MEDIDOR DE CAUDAL MÁSICO TÉRMICO

Medidores de flujo másico térmico

La medición del flujo másico térmico tiene que ver con la transferencia de calor. Cuando un gas o líquido entra en contacto con una superficie calentada, absorbe calor de la superficie y lo almacena en el fluido. En cierto sentido, este flujo tiene un efecto refrescante sobre la superficie calentada. Cuanto mayor es el caudal, más se enfría la superficie calentada. Al tener en cuenta la cantidad de energía (eléctrica) adicional necesaria para mantener la superficie enfriada a su temperatura inicial, podemos derivar la cantidad de calor absorbido por el líquido que fluye a lo largo de la superficie.

Calor específico del medidor de agua

Las mediciones del flujo másico térmico se basan en las propiedades térmicas del fluido, como su capacidad calorífica específica. Este calor específico de un líquido o gas es una propiedad intrínseca de este fluido y determina el aumento de temperatura de este fluido cuando el fluido absorbe una determinada cantidad de energía térmica. La masa del fluido es importante: 2 gramos de fluido pueden absorber el doble de calor que 1 gramo del mismo fluido.

Esto se aplica tanto a fluidos estáticos como a fluidos en movimiento, es decir, para caudales bajos de líquidos o gases. La medición del flujo másico térmico hace un uso bastante simple de este principio físico básico, que relaciona la masa fluyeda (en gramos por segundo) con la potencia aplicada (en julios de calor por segundo) con el calor específico (en julios por gramo por grado Celsius). y la diferencia de temperatura inducida por el calor (en grados Celsius) como factores de proporcionalidad.

¿Qué es el flujo másico?

Esta relación directa entre las propiedades térmicas del fluido y su masa tiene la ventaja de medir un caudal másico que no se ve influenciado por condiciones variables del proceso, como cambios de temperatura o presión. Obtenga más información sobre la relación entre flujo másico y flujo volumétrico. En muchos procesos de producción e I+D, como las reacciones químicas, la masa es la variable importante, no el volumen.

Este tipo de dispositivo puede utilizar dos tipos de técnicas: un tubo de muestreo calentado o una sonda. Ambas técnicas determinan la masa en función de la capacidad calorífica específica del fluido (evitando así variaciones de densidad) y, por tanto, es necesario conocer esta propiedad. Los medidores de flujo másico térmico son ideales para medir caudales de gas bajos.

En un medidor de flujo másico con tubo de muestreo calentado, parte o la totalidad del flujo pasa a través de un tubo de alta precisión. Este tubo se calienta y luego se mide el cambio de temperatura. La diferencia de temperatura entre los dos puntos indica la cantidad de energía absorbida por el fluido, que depende de la masa que se mueve en el tubo.

Los caudalímetros másicos con sonda funcionan según el mismo principio, con la diferencia de que se colocan dos sondas RTD en el caudal. El sensor aguas arriba mide la temperatura del fluido mientras el segundo sensor se calienta a una temperatura más alta que el primer sensor. El calor se transfiere desde el segundo sensor al fluido a una velocidad correspondiente al caudal másico.

¿Por qué es necesaria la calibración?

El principio de medición de un caudalímetro másico térmico se basa en la transferencia de calor y depende de la densidad y el calor específico del fluido. Esta es la razón por la que los medidores de flujo másico térmico deben calibrarse para un fluido específico.

3 tipos de sensores para caudalímetros másicos térmicos

Por lo tanto, un medidor de flujo másico térmico utiliza las propiedades térmicas de un fluido para medir (o «detectar») su flujo másico. ¿Cómo funciona esto en la práctica? Distinguimos tres principios de sensor diferentes:

1. Sensor de flujo másico térmico para gases, que utiliza el principio de by-pass, donde sólo una pequeña parte del flujo pasa a través del sensor.

2. Sensor de flujo másico térmico para gases, que utiliza el principio en línea (CTA), que mide directamente en el flujo principal.

3. Sensor de flujo másico térmico para líquidos, mediante el principio en línea (CTA/CPA)

Medidores de flujo másico térmico basados ​​en tecnología MEMS

También existen medidores de flujo másico térmico para gases que utilizan sensores de chip. La tecnología MEMS (Micro Electro Mecánica Sistemas) está incorporada en el instrumento FLEXI-FLOW de Bronkhorst, donde el flujo de gas pasa a través de estos sensores. Además de los caudales másicos, los dispositivos FLEXI-FLOW también pueden medir la temperatura y la presión del gas. Los dispositivos IQ+FLOW, muy compactos y basados ​​también en tecnología MEMS, son los preferidos para instalaciones que ocupan poco espacio.

