Medidores de flujo de rueda de paletas: hacer el trabajo

Medidores de flujo de rueda de paletas
Terminando el trabajo

COSTOS DE EXCESO

Los medidores de flujo de rueda de paletas son fáciles de instalar y operar, lo que resulta en un costo total de propiedad muy bajo. Los medidores de flujo electrónicos de estilo de rueda de paletas de costo relativamente bajo son prueba de que el alto costo no siempre significa un mejor valor.

Los componentes de un sistema deben poder realizar la tarea requerida (hacer el trabajo) y cumplir con los otros requisitos físicos de la aplicación. El exceso de capacidad, características y precisión son una pérdida de dinero. Obtendrá el mayor valor por su dinero comprando componentes del sistema que satisfagan las demandas del sistema sin ser excesivo. Si bien son costosas, las soluciones de alta tecnología pueden estar disponibles para su aplicación; Los medidores de flujo de rueda de paletas de bajo costo ofrecen soluciones de alta precisión para muchas aplicaciones de sistemas de flujo, no solo mostrando la tasa de flujo y la cantidad total de flujo acumulado.

ALGUNAS APLICACIONES

SISTEMAS DE DISPENSACIÓN

Medidores de flujo de paletas se utilizan para medir y dispensar con precisión volúmenes preestablecidos de agua u otros productos químicos.

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Sistema de dispensación de agua

Los sistemas de dispensación de agua comúnmente usan temporizadores de ciclo preestablecidos para dispensar agua. Cuando se activa el temporizador, el sistema comienza a dispensar agua hasta que se agota el tiempo predeterminado. ¡Estos temporizadores de ciclo preestablecidos (fijos) pueden provocar problemas de precisión porque en realidad no miden el caudal! Cualquier problema en el sistema que resulte en un cambio en la velocidad de flujo dará como resultado un error en la cantidad de agua dispensada. Algunos ejemplos incluyen componentes de la bomba desgastados y cambios en la presión del sistema, cualquiera de los cuales puede resultar en cambios en la salida de la bomba. El control del temporizador de ciclo no puede compensar varios caudales porque no mide el caudal.

Los sensores de rueda de paletas en realidad miden la cantidad de agua dispensada. Cuando se activa el sistema de distribución, el controlador de flujo electrónico enciende la bomba y abre la válvula de distribución correcta. El sensor comienza a emitir pulsos eléctricos. Estos pulsos son contados por el controlador de flujo electrónico. Los cambios en el caudal de salida de la bomba no afectarán el recuento del sensor. Cuando se ha dispensado la cantidad correcta de agua, la válvula dispensadora se cierra y la bomba se detiene.

SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS

Los medidores de flujo de rueda de paletas pueden controlar las salidas de la bomba de medición química.

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Las bombas dosificadoras químicas se utilizan para inyectar productos químicos como el cloro y los ácidos en los sistemas de agua. El producto químico debe inyectarse en el sistema a la velocidad adecuada para lograr las proporciones correctas de agua / producto químico. Dependiendo de la aplicación, demasiado o muy poco químico puede ocasionar problemas en serie. En un sistema que tiene tasas de flujo de agua cambiantes, una bomba dosificadora de inyección química de tasa de alimentación fija por sí sola no es capaz de reaccionar a los cambios en la tasa de flujo del sistema. Los medidores de flujo de rueda de paletas se pueden usar para iniciar y detener bombas dosificadoras de velocidad de alimentación económicas y fijas que dan como resultado la cantidad adecuada de inyección química. Cuando el medidor ha medido un volumen específico de flujo que ha pasado por el sistema, la bomba química se enciende durante un período de tiempo preprogramado. Este sistema simple da como resultado una relación de tiempo de encendido de la bomba (químico) por volumen de flujo (agua).

Las bombas de velocidad variable se usan cuando se requiere una inyección casi continua de químicos. Estas bombas pueden controlarse directamente mediante la señal de salida del sensor. La señal de onda sinusoidal de alta velocidad puede ingresarse directamente en el control electrónico de velocidad de la bomba. La velocidad de la bomba, y por lo tanto la cantidad de producto químico inyectado, está programada para reaccionar a los cambios en la salida de frecuencia del sensor de flujo. Se programa una velocidad mínima de la bomba para una frecuencia y una velocidad máxima de la bomba para otra frecuencia, lo que da como resultado una relación velocidad: frecuencia (tasa de salida de la bomba por tasa de flujo).

