UNIVERSIDAD DE ORIENTENÚCLEO DE MONAGAS

ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADASDEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE SISTEMAS

CURSO ESPECIAL DE GRADO – ÁREA ACPIESTRATEGIAS PARA LA AUTOMATIZACION INDUSTRIAL (EAI)

Sensores de Flujos

Asesor:Moises Perez EQUIPO CIM Palma Yddany Rojas Rosangi Maturín, Abril de

2015

d

CONTENIDOINTRODUCCIONMARCO TEORICO• ¿Qué son Fluidos y Caudales ?• Unidades de medición de caudal• Clasificación de los sensores de flujo.

o Según la forma de obtener la medidao Según lo que se mideo Según el principio de funcionamientoo Según la señal que se obtiene

CONCLUSIONREFERENCIAS

El hecho de que la industria, bien sea química, petroquímica, de hidrocarburos, hidráulica, alimenticia entre otras, incluyan dentro de sus procesos, el manejo directo de cualquier tipo de fluido, cada uno diferenciados entre sí por sus componentes, estructura y densidad, ha provocado la demanda de métodos e instrumentos, que de una u otra forma sirviesen para controlar, supervisar y reportar distintitos eventos dentro de los procesos productivos en los que intervienen.

Todo esto se debe a la incesante búsqueda de la automatización de los procesos, a través de la cual, pudiese lograrse la optimización de las actividades de la industria, a este respecto, con la finalidad de facilitar información de utilidad, se procederá a presentar un bosquejo de los sistemas o sensores de medición de flujos y/o caudal que son utilizados e implementados en la industria.

INTRODUCCION

Sensores de Flujo

Fluido y Caudal

Segun, (Pagina la Web del Profesor, ULA)

“Fluido es aquella sustancia que, debido a su poca cohesión intermolecular, carece de forma propia y adopta la forma del recipiente que lo contiene”.

Caudal: es la cantidad de fluido, medido en volumen, que se mueve en una unidad de tiempo.

La unidad de medida en SI(sistemas internacional) del caudal volumétrico es m3/s, pero existen unidades que son más utilizadas, como es el caso del l/H o el m3/h.

En el caso de caudales másicos, su unidad en SI es kg/s.

Unidades de medición de caudal

Sensores de Flujo

Clasificación de los sensores de flujo.

1.1 Sensores Invasivos: Son los caudalímetros que se colocan de forma que varíen el movimiento del fluido cuyo caudal miden. Producen una pérdida de carga en la instalación y son menos complejos. Es el caso de la mayor parte de los sensores de caudal.

1.2 Sensores No invasivos: su colocación no afecta al movimiento del fluido. Este tipo de sensores son más utilizados en el caso de que haya sólidos en suspensión.

Sensores de Flujo

1,Según la forma de obtener la medida.

2.1 Sensores Volumétricos: este tipo de caudalímetros son los más habituales, ya que miden volumen por unidad de tiempo (en sistema Internacional m3/s).

Sensores de Flujo

Clasificación de los sensores de flujo.

2, Según lo que se mide.

2.2 Sensores Másicos: miden la masa por unidad de tiempo (en el S.I. kg/s). Su uso se hace necesario cuando la densidad del fluido varia)

Sensores de Flujo

Su principio de funcionamiento se basa en obstaculizar el paso de fluido por una tubería, de forma que se produzca una caída en la presión del fluido, siendo el caudal, proporcional a esta caída de presión

Clasificación de los sensores de flujo.3,1 Sensores de Presión

Diferencial.3, Según su principio de funcionamiento.

• Placa de OrificioConsiste en una placa metálica delgada que se perfora en el centro y se instala en la tubería.

• Líquidos• Gases• Fluidos C/Gases

disueltos

Sensores de Flujo

Clasificación de los sensores de flujo.3,1 Sensores de Presión

Diferencial.3, Según su principio de funcionamiento.

• Tubo VenturiEs una tubería corta

recta, o garganta, entre dos tramos cónicos. La

presión varía en la proximidad de la sección estrecha; así, al colocar

un manómetro o instrumento registrador en la garganta se puede

medir la caída de presión y calcular el caudal instantáneo.

Sensores de Flujo

Clasificación de los sensores de flujo.3,1 Sensores de Presión

Diferencial.3, Según su principio de funcionamiento.