Medidor de flujo másico térmico o controlador de flujo másico térmico

Un medidor de flujo másico térmico se convierte en un controlador de flujo másico (para regular de manera precisa y repetitiva el flujo másico de gases o líquidos) agregando una válvula de control (integrada o remota) al medidor de flujo. Obtenga más información sobre los controladores de flujo másico.

Comparación con un caudalímetro volumétrico

Un caudalímetro másico tiene la gran ventaja, en comparación con un caudalímetro volumétrico, de medir la cantidad de material que pasa a través de él, en lugar de medir el volumen que pasa a través de él, que a menudo debe corregirse por la densidad del producto en cuestión. Suele ser más caro y difícil de implementar, pero nos permite superar el error debido a las variaciones en la densidad del material que lo atraviesa.

UN MEDIDOR de flujo másico adecuado para su USO

Los tratamientos industriales y químicos que van desde la polimerización hasta la elaboración de cerveza requieren una dosificación ultra precisa de líquidos o gases. El caudal se puede medir en términos de masa o volumen por unidad de tiempo y, dependiendo de su aplicación, deberá optar por uno u otro. La mayoría de las veces, medir el flujo volumétrico es suficiente, especialmente si la temperatura y la presión son conocidas y estables. Sin embargo, debido a que la medición del flujo másico indica directamente la cantidad de moléculas presentes, ofrece la ventaja de no verse afectada por las variaciones de densidad.

La mayoría de los ingenieros están familiarizados con diferentes formas de medir el flujo volumétrico. Por el contrario, la medición del flujo másico es menos conocida y comprendida.

REGULADOR DE CAUDAL MÁSICO (MFC)/CAUDALÍMETRO MÁSICO (MFM) PARA GASES – TIPO 8746

El controlador/medidor de flujo másico (MFC/MFM) modelo 8746 para gases es apto para una gran variedad de aplicaciones, por ejemplo, para la producción o tratamiento de metales y vidrio, para procesos de fermentación, bancos de pruebas o plantas embotelladoras y máquinas empaquetadoras.

El modelo 8746 está disponible en dos variantes: La versión con diferentes interfaces (de comunicación) analógicas y digitales, y la versión con interfaz. Esta última es adecuada para la integración en redes ya existentes, o bien, en combinación con una pasarela de bus de campo para la integración en cualquier estándar industrial habitual para Ethernet Industrial o bus de campo. Esta versión está diseñada a medida para aplicaciones con múltiples tramos de regulación.

Se pueden conectar hasta 32 MFC / MFM en una pasarela de bus de campo. La pasarela transfiere la comunicación interna basada mediante Ethernet Industrial o estándares de bus de campo. El Mass Flow Controller / Meter puede conmutar en todo momento entre la comunicación. El modelo 8746 puede configurarse como MFM o MFC según corresponda Opcionalmente se pueden almacenar en el equipo hasta cuatro curvas de calibración en el equipo.

El sensor térmico Online, que se puede conectar directamente a la corriente, alcanza unos tiempos de reacción muy rápidos y una gran precisión en la medición, con una calibración muy estable a largo plazo. Una válvula proporcional electromagnética de efecto directo o una válvula motorizada Bürkert utilizada como actuador garantizan una gran sensibilidad de respuesta.

El regulador PI integrado garantiza unas excelentes propiedades de control del MFC. El modelo 8746 se caracteriza por su reducida perdida de presión incluso con velocidades de caudal altas, y está especialmente diseñado para su uso en condiciones difíciles gracias a su baja sensibilidad a la suciedad y al alto nivel de protección IP y contra explosiones.

Rangos de caudal nominal de 20 lN/min a 2500 lN/min

Alta exactitud de medición y reproducibilidad con tiempos de reacción muy rápidos

Calibración del caudal estable a largo plazo

Sustitución de dispositivos más sencilla gracias a la memoria de configuración

Opcional: conformidad ATEX II cat. 3G/D o USP clase VI, FDA, CE 1935

Lugares donde Comprar un MEDIDOR DE CAUDAL MÁSICO TÉRMICO

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