y RVDT (Transformadores diferenciales variables) Se trata de un elemento en el que se modifica la inductancia mutua entre bobinas variando el acoplamiento entre ellas. Tendremos el primario colocado en el centro y dos secundarios colocados uno a cada lado del primario. En el eje central tenemos un núcleo ferromagnético unido al elemento móvil a medir. Cuando el núcleo se desplace hacia la izquierda la f.e.m inducida en el 1er secundario será mayor que la f.e.m inducida en el 2do secundario y viceversa. Esto sucede porque con el movimiento del núcleo ferromagnético hacemos que un secundario tenga más acoplamiento con el primario que el otro generando así más f.e.m en un secundario que en otro. Si conectamos las bobinas del secundario en contrafase, o sea en serie, tendremos que la tensión final será la diferencia entre las tensiones de los dos secundarios, de esta manera aumentamos la sensibilidad de salida y conseguimos una salida proporcional al desplazamiento del núcleo. Eo = e1 - e2
Por otro lado si conectamos positivo con positivo y negativo con negativo tendremos las señales en fase. La tensión eficaz y la de pico serán la misma en un sentido que en otro pero con signos cambiados. Lo que cambia de ir en un sentido o en otro es el desfase de la señal respecto al primario, 180º. Para poder distinguir el sentido de giro necesitaremos un circuito acondicionador que: - Deberá hacer la demodulación de sincronía a continua o En fase valor positivo o En desfase valor negativo - Deberá tener en cuenta el signo para saber el sentido de la variación
Características No tienen producen carga Resoluciones grandes 0.1µ Son muy sensibles Son lineales Son elementos muy precisos No tienen grandes alcances
2.1.5.- Sensor SYNCRO Se basan en un funcionamiento similar al de un motor. Están formados de una parte fija, estator, y una parte móvil, el rotor. Tanto el estator como el rotor contienen devanados, el estator está formado por tres bobinas separadas entre sí 120º y que actúan como secundario, mientras que el rotor está formado por una única bobina que actúa como primario y que va unido a la parte móvil a medir por tanto en función de la posición del rotor variaremos el acoplamiento entre las bobinas del estator y el rotor variando las f.e.m inducida en cada bobina del estator. Características Son elementos con baja carga mecánica y permiten trabajar en ambientes agresivos de temperatura, humedad, choques eléctricos, vibraciones e interferencias. Tienen el inconveniente de desgaste de escobillas. Tienen precisiones de 5 – 30 minutos.
2.1.6.- Sensor RESOLVER Su funcionamiento es básicamente idéntico al Syncro con la diferencia de que en el estator en vez de tener tres bobinas utiliza solamente dos y desfasadas 90º entre ellas. Características Tienen precisiones de 1 – 20 minutos
2.1.7.- Sensores basados en ULTRASONIDOS Se basan en la emisión de una señal de frecuencia elevada dirigida hacia el objeto a medir rebotando la señal en dicho objeto y midiendo el tiempo que tarda en volver el eco de la señal emitida. La velocidad con la que se propague esta señal no dependerá de la frecuencia si no del medio por el que se transmita. Cuando una vibración se propaga por un medio y pasa a otro diferente, parte de esa onda es absorbida y parte es reflejada. Contra más diferentes sean esos medios mayor será la parte reflejada. Para entregar una señal con la que trabajar además de la tensión eléctrica generada por el receptor al recibir el eco de la señal necesitaremos una unidad de evaluación que mida el tiempo que ha tardado en recibir la onda y una etapa de salida que genere una señal continua proporcional al tiempo de retorno de la señal, o sea, proporcional a la distancia del objeto.
Características No son elementos invasivos Se pueden aplicar en cualquier superficie sólida o líquida, la única restricción es que el elemento a medir sea capaz de reflejar la señal. Las variaciones de temperatura, humedad afectan a la propagación de la onda y por lo tanto a la exactitud de la medida.