•Tobera Consiste en una entrada

de forma cónica y restringida mientras que

la salida es una expansión abrupta.

En este caso la toma de alta presión se ubica en la tubería a 1 diámetro

de la entrada aguas arriba y la toma de baja presión se ubica en la tubería al final de la

garganta

Sensores de Flujo

Clasificación de los sensores de flujo.3,1 Sensores de Presión

Diferencial.3, Según su principio de funcionamiento.

• Tubo PitotTubo hueco colocado de

tal forma que los extremos abiertos

apuntan directamente a la corriente del fluido. El

tubo de Pitot mide directamente la

velocidad del flujo en el punto en donde se toma

el valor de la presión estática y de

estancamiento.

Sensores de Flujo

Clasificación de los sensores de flujo.3.1 Sensores de Presión

Diferencial.3, Según su principio de funcionamiento.

• Tubo AnnubarEl tubo Annubar es

otra variante del tubo de Pitot, el cual

posee varios agujeros para la

toma de la presión de estancamiento,

ubicados en diversos puntos a lo largo de

la sección transversal del tubo.

Sensores de Flujo

Los elementos de área variable se caracterizan por el cambio de área que se produce entre el elemento primario en movimiento y el cuerpo del medidor

Clasificación de los sensores de flujo. 3.2 Sensores de Área

Variable.3, Según su principio de funcionamiento.

• RotámetroEste consiste en un

flotador cilíndrico, más denso que el fluido,

colocado dentro de un tubo cónico vertical con el área menor abajo y el

área mayor arriba. Al pasar el flujo de abajo hacia arriba levanta el flotador con lo cual la posición de este será proporcional al flujo.

Sensores de Flujo

•TurbinaRotor con alabes semejante a una turbina, colocado en una tubería,

donde el fluido provoca que el rotor de la turbina gire a una velocidad que depende de la velocidad del flujo. Conforme cada una de las

aspas de rotor pasa a través de una bobina magnética, se genera un

pulso de voltaje que puede alimentarse de un medidor de

frecuencia, un contador electrónico u otro dispositivo similar cuyas

lecturas puedan convertirse en velocidad de flujo

Clasificación de los sensores de flujo.

3.3 Sensores de Velocidad.3, Según su principio de funcionamiento.

Sensores de Flujo

•UltrasónicoMiden la velocidad del

flujo por la diferencia de velocidad del sonido al propagarse ésta en el sentido del flujo y en

sentido contrario. Consta de unas Sondas, que trabajan por pares, como emisor y receptor.

Clasificación de los sensores de flujo.

3.3 Sensores de Velocidad.3, Según su principio de funcionamiento.

•DOPPLER: Se colocan dos sensores cada uno a un lado del flujo a medir y

se envía una señal de frecuencia conocida a

través del líquido. •TRÁNSITO: Tienen

transductores colocados a ambos lados del flujo. Las

ondas de sonido viajan entre los dispositivos con una

inclinación de 45º respecto a la dirección de flujo del

líquido.

Sensores de Flujo

Estos se basan en la ley de Faraday. sostiene que la tensión inducida a través de cualquier conductor que se mueve perpendicularmente a través de un campo magnético es proporcional a la velocidad del conductor

•Sensores Electro-Magnéticos

Un líquido eléctricamente conductor fluye en una tubería de material no

magnético entre los polos de un electroimán

dispuesto perpendicularmente a la

dirección del flujo

Clasificación de los sensores de flujo. 3.4 Sensores de Tensión

Inducida.3, Según su principio de funcionamiento.

Sensores de Flujo

•TérmicoSe pone en contacto con el fluido una resistencia

de platino con una corriente controlada. La corriente eléctrica varía por la propia variación de la resistencia con la

temperatura y esta variación es

proporcional a la nueva temperatura del sensor.

Clasificación de los sensores de flujo.

3.5 Sensores de Temperatura.3, Según su principio de funcionamiento.

Se basan en el calentamiento del fluido en un punto determinado y medir la temperatura en dos puntos equidistantes de la fuente de calor.

Sensores de Flujo

Una obstrucción chata colocada en la corriente del flujo provoca la creación de vórtices a una frecuencia que es proporcional a la velocidad del flujo. Un sensor en el fluxómetro detecta los vórtices y genera una indicación en la lectura del dispositivo medidor.

