Un medidor de flujo de desplazamiento positivo (PD) es un Los caudalímetros PD se utilizan principalmente como contadores de agua domésticos y se fabrican millones de unidades al año. En aplicaciones industriales y petroquímicas, los medidores de desplazamiento positivo se utilizan comúnmente para la carga por lotes de líquidos y gases.
¿Cómo funciona un medidor de flujo de desplazamiento positivo?
Todos los medidores de flujo de desplazamiento positivo funcionan haciendo pasar volúmenes aislados y conocidos de un fluido a través de una serie de engranajes o cámaras dentro del medidor. Al contar el número de volúmenes aislados que pasan, se obtiene una medición de caudal. Cada diseño de desplazamiento positivo utiliza un medio diferente para el aislamiento y el recuento de estos volúmenes. La frecuencia de la serie de impulsos resultante es una medida del caudal, mientras que el número total de impulsos da el tamaño del lote. Mientras que los medidores PD funcionan con la energía cinética del fluido que fluye, las bombas dosificadoras determinan el caudal al tiempo que añaden energía cinética al fluido.
Los medidores PD están disponibles en tamaños de 1/4" a 12" y pueden funcionar con reducciones de hasta 100:1, aunque son mucho más comunes los rangos de 15:1 o inferiores. El deslizamiento entre los componentes del medidor de flujo se reduce y, por lo tanto, la precisión de la medición aumenta a medida que aumenta la viscosidad del fluido de proceso.
El fluido de proceso debe estar limpio y libre de contaminantes. Las partículas de más de 100 micras deben eliminarse mediante filtración. Los medidores PD funcionan con pequeños espacios entre sus piezas mecanizadas con precisión; el desgaste destruye rápidamente su precisión. Por esta razón, los medidores PD no se recomiendan generalmente para medir lodos o fluidos abrasivos/corrosivos. Sin embargo, en servicios con fluidos limpios, su precisión y amplio rango de medición los hacen ideales para la transferencia de custodia y la carga por lotes.
Aunque el deslizamiento a través del medidor PD disminuye (es decir, la precisión aumenta) a medida que aumenta la viscosidad del fluido, la caída de presión a través del medidor también aumenta. En consecuencia, la capacidad de flujo máxima (y mínima) del caudalímetro disminuye a medida que aumenta la viscosidad. Cuanto mayor es la viscosidad, menor es el deslizamiento y menor es el caudal medible. A medida que disminuye la viscosidad, el rendimiento del medidor en caudales bajos se deteriora. La caída de presión máxima admisible a través del medidor limita el caudal máximo de funcionamiento en servicios de alta viscosidad.
Pruebas, Calibración y comprobadores
Todos los medidores con piezas móviles requieren pruebas periódicas, recalibración y reparación, ya que el desgaste aumenta las holguras. La recalibración puede realizarse en un laboratorio o en línea utilizando un comprobador.
Los sistemas de gas se recalibran con un comprobador de campana, una campana cilíndrica calibrada, sellada con líquido en un depósito. A medida que se baja la campana, se descarga un volumen conocido de gas a través del medidor que se está probando. La precisión volumétrica de los comprobadores de campana es del orden del 0,1 % por volumen, y los comprobadores están disponibles en volúmenes de descarga de 2, 5, 10 pies cúbicos y mayores.
Los sistemas de líquidos pueden calibrarse en el laboratorio con un estándar secundario calibrado o un circuito de flujo gravimétrico. Este enfoque puede proporcionar una alta precisión (hasta ±0,01 % o tasa), pero requiere retirar el medidor de flujo del servicio.
En muchos funcionamientos, especialmente en la industria petrolera, es difícil o imposible retirar un medidor de flujo del servicio para su calibración. Por lo tanto, se han desarrollado comprobadores montados en campo y en línea. Este tipo de comprobador consiste en una cámara calibrada equipada con un pistón de barrera (Figura 1). Se montan dos detectores a una distancia conocida (y, por lo tanto, a un volumen conocido). A medida que el flujo pasa a través de la cámara, el pistón desplazador se mueve aguas abajo. Al dividir el volumen de la cámara por el tiempo que tarda el desplazador en moverse de un detector al otro, se obtiene el caudal calibrado. A continuación, este caudal se compara con la lectura del medidor de flujo sometido a prueba.