2.2.- DIGITALES 2.2.1.- ENCODERS Su funcionamiento se basa en la entrega de una señal que consiste en una serie de pulsos que dependerá del desplazamiento o de la posición del elemento a medir. Para generar estos pulsos los encoders utilizan un disco si son angulares o una regla en caso de ser lineales, en los que hay ranuras. Con un cabezal distinguimos las ranuras. En el caso de los angulares el elemento móvil es el disco que va unido al elemento a medir, mientras que en los lineales se pueden mover tanto la regla como el cabezal. Según sea la forma de distinguir los sectores tendremos: - Encoders magnéticos - Encoders eléctricos - Encoders ópticos Encoders magnéticos Se basan en un soporte no magnético con una serie de sectores magnetizados. El lector está formado por dos bobinas, una inductora y otra sobre la que se inducirá tensión en caso de pasar por un sector magnético, ambas acopladas sobre un núcleo teroidal abierto. * Se utiliza muy poco Encoders eléctricos Tenemos dos tipos de encoders eléctricos: - Capacitivos o El cabezal lector detecta los cambios de capacidad que se producen al desplazarse el disco o la regla. - De contacto o El disco está formado por un material conductor con sectores aislantes. Un par de escobillas hacen contacto en cada lado del disco y cuando ambas pasan por una zona no aislada circula corriente entre ellas. En este tipo de encoders tenemos el inconveniente del desgaste de las escobillas además de ser sensible a vibraciones. Encoders ópticos El lector está formado por un emisor y un detector de luz. Podremos tener dos configuraciones, una con sectores opacos y transparentes o con zonas reflectantes y no reflectantes.
Según sea la señal generada para medir desplazamiento, podremos tener: - Encoders incrementales - Encoders absolutos Incrementales Disponemos de una hilera de sectores y un lector de manera que el movimiento va generando una señal de pulsos proporcional al desplazamiento del elemento a medir. Con este tipo de encoder tenemos el inconveniente de que solo sabemos cuanto se ha desplazado desde la última posición y no la posición total, además en caso de pérdida de alimentación u otro fallo perderíamos la posición de referencia y el contaje de pulsos.
Para poder ampliar las funciones de este tipo de encoder añadimos un segundo lector y una segunda fila pero desplazada respecto la primera ¼ de periodo. Esto nos permite conocer el sentido de giro del encoder. Cuando vayamos de izquierda a derecha el primer flanco ascendente será el de la fila 1, mientras que si vamos de derecha a izquierda el primer flaco ascendente será el de la fila 2. Además de esta segunda fila se puede añadir una tercera fila con un solo sector que nos servirá para conocer el punto cero y para realizar el contaje de vuelas. La resolución viene dada por el número de pulsos por vueltas, los encoders ópticos son los de mayor resolución. Absolutos Se basan en añadir más pistas al disco o regla del encoder y crear un código para cada posición. Cada posición se identifica por un código binario de tantos bits como pistas tengamos, por lo tanto el cabezal tendrá tantos lectores como pistas haya. El número de filas nos dará la resolución del encoder y el número máximo son 11 o 12 filas. Con los encoders absolutos en caso de pérdida de alimentación no se pierde la información de la posición. Con este tipo de encoders se pueden cometer errores cuando el elemento a medir se está desplazando. Esto puede suceder cuando durante una transición cambia más de 1 bit del código y debido a la mala alineación de los lectores o según estén marcados los soportes el lector lea un código de posición erróneo. Para evitar esto se suelen utilizar códigos continuos o cíclicos como el Código Gray. Este código consiste en que de posición en posición sólo cambie un bit del código de manera no se puedan producir errores. En este tipo de encoders se puede configurar el número de posiciones por vuelta, numero de vueltas, sentido de giro, codigo de salida, punto cero… LIMITACIONES Diámetro del disco o Para aumentar la resolución hay que aumentar el número de sectores lo que hace que aumente el tamaño del disco. Este aumento provoca inerciaa y mayor sensibilidad a golpes y vibraciones. o Tamaños habituales 25mm – 175mm Velocidad angular de giro(ωmáx) o Establece la velocidad máxima de giro debido a limitaciones mecánicas. o Suele estar entre 3000 y 6000 min -¹. Frecuencia máxima de la electrónica del encoder(fmáx) o Es la velocidad máxima de variación de pulsos.
