Caudalímetros másicos Coriolis

El funcionamiento de un caudalímetro másico se basa en el principio de medida de Coriolis. El caudal másico de líquidos y gases puede calcularse a partir de la deformación del tubo de medida causada por la inercia de la masa. La densidad del medio también puede obtenerse a partir de la frecuencia de resonancia del tubo oscilante. Para calcular el efecto Coriolis se utilizan dos sensores inductivos. Si no hay caudal, ambos sensores registran la misma señal sinusoidal. Una vez que se inicia el caudal, la fuerza de Coriolis actúa sobre las partículas de masa del medio que fluyen y provoca la deformación del tubo de medida, lo que da lugar a un desfase entre las señales del sensor. Los sensores miden el cambio de fase de las vibraciones sinusoidales. Este cambio de fase es directamente proporcional a la velocidad de caudal másico.

Los caudalímetros másicos Coriolis pueden tener diferentes diseños y tamaños de tubos. Los requisitos del cliente determinan el diseño del tubo de medida. Con la serie de productos OPTIMASS, KROHNE ofrece contadores con diseño de doble tubo curvo, doble tubo recto, cuádruple tubo recto y tubo recto simple. Los tamaños de los tubos de medida van desde 1 mm para caudales muy pequeños de 0,3 kg/h hasta 400 mm para un caudal másico de hasta 4.600 toneladas/h.

La pérdida de carga de los medidores Coriolis depende del diseño de la tubería. Los dispositivos Coriolis con un diseño de tubo recto único, como el OPTIMASS 7400 de KROHNE, pueden considerarse parte de la tubería y, por lo tanto, prácticamente no influyen en la pérdida de carga total del sistema. Funcionan prácticamente sin pérdida de carga. Los caudalímetros de tubo curvo generan una mayor pérdida de carga que los diseños de tubo recto para el mismo tamaño o capacidad.

Las leyes de la física dictan que cuanto mayor sea el número de curvas y más cerrados los ángulos de curvatura, mayor será la caída de presión creada. Además, cuando los diseños de tubos curvados requieren tuberías elevadas, se producirá, por definición, un aumento de la longitud de las tuberías y del número de accesorios acodados necesarios para realizar la instalación. Esto, a su vez, supone una contribución adicional al cálculo de la caída de presión global necesaria para los contadores de tubo curvo. Cuanto mayor sea la pérdida de carga total del caudalímetro instalado, mayores serán los costes de inversión en bombas más potentes y de consumo de energía.

Para que la pérdida de carga en los caudalímetros másicos con tubo curvo o divisor de caudal sea lo más baja posible, la serie de caudalímetros OPTIMASS de KROHNE incorpora una tecnología de divisor de caudal optimizada, que garantiza que la pérdida de carga sea lo más baja posible.

Además de medir el caudal másico y determinar el caudal volumétrico, un caudalímetro másico también puede determinar la concentración de muchos líquidos mediante la medida integrada de la densidad, independientemente de las fluctuaciones de presión y temperatura. Los caudalímetros másicos lo utilizan en muchas aplicaciones de proceso. Parámetros como la concentración de alcohol, el contenido de fructosa o la concentración de lodos de depuradora pueden determinarse utilizando caudalímetros Coriolis. Los caudalímetros másicos OPTIMASS de KROHNE tienen conversiones para Brix, Baume, Plato, contenido de alcohol y muchos otros parámetros almacenados en los dispositivos como estándar.

Con el OPTIMASS 6400, KROHNE ofrece un caudalímetro másico para aplicaciones relacionadas con la seguridad. El hardware y la electrónica del dispositivo se han desarrollado completamente de acuerdo con la norma IEC 61508 y ofrecen un concepto de seguridad integral con una cobertura de diagnóstico probada de >96% y un intervalo de prueba de diagnóstico interno de menos de un minuto. Incluso permite utilizar la OPTIMASS 6400 en aplicaciones SIL 3 en modo de demanda continua, el nivel de funcionamiento especificado más alto.

Para los dispositivos OPTIMASS fabricados por KROHNE, se han desarrollado un ensayos de prueba y un procedimiento de ensayo de prueba parcial en colaboración con TÜV Rheinland. La cobertura de la prueba (PTC) es del 82% sin tener que retirar el dispositivo. Esto garantiza el funcionamiento seguro de cualquier función relevante para la seguridad en la medida de caudal Coriolis y ayuda a prolongar los intervalos de prueba a toda prueba.

La dificultad de medir un líquido con gas de arrastre aumenta con la fracción de gas. Sin gas de arrastre, los tubos de medida de un caudalímetro másico Coriolis tienen la oscilación regular deseada. El gas de arrastre en el líquido amortigua la oscilación regular de los tubos de medida y, a medida que aumenta el contenido de gas, la oscilación puede llegar a detenerse por completo, haciendo que la medida de caudal Coriolis falle por completo.

Para resolver este problema, KROHNE fue el primer fabricante de caudalímetros másicos Coriolis en desarrollar y comercializar EGM TM (Gestión del Gas de Arrastre) para resolver estos retos. En la actualidad, todos los productos de la serie de caudalímetros OPTIMASS que utilizan el convertidor de señal MFC 400 están equipados con EGM TM . EGM TM utiliza potentes algoritmos de control que permiten que un caudalímetro Coriolis mantenga su funcionamiento en una amplia gama de fracciones de gas y condiciones de caudal complejas, incluso durante una transición completa de una fase líquida pura a una fase gaseosa y viceversa. Como resultado, las medidas de caudal másico y densidad permanecen estables, lo que los dispositivos OPTIMASS han demostrado con éxito en muchas aplicaciones como llenado, carga, dosificación o aplicaciones vacío-lleno-vacío