¿Qué son los sensores de flujo de líquido?

Los sensores de flujo de líquido, a veces también denominados medidores de flujo másico, son dispositivos diseñados para medir la velocidad de flujo de un líquido que pasa un punto predeterminado en una tubería u otro medio de transmisión. Los sensores de flujo vienen con muchas capacidades diferentes según la aplicación. Algunos pueden medir caudales extremadamente pequeños de 40 microlitros por minuto o aproximadamente el tamaño de una gota de agua de lluvia.

Hay docenas de métodos diferentes utilizados para saber cómo funcionan los sensores de flujo de líquido dentro de los medidores de flujo. Los medidores de flujo de presión diferencial colocan una obstrucción en una tubería, y la caída de presión que crea a medida que el líquido fluye a su alrededor se aplica a la ecuación de Bernoulli para la conservación de energía en la dinámica de fluidos para calcular la velocidad de flujo. Un sensor de flujo de agua de la placa de orificio también utiliza una placa de obstrucción en la tubería, y compara la presión de alta velocidad del flujo del líquido con su presión aguas abajo, donde el líquido es contraído por la placa. Los sensores de flujo de líquido de la placa de orificio son más baratos que los medidores de presión diferencial y se pueden usar para medir una amplia variedad de tipos de flujo de fluido.

Los sensores de flujo de líquido del tubo Venturi se usan donde las caídas de presión son más bajas y más difíciles de medir para los sensores de placa de orificio. Operan mediante una reducción real en el diámetro de la tubería y calculan el flujo diferencial en función de eso. Las boquillas de flujo son otro diseño relacionado con los sensores de tubo Venturi, que se usan más comúnmente para medir el flujo de gas u otro aire en una tubería.

Los rotómetros y los medidores de flujo de velocidad operan midiendo directamente el paso del fluido de una forma u otra. Con un rotámetro, un flotador en el tubo se eleva en función de la presión hacia arriba y la flotabilidad frente al tirón hacia abajo de la gravedad, y la altura del flotador se usa para calcular el caudal. Un medidor de flujo de velocidad mide la velocidad del flujo de fluido en varios puntos de la tubería y calcula un promedio general.

Existen varios otros tipos comunes de sensores de flujo de líquido. Los medidores de flujo calorimétrico emplean dos sensores de temperatura estrechamente espaciados en contacto con el fluido, pero aislados entre sí. Un sensor se calienta y la caída de temperatura en el otro sensor se puede usar para determinar qué tan rápido fluye el líquido.

Los sensores mecánicos de flujo de líquido, como los medidores de flujo de turbina y los medidores de flujo de vórtice, también son comunes. Las turbinas miden el flujo en función de las paletas giratorias de la unidad, y los modelos de vórtice crean remolinos de baja presión en la corriente que se compara con el caudal de líquido regular. Los medidores de flujo de desplazamiento positivo también usan paletas giratorias como turbinas, pero los rotores instalados con precisión se instalan en múltiples puntos, y el volumen de líquido que pasa entre ellos durante ciertos intervalos de tiempo se registra contando las rotaciones de las paletas.

También existen sofisticados sensores de flujo de líquido que no requieren una medición directa del líquido. Algunos de estos incluyen medidores de flujo electromagnéticos que miden el efecto de inducción electromagnética. A medida que un conductor de líquido como el agua se mueve a través de una tubería, las bobinas magnéticas en el exterior producen un voltaje que es directamente proporcional al caudal del líquido. Los medidores de flujo ultrasónicos y doppler también calculan la tasa de flujo indirectamente, midiendo los cambios en las frecuencias de sonido que se ven afectadas tanto por la velocidad como por la dirección del flujo del fluido.