Figura 1: Probador de caudal en línea montado en campo Los probadores tienen una repetibilidad del orden del 0,02 % y pueden funcionar a una presión de hasta 3000 psig y una temperatura de hasta 165 °F/75 °C. Su rango de caudal de funcionamiento va desde tan solo 0,001 gpm hasta 20 000 gpm. Los comprobadores están disponibles para uso en banco, para montaje en camiones, remolques o en línea.
Accesorios para medidores PD
Los accesorios para medidores PD incluyen filtros, conjuntos de liberación de aire/vapor, amortiguadores de pulsaciones, sistemas de compensación de temperatura y una variedad de válvulas que permiten el corte por goteo en sistemas de dosificación. Los registros mecánicos pueden equiparse con impresoras de tickets mecánicas o electrónicas para el control de inventario y las ventas en el punto de uso. Hay disponibles ordenadores de flujo de dosificación, así como transmisores analógicos y digitales inteligentes. Los dispositivos de lectura automática de contadores (AMR) permiten la recuperación remota de las lecturas por parte del personal de la empresa de servicios públicos.
Benefits of Positive Displacement Flow Meters
Los caudalímetros de desplazamiento positivo ofrecen muchas ventajas, entre las que se incluyen:
Precisión: Una de las principales ventajas de utilizar un caudalímetro PD es el alto nivel de precisión que ofrecen, ya que la alta precisión de los componentes internos hace que las holguras entre las caras de sellado se mantengan al mínimo. Cuanto menores sean estas holguras, mayor será la precisión. Solo el fluido que es capaz de pasar por alto este sello no se cuenta, lo que se conoce como «derivación» o «deslizamiento».
Rango y repetibilidad: Otra ventaja es la capacidad del medidor de caudal para procesar una amplia gama de viscosidades, y no es raro experimentar mayores niveles de precisión al procesar fluidos de alta viscosidad, simplemente debido a la reducción de la derivación. Al considerar y comparar la precisión de los caudalímetros, es importante tener en cuenta tanto la «linealidad», es decir, la capacidad del caudalímetro para medir con precisión en toda la relación de reducción, como la «repetibilidad», es decir, la capacidad de mantener la precisión a lo largo de varios ciclos. Esta es otra área en la que destacan los caudalímetros PD, con una repetibilidad del 0,02 % y una linealidad del 0,5 % como estándar.
Fiabilidad: Si se ha seleccionado el caudalímetro adecuado para una aplicación, se puede esperar que funcione sin errores durante muchos años. Con frecuencia se envían a reparar y recalibrar medidores que han estado en funcionamiento durante 10 y, en ocasiones, 20 años de uso continuo. Esta fiabilidad se debe en gran medida al hecho de que esta misma tecnología probada se ha utilizado durante más de 60 años, lo que ha permitido centrar los principales avances en los campos de la tribología y lograr la precisión requerida a un coste razonable.
Bajo mantenimiento: El nivel de mantenimiento recomendado depende en gran medida de la aplicación. Por ejemplo, si un caudalímetro procesa un fluido que presenta propiedades lubricantes, como el aceite, el mantenimiento rutinario puede eliminarse prácticamente por completo. Sin embargo, si el fluido tiene propiedades lubricantes muy deficientes, lo mejor es consultar los requisitos de mantenimiento con su distribuidor.
Es muy poco habitual que el mantenimiento de un caudalímetro PD sea más frecuente que el de otros equipos del mismo sistema, y puede programarse para que se realice al mismo tiempo, minimizando así el tiempo de inactividad.
Limitaciones de los caudalímetros PD
Aunque los caudalímetros PD son muy robustos, su uso tiene algunas limitaciones. En primer lugar, no deben utilizarse con fluidos que contengan partículas de gran tamaño, a menos que estas puedan filtrarse antes de que el fluido entre en la cámara de medición. Tampoco son adecuados para aplicaciones en las que haya grandes bolsas de aire dentro del fluido; sin embargo, existen eliminadores de aire para estas aplicaciones.
Otro factor que hay que tener en cuenta es la caída de presión causada por el medidor de flujo PD; aunque es mínima, también debe tenerse en cuenta en los cálculos del sistema. Como se ha mencionado anteriormente, cuando se procesan fluidos con malas propiedades lubricantes, se recomienda consultar con su distribuidor; existen varias opciones de materiales disponibles para estas aplicaciones.
