El problema con el statu quo: una situación no tan fluida
Por lo tanto, es necesario obtener una medición precisa de la temperatura de los medios fluidos que se desplazan por una tubería.
Es una situación en la que se encuentran una gran variedad de profesionales, desde cerveceros artesanales y fabricantes de helados en la industria de Alimentos y bebidas hasta investigadores y fabricantes en el campo aeroespacial.
Pero, ¿cuál es la mejor manera de hacerlo?
Nuestro equipo de ingeniería (dirigido por el director de ingeniería Ken Leibig) se propuso responder a esta pregunta sorprendentemente compleja.
Medición de la temperatura en tuberías: la situación actual
¿Cuáles son las opciones disponibles?
Ken y su equipo comenzaron comparando las diferentes formas de medir la temperatura de un fluido que se desplaza por un tubo o dentro de un depósito, teniendo en cuenta las ventajas y desventajas de cada una en una escala de coste frente a rendimiento.
Y lo que descubrieron rápidamente fue que, en pocas palabras, las opciones no son tan buenas.
Sensores de superficie
La primera forma en que se puede intentar medir la temperatura de un fluido que se mueve a través de un tubo o dentro de un depósito es utilizando un sensor de superficie. Los sensores de superficie son cómodos, tienen una instalación sencilla y vienen en todo tipo de formas y tamaños. Se pueden pegar al exterior de un tubo, atornillarlos a un tubo o, si no se utiliza acero inoxidable, fijarlos con un imán al exterior de un tubo.
Sin embargo, los sensores de superficie tienen un gran inconveniente: el rendimiento. Tienen una precisión muy baja y tiempos de respuesta lentos, ya que miden la temperatura de la superficie del tubo y no la temperatura del fluido en sí.
Por lo tanto, si analizamos los sensores de superficie desde la perspectiva de la relación coste-rendimiento, vemos que son de bajo coste, pero también de bajo rendimiento y, por lo tanto, no son ideales para muchos tipos de aplicaciones.
Immersion Sensors
La segunda forma de medir la temperatura del fluido que se mueve a través de una tubería, y el método más utilizado actualmente en la mayoría de las aplicaciones industriales, es con un sensor de inmersión. Estos sensores requieren la instalación de sondas del sensor dentro de la tubería, de modo que el sensor pueda entrar en contacto directo con el medio fluido. Por lo tanto, este tipo de sensores son invasivos para el sistema.
Los sensores de inmersión tienen una gran precisión y buenos tiempos de respuesta, siempre y cuando no se utilice un pozo termométrico. Pero los sensores de inmersión tienen muchos riesgos. Al estar sumergidos dentro de la tubería o el tanque, pueden sufrir daños debido al flujo de la tubería, la alta presión, los golpes de ariete, la frecuencia de estela o los fluidos cáusticos y abrasivos. Además, las sondas de los sensores dañadas pueden crear un alto riesgo de contaminación.
Los costes de instalación de los sensores de inmersión también son bastante altos. Y no se trata solo del coste del sensor en sí, sino que hay muchos otros factores que deben tenerse en cuenta en el coste de un sensor de inmersión. Está el coste inicial de diseño del sistema y del sensor, que incluye el cálculo de la profundidad de inmersión correcta, asegurarse de que la sonda esté en el centro del flujo de fluido, realizar cálculos de frecuencia de estela y todos los planos asociados con la implementación de una sonda de inmersión.
A continuación, hay que realizar la instalación y la prueba de la sonda. Si se acumulan residuos en la sonda o si se produce algún daño debido a un caudal elevado o a fluidos cáusticos, hay que tener en cuenta el mantenimiento, lo que implica parar el proceso, retirar la sonda, lidiar con un tiempo de inactividad no deseado y realizar calibraciones en la sonda.
Y si decide que necesita reubicar esa sonda en una nueva ubicación porque la ubicación actual no es la deseada, entonces debe volver a hacer todo eso: la instalación, las pruebas, el mantenimiento y el tiempo de inactividad.
Es evidente que los sensores de inmersión pueden resultar bastante costosos a lo largo de su vida útil, por lo que, si se compara su precio con su rendimiento, se trata de dispositivos de alto coste y alto rendimiento.
De hecho, los sensores de inmersión se han considerado durante mucho tiempo en el mundo industrial como un «mal necesario»: precisos, pero con bastantes inconvenientes.
Introducing the HANI: A Technology Breakthrough
¿Podría haber una tercera opción? Ken y el equipo de Omega Engineering estaban dispuestos a afrontar el reto.
El resultado de su esfuerzo: el sensor de temperatura de abrazadera HANI™.
El HANI, que significa «alta precisión, no invasivo», es una tecnología revolucionaria que supone un cambio radical en la medición de la temperatura de los medios dentro de una tubería. Este sensor de temperatura hace lo que pocos creían posible: se fija directamente al exterior del tubo y realiza la medición de la temperatura del medio en su interior con la misma precisión y el mismo alto rendimiento que los sensores de inmersión invasivos, pero sin ninguno de los riesgos, el Mantenimiento y los costes de inactividad que estos conllevan.
Cómo funciona
Desde que se desembala hasta que está listo para la medición, los sensores HANI tardan unos 10 segundos en instalarse: basta con envolver la correa del sensor alrededor de la tubería deseada y tirar del mecanismo de cierre rápido, que ajusta automáticamente la tensión al diámetro de la tubería especificado. (Uno de nuestros clientes cerveceros lo describió como «literalmente, lo más fácil que he hecho nunca»). No es necesario cortar, soldar, taladrar ni detener la producción para instalar o mover un sensor HANI. Una vez montado, puede empezar a obtener mediciones de temperatura muy precisas, al nivel de las sondas de inmersión.
HANI es el único sensor de temperatura del mercado actual que utiliza un sensor de flujo térmico de película fina para ayudar en el cálculo de la temperatura. Esto, junto con nuestro algoritmo patentado, permite que el sensor Omega HANI ofrezca una precisión (±0,9 °F) y un tiempo de respuesta (t63 = 5 s) comparables a los de los sensores de temperatura RTD de inmersión, lo que lo convierte en el único sensor no invasivo del mercado capaz de hacerlo, y HANI es más económico que otros sensores de temperatura no invasivos.
HANI frente a sensores de temperatura alternativos: un claro ganador
Con los sensores de superficie*, se sacrifica el rendimiento a cambio de la facilidad de instalación y los bajos costes.
Los sensores de inmersión, que son la opción preferida para la mayoría de las aplicaciones industriales, tienen altos costes y riesgos de contaminación para obtener el rendimiento deseado. Son el «mal necesario» del mundo industrial.
Pero ya no.
El HANI, que combina la instalación sencilla de los sensores de superficie con la precisión de los sensores de inmersión, es lo mejor de ambos mundos. Como le gusta decir a Ken: «El HANI se monta como un sensor de superficie, pero funciona como un sensor de inmersión».
Lea este artículo para obtener más información sobre cómo los ingenieros de Omega inventaron la primera tecnología de sensores de temperatura no invasivos y de alta precisión.
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