VERIFICACIÓN DE FLUJO

Los medidores de flujo de rueda de paletas pueden verificar que se haya producido una inyección química.

Los sensores de rueda de paletas son capaces de medir tasas de salida de la bomba dosificadora química de tan solo 1 onza por minuto. Cuando se instala en la bomba dosificadora, el sensor de flujo se puede usar para alertar al operador del sistema de que existe un error en el sistema. Algunas bombas dosificadoras incluyen componentes electrónicos que reaccionan a la señal de salida de la rueda de paletas. Si la bomba dosificadora no puede inyectar productos químicos debido a un mal funcionamiento de la bomba, un accesorio obstruido, un contenedor de productos químicos agotado, etc., se activa una salida de alarma.

gráfico de alarma3

ALARMA DE CAUDAL Y ALCANCE

Los medidores de flujo de rueda de paletas pueden monitorear el caudal del sistema.

ALARMA DE ALCANCE DE FLUJO

Cuando la velocidad de flujo de un sistema es crítica, se puede usar un medidor de flujo de rueda de paletas para alertar al operador del sistema si la velocidad aumenta o disminuye fuera de un rango programado. La pantalla electrónica se puede programar con una cantidad de velocidad alta y baja que activará una señal de salida de alarma si se alcanza. La alarma puede reiniciarse o engancharse automáticamente. Se pueden establecer valores de activación y liberación, con histéresis, que eliminará el "parpadeo" que puede ocurrir cuando la velocidad de flujo está en el valor de alarma.

REQUERIMIENTOS DE INSTALACIÓN

Los caudalímetros de rueda de paletas funcionan mejor con fluidos limpios. Las partículas y los desechos pueden evitar que la paleta gire correctamente.

Instale el accesorio de tubería en una ubicación que incluya una longitud adecuada de tubería recta antes y después del medidor. Debido a que la paleta se inserta solo una pequeña distancia en la corriente de flujo, la corriente de flujo debe ser una velocidad constante en todo el diámetro interior de la tubería para obtener una lectura precisa. La longitud recta de la tubería permitirá que cualquier patrón de remolino en la corriente de flujo se disipe antes de contactar la rueda de paletas. Los patrones de remolino pueden ser causados por obstrucciones como un codo, una te, una bomba, etc. La longitud mínima de tubería recta requerida dependerá del tipo de obstrucción antes de la rueda de paletas. El mínimo absoluto es típicamente diez veces el tamaño nominal de la tubería antes del medidor y 5 veces después. Por lo tanto, una tubería de 4 "requeriría un mínimo de 40" (10 x 4) de tubería recta antes de la rueda de paletas y 20 "(5 x 4) después. Consulte las instrucciones del fabricante para conocer los requisitos específicos.

Alteraciones del flujo 4

PERTURBACIONES DE FLUJO

Los medidores de flujo de paletas pueden no funcionar correctamente con fluidos de alta viscosidad. Los fluidos de alta viscosidad tenderán a producir un perfil de flujo de tipo laminar. En un perfil de flujo laminar, el centro del fluido que fluye se mueve más rápido que el borde exterior. Se requiere un perfil de flujo turbulento, donde la velocidad del fluido es la misma en todo el diámetro de la tubería, para mayor precisión. El número de Reynolds del fluido debe ser mayor que 4000 para garantizar un perfil de flujo turbulento completamente desarrollado. El número de Reynolds es un número adimensional que combina los efectos de la viscosidad, la densidad y la velocidad del flujo para identificar un perfil de flujo turbulento o laminar.

Reynolds número5

ECUACIÓN DE NÚMERO DE REYNOLDS

La tubería debe estar llena de agua en todo momento. Cuando el sistema arranca y se detiene, cualquier aire en la línea puede conducir a una lectura errónea.

Dimensione el medidor para que funcione dentro del rango operativo publicado. Aunque el medidor puede leer a tasas de flujo diferentes a las publicadas, el medidor puede no ser exacto a estas tasas.