Tipos de caudalímetros de desplazamiento positivo
El funcionamiento de los caudalímetros de desplazamiento positivo (PD) consiste en separar los líquidos en incrementos medidos con precisión y desplazarlos. Cada segmento se cuenta mediante un registro conectado. Dado que cada incremento representa un volumen discreto, las unidades de Desplazamiento positivo son muy populares para aplicaciones de dosificación automática y contabilidad. Los medidores de flujo de desplazamiento positivo son buenos candidatos para medir los flujos de líquidos viscosos o para su uso donde se necesita un sistema de medición mecánico simple.
Medidores de flujo de desplazamiento positivo para líquidos o medidores de disco nutante
Los medidores de disco nutante son los medidores PD más comunes. Se utilizan como medidores de agua residenciales en todo el mundo. A medida que el agua fluye a través de la cámara de medición, hace que un disco se tambalee (nutate), girando un eje que hace girar un imán. Este imán está acoplado a un registro mecánico o a un transmisor de impulsos. Dado que el medidor de caudal atrapa una cantidad fija de fluido cada vez que gira el eje, la velocidad del caudal es proporcional a la velocidad de rotación del eje (Figura 2-A).
Figura 2: Diseños de caudalímetros de desplazamiento positivo Dado que debe ser no magnético, la carcasa del medidor suele estar fabricada en bronce, aunque también puede ser de plástico para aumentar la resistencia a la corrosión o reducir los costes. Las piezas en contacto con el fluido, como el disco y el eje, suelen ser de bronce, caucho, aluminio, neopreno, Buna-N o un fluoroelastómero como el FKM. Los medidores de disco nutante están diseñados para el servicio de agua y se debe verificar que los materiales con los que están fabricados sean compatibles con otros fluidos. Los medidores con discos de caucho ofrecen mayor precisión que los de discos metálicos debido a que proporcionan un mejor sellado.
Los medidores de disco nutante están disponibles en tamaños de 5/8 pulgadas a 2 pulgadas. Son adecuados para presiones de operación de 150 psig con sobrepresión hasta un máximo de 300 psig. Las unidades para agua fría tienen una temperatura limitada a 120 °F. Las unidades para agua caliente están disponibles hasta 250 °F.
Estos medidores deben cumplir con los estándares de precisión de la Asociación Americana de Obras Hidráulicas (AWWA). Se requiere que la precisión de estos medidores sea de ±2 % del caudal real. Una viscosidad más alta puede producir una mayor precisión, mientras que una viscosidad más baja y el desgaste con el tiempo reducirán la precisión. La AWWA exige que los medidores de agua residenciales se recalibren cada 10 años. Debido a los patrones de uso intermitente de los usuarios residenciales, esto corresponde a recalibrar los medidores de agua residenciales de 5/8 x 3/4 pulgadas después de que hayan medido 5 millones de galones. Sin embargo, en aplicaciones industriales, es probable que estos medidores superen este umbral mucho antes. El caudal máximo continuo de un medidor de disco nutante suele ser aproximadamente el 60-80 % del caudal máximo en servicio intermitente.
Los medidores de paletas giratorias (Figura 2-B) tienen paletas accionadas por resorte que atrapan incrementos de líquido entre el rotor montado excéntricamente y la carcasa. La rotación de las paletas mueve el incremento de caudal desde la entrada hasta la salida y la descarga. La precisión normal es de ±0,1 % de la tasa real (AR), y los medidores de mayor tamaño en servicios de mayor viscosidad pueden alcanzar una precisión de hasta el 0,05 % de la tasa.
Los medidores de paletas giratorias se utilizan habitualmente en la industria petrolera y son capaces de medir crudos cargados de sólidos a caudales de hasta 17 500 gpm. Los límites de presión y temperatura dependen de los materiales de construcción y pueden alcanzar los 350 °F y 1000 psig. Los límites de viscosidad son de 1 a 25 000 centipoises.
En el medidor de desplazamiento rotativo, un rotor central estriado funciona en relación constante con dos rotores limpiadores en un ciclo de seis fases. Sus aplicaciones y características son similares a las del medidor rotativo de paletas.
