Este principio de medición se basa en el hecho de que las turbulencias se forman siempre corriente abajo de un obstáculo, por ejemplo, el pilar de un puente.
Dentro de cada caudalímetro Vortex, hay un cuerpo con frente ancho de interferencia en el centro de la tubería. En cuanto la velocidad de flujo alcanza un valor determinado, los remolinos (o vórtices) que se forman tras este cuerpo con frente ancho de interferencia se desprenden del flujo y se transportan aguas abajo. La frecuencia del desprendimiento de los remolinos es directamente proporcional a la velocidad media del flujo y, por lo tanto, al caudal volumétrico.
Los vórtices separados a ambos lados del cuerpo con frente ancho de interferencia generan alternativamente una presión local positiva o negativa que el sensor capacitivo detecta y se alimenta a la electrónica en una señal primaria digital y lineal.
Vea el vídeo para descubrir cómo funciona el principio de medición de caudal Vortex y lea más información sobre el tema aquí.
Resumen de las ventajas de los caudalímetros Vortex
- Es adecuado para una amplia variedad de aplicaciones de líquidos, gases y vapor
- Por lo general, no se ve afectado por en la presión, densidad, temperatura o viscosidad
- Ofrece estabilidad a largo plazo: sin desviación del punto cero, factor de la vida k
- No contiene partes móviles
- Pérdida de carga mínima
- Instalación y puesta en marcha fáciles
- Gran rangeabilidad de típicamente 10:1 a 30:1 para gas/vapor, o hasta 40:1 para líquidos
- Amplio rango de temperaturas: -200 a +400 °C (-328 a +752 °F) (450 °C / 842 °F bajo demanda)
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Cada día, se transportan en sistemas de tuberías gran variedad de sustancias.
Entre ellas, disolventes y productos químicos, petróleo y gas, refrigerantes en el sector primario o vapor para la transmisión de energía.
Los fluidos que circulan por las tuberías suelen tener propiedades completamente diferentes. Por tanto, se requieren distintos principios para medirlos.
Uno de estos métodos es la medición de caudal basada en el principio Vortex.
En la Italia del siglo XVI, Leonardo da Vinci observó cómo se creaban los remolinos en el agua corriente. Unos 400 años más tarde, el físico húngaro Theodore von Kármán describió las leyes físicas que rigen cómo se forman estos remolinos.
Así funciona este método de medición.
Dentro de cada caudalímetro Vortex, hay un cuerpo con frente ancho de interferencia en el centro de la tubería. Este cuerpo es un tipo de obstrucción que interrumpe el flujo.
Aguas abajo del cuerpo con frente ancho de interferencia hay un sensor que puede registrar diferencias de presión mínimas en fluido circulante.
Si el fluido no circula, no se forman remolinos.
En cuanto el fluido empieza a moverse y alcanza una velocidad de caudal determinada, aparecen gradualmente remolinos aguas abajo del cuerpo con frente ancho de interferencia. Estos remolinos se desprenden alternativamente a cada lado del cuerpo con frente ancho de interferencia y son transportados por el fluido.
En ese momento, aparecen zonas de alta o baja presión aguas abajo, con lo que se produce un fenómeno llamado "vórtices de Kármán".
Estas diferencias de presión coinciden exactamente con la frecuencia con la que pasan los remolinos, y el sensor mecánico las registra de forma precisa (véase aquí a cámara lenta).
Este sensor es único, porque está intrínsecamente tan bien equilibrado que no se ve afectado por las vibraciones de la tubería de hasta 1 g, los picos de presión ni los choques térmicos.
La distancia entre dos remolinos consecutivos se corresponde con un volumen de fluido definido; por tanto, el caudal total se puede calcular contando los remolinos que pasen.
Cuanto mayor sea la velocidad de flujo, mayor será la frecuencia medida de los remolinos.
En algunas aplicaciones, la velocidad es demasiado baja como para que se formen remolinos perceptibles. Sin embargo, la velocidad se puede aumentar instalando un caudalímetro Vortex con una sección transversal menor. Esta modificación no afecta a la precisión de medición.
La funcionalidad se puede mejorar incorporando la medición opcional de temperatura en el sensor.
Una configuración como esta (junto con un ordenador de caudal integrado) puede calcular la masa o flujo energético que depende de la temperatura. Esta característica es especialmente importante en los procesos industriales relacionados con el vapor saturado o los gases.
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