Qué es un caudalímetro de vórtice
Un caudalímetro de vórtice mide el caudal contando los vórtices que se desprenden detrás de un cuerpo romo colocado en la corriente. Cada vórtice llega como un pulso de presión, y la frecuencia con que llegan los pulsos es proporcional a la velocidad en una banda amplia, de modo que el instrumento convierte un ritmo mecánico en un caudal sin ninguna pieza móvil. Como el cuerpo va dentro de la línea y la electrónica cuenta una frecuencia en lugar de leer un desplazamiento, el tipo admite temperaturas y presiones que acortarían la vida de un instrumento mecánico.
Por eso es la respuesta habitual para el vapor. El vapor saturado, el vapor recalentado, el aire comprimido, el nitrógeno y la mayoría de los gases de proceso se miden con un caudalímetro de vórtice siempre que la línea sea una corriente monofásica limpia, y el mismo instrumento mide líquidos de baja viscosidad como el agua y el condensado. Cuando una planta mide un colector de vapor, una tintorería o una sala de compresores, lo habitual es que sea este tipo el que mida.
Esta página explica cómo se configura: qué se le pide resistir al cuerpo, al diámetro interior y a la conexión al proceso, cuándo hay que añadir compensación de temperatura y presión para que la cifra signifique algo, y cuál de las tecnologías de caudal vecinas toma el relevo cuando el medio no es una corriente monofásica limpia.
Cómo mide un caudalímetro de vórtice
El cuerpo romo es un obstáculo deliberadamente poco aerodinámico. Cuando la corriente lo atraviesa, se desprenden vórtices alternos por sus dos lados, y cada vórtice desprendido resta un pequeño paquete de presión al borde que queda detrás; un sensor alojado en el cuerpo detecta esa alternancia como una frecuencia. A lo largo de la banda de números de Reynolds para la que se diseña el tipo, esa frecuencia es proporcional a la velocidad, así que el instrumento la convierte en un caudal volumétrico sirviéndose del área del diámetro interior. La proporcionalidad pertenece a la geometría del cuerpo y no al gas concreto, y por eso un mismo cuerpo puede ofrecerse para varios medios.
De ahí se derivan tres consecuencias. El instrumento necesita una corriente monofásica, porque un vórtice desprendido por un líquido se ve alterado por las gotas y uno desprendido por un gas se ve alterado por el condensado, de modo que el vapor húmedo y el flujo bifásico quedan fuera del tipo. Necesita una velocidad dentro de su banda, porque en el extremo bajo el desprendimiento deja de ser regular y en el extremo alto la erosión del cuerpo fija el techo. Y necesita un perfil asentado y sin remolinos en el cuerpo, porque la frecuencia es una medición de velocidad encubierta y cualquier perturbación aguas arriba se lee como un cambio de caudal.
Que la señal sea una frecuencia es la razón práctica por la que el tipo sobrevive a condiciones que vencen a otros: una frecuencia no se desvía como lo hace un alcance analógico. De lo que no es inmune es a que el medio cambie de estado dentro del instrumento, y por eso una función de vapor se combina normalmente con compensación en lugar de medirse en bruto.
Opciones de configuración
La mayor parte de la especificación viene determinada por estas decisiones y no por la clase de exactitud. Cada una condiciona la siguiente, y por eso se resuelven en orden.
| Configuración | Opciones a definir | Qué decide realmente |
| Diámetro interior y tipo de cuerpo | Variantes bridadas, de tipo wafer y de inserción en una gama de tamaños nominales | Si hay que abrir la línea para un cuerpo de paso completo o admite un tipo de inserción, y si la velocidad de la función cae dentro de la banda en la que trabaja el cuerpo. |
| Cuerpo y material en contacto con el medio | Acero al carbono y acero inoxidable como puntos de partida habituales | Si el cuerpo resiste el medio y la temperatura, algo que se decide antes de hablar siquiera de exactitud. |
| Familia del medio | Vapor, gas o líquido, para lo que se pide el instrumento y no se cambia después | La calibración y la disposición de compensación. Un mismo cuerpo medido en bruto es un instrumento distinto del mismo cuerpo compensado para vapor. |
| Compensación de temperatura y presión | Estándar, solo temperatura, solo presión, o ambas, en disposición integrada o separada | Si la salida es una cifra real de masa o de volumen normalizado o solo volumétrica. Una cifra de gas o de vapor sin compensación es un volumen en las condiciones de la línea, que no es lo que necesita la mayoría de las contabilidades. |
| Salida y comunicación | Opciones de pulso, corriente, serie y HART | Si la señal se cuenta como total, se muestra como caudal o la lee un sistema de control. |
| Alimentación | Alimentado por lazo con CC de baja tensión o con una batería interna | Si existe una alimentación en el punto de instalación y cuánto tiempo puede dejarse el instrumento sin atención. |
| Conexión al proceso y norma de brida | La norma de brida, la clase de presión y la cara de sellado de la tubería existente | Si el instrumento se atornilla directamente o necesita adaptadores y una segunda interfaz de sellado. |