Ejercicio 1 Velocidad = 4000 min -¹ Fmáx = 100 Khz Resolución = ¿? 100000 hz = 100000 pulsos / seg 100000 * 60 = 6000000 pulsos / min N=f/N 6000000 pulsos / min / 4000 vueltas / min N = 1500 pulsos / vuelta r = 360 / 2n = 360 / 1500 r = 0.24º
3.- SENSORES DE VELOCIDAD
La velocidad es la derivada del espacio en el tiempo V = S/t = ΛS/Λt = dS/dt 3.1.- TACÓMETROS LINEALES ELECTROMAGNÉTICOS Su principio de funcionamiento está basado en dos elementos, una bobina y un imán permanente. Unimos el imán permanente al elemento a medir, dependiendo de la velocidad a la que se desplace el imán, el flujo variable al que está sometida la bobina variará a la misma velocidad que el elemento a medir de manera que se generará una f.e.m proporcional a esta velocidad. A más velocidad más variación de flujo y más f.e.m. Todo esto dependerá de: - Las características constructivas del circuito magnético - Velocidad del imán 3.2.- TACÓMETROS BASADOS EN EFECTO DOPPLER Se basan en la emisión de una señal, luminosa (láser), hiperfrecuencia (radar) o sonora (ultrasonidos) y medir el cambio de frecuencia de la señal reflejada en el elemento móvil con la señal emitida. fe – fr = 2 * fe * v / c * cos α fe = frecuencia emitida fr = frecuencia reflejada α = ángulo entre el vector de velocidad y la dirección de propagación c = velocidad de propagación de la radiación v = velocidad del elemento móvil que se desea medir
3.3.- TACODINAMO o DINAMO TACOMÉTRICA Son sensores de velocidad angular los cuales entregan una tensión continua analógica proporcional a la velocidad angular del objeto que gira, o sea que entregan una tensión proporcional a la velocidad. - “Su funcionamiento es similar al de la bicicleta con luz”. 3.4.- TACOALTERNADOR Su principio de funcionamiento es similar que el de la dinamo con la diferencia que trabaja con alterna. Puede crear la señal alterna de dos maneras: - A partir de un campo magnético constante que gira alrededor de una bobina en la que se induce una fem. - Creando un flujo variable a partir de una señal alterna para inducir en una segunda bobina una fem que dependa de la velocidad del elemento móvil. 3.5.- TACÓMETRO DE IMPULSOS Elemento rasurado en el que contamos el número de pulsos en una unidad de tiempo.
4.- SENSORES DE ACELERACIÓN
Aceleración o Es el cambio de velocidad que experimenta un cuerpo en unidad de tiempo. A = Λv/ Λt = dv/dt El acelerómetro se basa en medir los efectos que produce la aceleración/desaceleración del elemento a medir sobre la masa que unimos a él. Estos efectos pueden ser de dos tipos: - Cambio de posición - Deformación Tenemos tres maneras de medir aceleración: - Masa resorte + galgas - Masa resorte + LVDT - Masa resorte + cristal piezoeléctrico Masa resorte + galgas Las galgas van unidas por un extremo al objeto a medir y miden la deformación de la masa resorte. Cuando se produce una aceleración la masa se deforma y las galgas miden esa deformación. Masa resorte + LVDT Se basa en un núcleo unido a la carcasa del sensor mediante muelles, el cual transmitirá el movimiento al vibrar con las aceleraciones. Masa resorte + cristal piezoeléctrico La masa móvil del sensor está en contacto con unos discos piezoeléctricos gracias a la a la presión del muelle. Al producirse aceleraciones, la masa se desplazará y presionará los discos piezoeléctricos que serán los encargados de medir la fuerza y el cristal piezoeléctrico generará una tensión de salida proporcional a dicha fuerza. F=m*a Necesitamos saber la velocidad para conocer la aceleración A más aceleración más fuerza aplicaremos al elemento que se deforma.
5.- SENSORES DE CAUDAL
Caudal o Cantidad de material que fluye por unidad de tiempo Energía potencial ( pgh ) o Es la presión debida a la altura a la que se encuentra el fluido respecto a un punto de referencia. Energía cinética ( pv²/2 ) o Es la presión dinámica debida a la velocidad de circulación del fluido. Presión estática ( p ) o Es la fuerza que ejerce el fluido sobre la superficie o contra las paredes del conductor.