Clasificación de los sensores de flujo.

3.6 Sensores De Vórtices.3, Según su principio de funcionamiento.

Sensores de Flujo

•Disco oscilanteEste instrumento

dispone de una cámara circular con un disco plano móvil dotado de una ranura en la que esta intercalada una

placa fija, la cual separa la entrada de la salida

de este modo la cámara estará siempre dividida en dos compartimientos

que forman los volúmenes a medir

Clasificación de los sensores de flujo.

3.7 Sensores de Desplazamiento Positivo..

3, Según su principio de funcionamiento. Los caudalímetros basados

en este efecto están formados por un conjunto de cavidades que se llenan y se vacían un número de veces por unidad de tiempo. Este número de veces es proporcional al caudal del fluido.

Sensores de Flujo

Clasificación de los sensores de flujo.

3.7 Sensores de Desplazamiento Positivo..

3, Según su principio de funcionamiento.

•PistónEl medidor consiste de un

sistema de cilindro y pistón duales, donde los

pistones están conectados por un eje. Una válvula

deslizante montada sobre el eje, controla los

puertos de entrada y salida de flujo y también

puede operar un mecanismo contador.

Sensores de Flujo

Clasificación de los sensores de flujo.

3.8 Sensores de Placa de Impacto..

3, Según su principio de funcionamiento.

Consiste en una placa instalada directamente en el centro de la tubería y sometida al empuje o fuerza de impacto del fluido.

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Clasificación de los sensores de flujo. 3.8 Sensores Coriolis..3, Según su principio

de funcionamiento.

De acuerdo a la segunda ley de Newton de

movimiento, la magnitud de la deformación del

tubo sensor es directamente

proporcional a la cantidad de flujo másico

que esta pasando a través del tubo.

Cuando no hay flujo, no está presente el efecto coriolis.

Cuando el fluido se esta desplazando a través de los tubos del sensor, la fuerza coriolis es inducida en ambos extremos (entrada y salida). Esta fuerza causa que los tubos se curven uno con respecto al otro

Sensores de flujo

CONCLUSIONES• La implementación de sensores de

medición de flujo ha traído consigo un mejor control y supervisión de los distintos procesos de la industrias, en los cuales intervienen las medidas volumétrica o másicas.

• La evolución de instrumentación industrial en el ámbito de sensores de medición ha contribuido con la automatización y disminución de riesgos en las grandes industrias.

Sensores de Flujo

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REFERENCIAS• Creus, A. (2011). Instrumentación Industrial (8va Edición) [Libro en Línea].

Consultado el 06 de marzo de 2015 en: http://www.freelibros.org/ingenieria-industrial/instrumentacion-industrial-8vaedicion-antonio-creus-sole.html

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• QumiNet. (2006). Tipos de Medidores de Flujo. [Documento en Línea]. Consultado el 08 de abril de 2015 en: http://www.quiminet.com/articulos/tipos-de-medidores-de-flujo-2561475.htm

• Seco, L. (sin fecha). SISTEMA MULTIMEDIA PARA LA ENSEÑANZA DE LOS SENSORES DE CAUDAL. [Documento en Línea]. Consultado el 06 de abril de 2015 en: http://www.dte.uvigo.es/recursos/caudal/

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REFERENCIAS• Universidad de los Andes. (sin fecha). Tubo Annubar. [Documento en Línea].

Consultado el 07 de abril de 2015 en: http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/djean/index_archivos/INST_Flujo/medidoresflujovolumetrico/tuboannubar.html

• Henríquez, G. (2012). El ABC de la Instrumentación en el Control de Procesos Industriales. (1era Edición) [Libro en Línea]. Consultado el 09 de marzo de 2015 en: https://books.google.es/books?id=KucFKYTZ__IC&pg=PA183&dq=SENSORES+DE+FLUJO+ES+IGUAL+A+SENSORES+DE+FLUIDO?&hl=es&sa=X&ei=OpocVe2qJ4jggwSKo4HwBA&ved=0CEAQ6AEwBA#v=onepage&q=SENSORES%20DE%20FLUJO%20ES%20IGUAL%20A%20SENSORES%20DE%20FLUIDO%3F&f=false

GRACIAS…