| Condiciones ambiente y montaje | Nivel de vibración, aislamiento y si hay que llegar hasta el cabezal para leerlo | Si se justifica un cuerpo más pesado y cómo se orienta la carcasa, ya que un cabezal situado por encima de una línea caliente envejece más rápido que uno colocado de lado. |
Cómo elegir un caudalímetro de vórtice
| Criterio | Por qué decide la respuesta | Cómo resolverlo antes de consultar |
|---|
| Si la corriente es monofásica | El vapor húmedo, las gotas arrastradas y las mezclas bifásicas alteran el vórtice y, con él, la lectura | Indique si el vapor es seco y si existe un separador aguas arriba, y si el gas puede condensar en la línea. |
| Caudal mínimo, normal y máximo | El extremo bajo decide el diámetro interior, no el máximo, porque un diámetro dimensionado por el pico deja la función normal en el fondo de la banda | Facilite las tres cifras y las horas al día en que se aplica cada una. |
| Temperatura y presión del medio | Deciden la presión nominal del cuerpo y, en vapor y gas, si hace falta compensación para que la cifra signifique algo | Indique las cifras de trabajo además de las de diseño, y si la condición varía. |
| Tamaño de tubería y velocidad que implica | El cuerpo se elige de modo que la función quede dentro de la banda de trabajo, lo que puede exigir un diámetro interior distinto del de la tubería | Facilite el diámetro exterior y el espesor de pared de la tubería, no solo el tamaño nominal. |
| Tramo recto de tubería disponible | Los remolinos de un codo, de una válvula parcialmente abierta o de una reducción se leen como un cambio de caudal | Envíe un croquis de lo que queda inmediatamente aguas arriba y aguas abajo del punto previsto. |
| Vibración en el punto | Una vibración de la tubería en la frecuencia de desprendimiento es indistinguible del caudal | Describa la línea y aquello a lo que está unida, y si el instrumento puede reubicarse. |
Si alguno de estos puntos sigue abierto, envíe lo que se conozca. La cotización puede emitirse contra una descripción de la función y afinarse cuando se cierren los huecos.
Las alternativas más cercanas
Estos son los tipos a los que normalmente se refiere una consulta por un caudalímetro de vórtice, y el punto en el que la elección se decide realmente.
| Alternativa más cercana | Qué la diferencia de un caudalímetro de vórtice |
| Medidores de caudal electromagnéticos | Va montado en contacto con el líquido dentro de la línea y solo mide líquidos conductores. No puede medir vapor ni gas en absoluto, que suele ser la función para la que se compra un caudalímetro de vórtice; a cambio, no le importa si el líquido está limpio, así que los lodos y el agua sucia van a él y no a un cuerpo que se erosionaría. |
| Medidores de caudal ultrasónicos | Se montan por fuera de la tubería o se insertan a través de ella, de modo que no hace falta abrir la línea ni que el medio sea conductor. Los tipos de abrazadera sirven para adaptaciones y grandes conducciones existentes, pero su lectura depende de la pared del tubo y del acoplamiento acústico, y no son la respuesta habitual para el vapor. |
| Medidores de caudal másico térmicos | Lee el caudal de gas a partir de la transferencia de calor en velocidades bajas, que es justo donde un cuerpo de vórtice deja de desprender de forma fiable. Es un instrumento solo para gas y lee masa en lugar de volumen. |
| Medidores de caudal de turbina | Cuenta un elemento giratorio situado en la corriente, exacto con líquidos limpios de baja viscosidad y muy usado para la dosificación por lotes. Sus rodamientos y sus álabes son lo que lo hacen intolerante al vapor, a la suciedad y al gas seco. |
| Medidores de caudal de área variable | Ofrece una indicación visual local sin alimentación, sencillo y económico en pequeñas líneas de purga y auxiliares. Encaja mal con medios opacos, con los totales y con cualquier lectura remota. |
| Medidores de caudal másico Coriolis | Mide directamente el caudal másico y la densidad, que es lo que de verdad necesitan la transferencia de custodia y la dosificación de alto valor. Tanto la pérdida de carga como el costo suben con fuerza al crecer el diámetro interior, así que no es la respuesta general para un colector de vapor grande. |
El caudalímetro de vórtice y el másico térmico son los dos tipos que miden gas sin pieza móvil; la frontera entre ambos es la velocidad y no el medio.
Qué incluir en la consulta
La primera respuesta puede ser una cotización en lugar de una lista de preguntas si la consulta incluye estos datos. Si no conoce una cifra, envíe la descripción de la aplicación y le confirmaremos lo que implica.
- El medio, y si es vapor, gas o líquido, y si el vapor es seco
- Caudal mínimo, normal y máximo, con las horas al día en que se aplica cada uno
- Temperatura y presión del medio en servicio, y si varían
- Diámetro exterior de la tubería, espesor de pared y la norma de brida que debe cumplir
- Si la cifra requerida es un volumen en las condiciones de la línea o una masa o un volumen normalizado con compensación
- Salida necesaria y qué va a leerla
- Alimentación disponible en el punto de instalación
- Tramo recto de tubería disponible aguas arriba y aguas abajo
- Condiciones ambiente, incluidas la vibración y si la línea está aislada
- Cantidad, puerto de destino y fecha de entrega requerida