En un tipo de conducto como el de la figura por el que pasa un caudal constante medimos la diferencia de presión entre A y B. Esta diferencia de presión se debe a que al tener un caudal constante deberá pasar el mismo caudal en el mismo tiempo por el tramo A que por el B. Para que esto sea posible la velocidad en el tramo B deberá aumentar para mantener un caudal cte., y para ello la presión deberá disminuir lo necesario para que la velocidad aumente y sea suficientemente alta como para entregar un caudal cte. Esta diferencia de presión entre A y B nos dará el caudal que pasa por la tubería, porque contra mayor sea el caudal que pase mayor será la diferencia de presiones entre A y B. Por ejemplo, si tuviésemos un caudal cte. de 4litros/seg. en el punto A, por el punto B también deberán pasar 4litros/seg. Pero en vez de pasar los 4litros de golpe como en el punto A, pasará por ejemplo 1litro/0.25seg. con lo que el caudal seguirá siendo cte. ya que habremos aumentado la velocidad de circulación del fluido por ese tramo. Caudal volumétrico Q=v*A Q = Caudal volumétrico v = velocidad del fluido A = sección del conducto
5.1.- SENSORES DE PRESIÓN DIFERENCIAL Este tipo de sensores se basan en medir la diferencia de presiones entre dos puntos diferentes para conocer el caudal que circula. La diferencia de presiones será proporcional al caudal que circula por la tubería. 5.1.1.- VENTURI Este tipo de sensor provoca una contracción gradual en el tubo, en el que podemos distinguir tres partes: Entrada, garganta y difusor. Esta contracción crea una diferencia de presión entre la entrada y la garganta pudiendo saber el caudal que pasa por él. Características Tiene un rango de medida 60% superior a los de diafragma Precisión de ±0,75% Tiene un coste 20 veces superior al de diafragma. Coeficiente de descarga 0,95 Permiten fluidos con porcentaje alto de solidos 5.1.2.- TOBERA Este tipo de sensor sigue el mismo principio de funcionamiento que el de ventura con la diferencia de que no provoca un estrechamiento gradual. Características Tiene un rango de medida 60% superior a los de diafragma Precisión de ±0,95% a ±1,5% Tienen un coste de 8 a 16 veces superior a los de diafragma Coeficiente de descarga 0,95 Permiten fluidos con porcentaje pequeño de sólidos
5.1.3.- DIAFRAGMA o PLACA DE ORIFICIOS Este tipo de sensor se basa en una placa perforada instalada en el interior de la tubería. Tiene dos tomas de presión una en la parte anterior a la placa y otra en la parte posterior que captan la presión diferencial que será proporcional al cuadrado del caudal. Características Tiene un rango de medida 60% inferior a los de ventura y tobera Precisión de ±1% a ±2% Coeficiente de descarga 0,6 Tienen un coste menor a los de ventura y tobera
5.1.4.- TUBO DE PITOT El tubo de Pitot se basa en medir la diferencia entre la presión total y la presión estática en un punto de la tubería. La presión total la medimos en la parte frontal del tubo, en los agujeros laterales del tubo medimos la presión estática y dinámica. Contra más caudal circule por la tubería más velocidad tendrá fluido y a más velocidad más efecto venturi provocaremos en los agujeros laterales del tubo lo que modificará la presión y la diferencia de presión entre la total y la estática será mayor. Características Tienen precisiones bajas 1,5% a 4% Baja pérdida de carga
5.1.5.- TUBO ANNUBAR Se basa en una sección en forma de diamante que atraviesa verticalmente la tubería donde medimos presión en la parte delantera y trasera del diamante. El caudal que circule por el tubo será proporcional a su velocidad y a más velocidad más vacío se creará en la parte trasera aumentando la diferencia de presión entre la parte delantera y trasera. Características Mayor precisión que el tubo de Pitot entre 1% y 3% Tiene gran durabilidad Respuesta lineal a lo largo del tiempo
5.2.- SENSORES DE TURBINA Los sensores de turbina se basan en colocar una turbina aerodinámica en el interior de la tubería que gira con el paso del fluido. La velocidad a la que gire será proporcional al caudal que circula. Existen dos maneras de obtener la señal eléctrica en función de la velocidad de giro: - Reluctancia - Inductivo Reluctancia La señal eléctrica se genera por el paso de las palas a través de un campo magnético fijo, creado por un imán permanente montado en una bobina exterior. Si el caudal es cero el campo magnético es constante y no se induce ninguna tensión. Si hay caudal, el paso de cada pala hace variar la reluctancia del circuito magnético produciendo un cambio de flujo que inducirá en la bobina una corriente alterna proporcional al giro de la turbina.