Asegúrese de que el sillín esté instalado correctamente. La instalación del sillín, el tamaño de la tubería, la alineación y el ajuste son críticos para una lectura precisa.

CÓMO FUNCIONAN LOS MEDIDORES DE FLUJO DE RUEDAS

Los medidores de flujo de paletas constan de tres componentes principales; el accesorio de tubería, el sensor de la rueda de paletas y la pantalla / controlador. Estos componentes se pueden comprar por separado o como un paquete para cumplir con los requisitos particulares de la aplicación. El sensor de la rueda de paletas está diseñado para insertarse en el accesorio de tubería. Aproximadamente la mitad de la pala sobresale en la corriente de flujo. El fluido que fluye a través de la tubería hace que la rueda de paletas gire. A medida que los imanes que están incrustados en la paleta giran más allá del sensor, se producen pulsos eléctricos que son proporcionales a la velocidad de flujo. El fabricante publica el número de pulsos de salida producidos, por volumen de flujo, para cada accesorio de tubería específico. Este número se llama factor K.

ACCESORIOS DE TUBERIA - Varios estilos de accesorios de tubería están disponibles. Algunos estilos de conexión están diseñados para instalarse directamente en la tubería utilizando varios métodos de conexión, como roscas macho o hembra, soldadura de casquillo, fusión de casquillo y juntas de fusión a tope. Estos accesorios "en línea" están disponibles en una variedad de materiales como PVDF, polipropileno y acero inoxidable. Están disponibles con y sin conexiones de unión. Debido a que el fabricante puede controlar el diámetro interno del accesorio, los accesorios en línea están disponibles en una variedad de rangos de flujo operativo para adaptarse a diversas aplicaciones.

Los accesorios de estilo de silla de montar están diseñados para montarse directamente en una tubería existente. La silla de montar se instala simplemente perforando un agujero en la tubería y sujetando la silla de montar en la tubería. No es necesario cortar la tubería e instalar adaptadores especiales. Los sillines están disponibles en una variedad de materiales.

SENSORES DE RUEDA - El sensor de la rueda de paletas consta de la rueda de paletas con sus imanes incrustados y el sensor electrónico. Los fabricantes ofrecen sensores en una variedad de materiales para satisfacer la mayoría de las aplicaciones. Hay dos tipos de salidas de sensor disponibles, bobina de CA y efecto Hall.

Los sensores de la bobina de CA generan una onda sinusoidal de CA que es proporcional al caudal. Debido a que generan su propia potencia, estos sensores no requieren alimentación de entrada externa. El rango de señal para un sensor tipo bobina de CA está limitado a aproximadamente 200 pies debido a la posible interferencia de ruido y caída de voltaje.

Los sensores de tipo Hall Effect emiten una onda cuadrada digital de CC de hundimiento de corriente que es proporcional al caudal. Los circuitos que son sensibles a los campos magnéticos son activados por la paleta giratoria. Este circuito requiere voltaje de entrada externo para funcionar. El rango de señal para un sensor de tipo Hall Effect es de aproximadamente 1 milla.

PANTALLAS / CONTROLADOR - Las pantallas y controladores de flujo se utilizan para recibir la señal del sensor de la rueda de paletas, convertir la señal en un caudal real o un valor total de flujo, y mostrar los valores. La señal procesada ahora se puede usar para abrir y cerrar válvulas, iniciar y detener bombas, indicar alarmas de caudal alto o bajo en el sistema, o transmitir señales de pulso de nivel 4-20mA y TTL a equipos externos como un PLC, un registrador gráfico, bomba dosificadora, etc.

Los sensores de flujo de rueda de paletas y los medidores / controladores de pantalla ofrecen soluciones de bajo costo para una variedad de aplicaciones de sistemas de agua.

SOBRE EL AUTOR

Bill McDowell es ingeniero de ventas en Blue-White Industries. Ha trabajado en Blue-White Industries durante 20 años y también ocupó el cargo de ingeniero de proyectos y director de ingeniería. Bill reside en Garden Grove, California, con su esposa Jana y sus dos hijos Jillian y Sean.

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