Inductivo El rotor lleva incorporado un imán permanente en las aletas y el campo magnético giratorio que se origina induce una corriente alterna en una bobina captadora exterior. En ambos casos la frecuencia que genera el rotor de la turbina es proporcional al caudal. Si un rotor de 6 palas gira a 100 revoluciones por segundo, genera 600 impulsos por segundo. Para obtener una señal con la que poder trabajar deberemos añadir una etapa acondicionadora de señal, que transforme la tensión de frecuencia variable en una señal de tensión o corriente continuo y normalizado. Características Precisión muy elevada ±3% Adecuado para fluidos limpios o filtrados. Nunca debe vaciarse para que no se dañe. Es un sistema barato y relativamente sencillo La viscosidad influye en este tipo de instrumentos, a mayor viscosidad menor velocidad y por tanto no podrá arrastrar igual a la turbina y llegará un momento que un aumento de caudal no aumente la velocidad y provoque errores.
5.3.- SENSORES BASADOS EN ULTRASONIDOS Se basan en la emisión de una señal ultrasónica y su evaluación una vez a pasado por la tubería y el fluido. Efecto Doppler Se basa en dos sensores externos a la tubería, un emisor y un receptor. El emisor emite una señal ultrasónica con una frecuencia determinada, esta señal se refleja en las partículas del fluido y la recibe el recepto que evalúa el cambio de frecuencia que ha sufrido la señal. A más caudal, más velocidad y la frecuencia recibida será menor. Características El fluido deberá tener una concentración mínima de partículas en suspensión. Estas partículas deberán tener el tamaño mínimo que pida el fabricante. Todas las partículas de un mismo fluido no circulan a la misma velocidad y cuanto más viscoso sea el fluido mayor es la diferencia de velocidad.
Tiempo de tránsito Este tipo de medidores están formados por dos parejas de emisores y receptores de ultrasonidos situados en el exterior de la tubería. Su funcionamiento se basa en medir el tiempo que tarda la señal entre el emisor y el receptor en el sentido del fluido y en el sentido contrario. A partir de estas medidas una unidad de evaluación proporciona una señal proporcional a la diferencia de los dos tiempos. A más caudal, más velocidad y más diferencia de tiempos. Características Tiene buena precisión Aplicación cada vez más extendida Más caro que uno de turbina pero parecido al venturi.
5.4.- SENSORES BASADOS EN FUERZAS Se basan en colocar una placa con una galga enganchada a ella dentro de la tubería de manera que el fluido ejerza una fuerza sobre ella proporcional al caudal que circule por la tubería. Características Precisión ±1% Rango de 0,3 l/minuto a 40000 l/minuto
5.5.- CAUDALÍMETRO DE VÓRTICES Se trata de colocar en el interior de la tubería un objeto no aerodinámico. Al chocar el fluido con el objeto se forman unos torbellinos cuya fuerza será proporcional a la velocidad del flujo y por tanto al caudal. Características Precisión 0,2% Producen una elevada pérdida de carga No son adecuados para fluidos sucios, abrasivos o corrosivos.
5.6.- SENSORES DE CAUDAL ELECTROMAGNÉTICOS Se basa en crear un campo magnético en el exterior de un tramo de tubería no conductora. Al desplazarse un fluido conductor por el interior de la tubería se inducirá en él una fem. A más caudal, más velocidad y por lo tanto más tensión. Para poder medir esta tensión se instala en el interior de la tubería dos electrodos diametralmente opuestos y con un ángulo de 90º respecto el campo magnético. Características El fluido debe ser mínimamente conductor El fluido no puede ser explosivo Este tipo de sensores es invasivo pero no aporta carga ala sistema La tubería no puede ser ni metálica ni magnética y debe de ir revestida interiormente con un material antiabrasibo. Precisiones elevadas 0,5% Sensibilidad 0,1% Linealidad 0,5%
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