Medidores de flujo de pistón oscilante
Los medidores de flujo de pistón oscilante se utilizan normalmente en servicios de fluidos viscosos, como la medición de aceite en bancos de pruebas de motores, donde la reducción no es crítica (Figura 3). Estos medidores también se pueden utilizar en el servicio de agua residencial y pueden pasar cantidades limitadas de suciedad, como incrustaciones en los tubos y arena fina (es decir, malla -200 o -74 micras), pero no partículas de gran tamaño ni sólidos abrasivos.
Figura 3: Diseños de medidores de pistón La cámara de medición es cilíndrica y cuenta con una placa divisoria que separa su puerto de entrada de su salida. El pistón también es cilíndrico y está perforado por numerosas aberturas para permitir el flujo libre a ambos lados del pistón y el poste (Figura 2-A). El pistón está guiado por un rodillo de control dentro de la cámara de medición, y el movimiento del pistón se transfiere a un imán seguidor que se encuentra fuera de la corriente de flujo. El imán seguidor se puede utilizar para accionar un transmisor, un registrador o ambos. El movimiento del pistón es oscilatorio (no rotatorio), ya que está limitado a moverse en un solo plano. La velocidad del flujo es proporcional a la velocidad de oscilación del pistón.
Las piezas internas de este caudalímetro se pueden retirar sin desconectar el medidor de la tubería. Debido a las estrictas tolerancias requeridas para sellar el pistón y reducir el deslizamiento, estos caudalímetros requieren un mantenimiento regular. Los caudalímetros de pistón oscilante están disponibles en tamaños de 1/2 pulgada a 3 pulgadas y, por lo general, se pueden utilizar entre 100 y 150 psig. Algunas versiones industriales están homologadas para 1500 psig. Pueden medir caudales de 1 gpm a 65 gpm en servicio continuo con excursiones intermitentes de hasta 100 gpm. Los medidores están dimensionados de manera que la caída de presión sea inferior a 35 psid al caudal máximo. La precisión oscila entre ±0,5 % AR para fluidos viscosos y ±2 % AR para aplicaciones no viscosas. El límite superior de viscosidad es de 10 000 centipoises.
Los medidores de pistón alternativo son probablemente los diseños de medidores PD más antiguos. Están disponibles con múltiples pistones, pistones de doble acción o pistones rotativos. Al igual que en un motor de pistón alternativo, el fluido se aspira hacia una cámara del pistón a medida que se descarga del pistón opuesto en el medidor. Normalmente, se utiliza un cigüeñal o una corredera horizontal para controlar la apertura y el cierre de los orificios adecuados en el medidor. Estos medidores suelen ser más pequeños (disponibles en tamaños de hasta 1/10 pulgadas de diámetro) y se utilizan para medir caudales muy bajos de líquidos viscosos.
Medidores de engranajes ovales y lóbulos
El medidor PD de engranajes ovales utiliza dos engranajes de dientes finos, uno montado horizontalmente y el otro verticalmente, con los engranajes engranados en la punta del engranaje vertical y el centro del engranaje horizontal (Figura 4-A). Los dos rotores giran en sentido contrario entre sí, creando un atrapamiento en el espacio en forma de media luna entre la carcasa y el engranaje. Estos medidores pueden ser muy precisos si el deslizamiento entre la carcasa y los engranajes se mantiene pequeño. Si la viscosidad del fluido de proceso es superior a 10 centipoises y el caudal es superior al 20 % de la capacidad nominal, se puede obtener una precisión del 0,1 % AR. A caudales más bajos y con una viscosidad menor, el deslizamiento aumenta y la precisión disminuye hasta un 0,5 % AR o menos.
Figura 4: Medidores rotativos de desplazamiento positivo Las características lubricantes del fluido de proceso también afectan al rango de funcionamiento de un medidor de engranajes ovales. Con líquidos que no lubrican bien, se debe reducir la velocidad máxima del rotor para limitar el desgaste. Otra forma de limitar el desgaste es mantener la caída de presión a través del medidor por debajo de 15 psid. Por lo tanto, la caída de presión a través del medidor limita el caudal máximo permitido en servicios de alta viscosidad.
Los medidores PD de tipo lóbulo giratorio e impulsor son variaciones del medidor de flujo de engranajes ovales que no comparten su engranaje preciso. En el diseño de lóbulos rotativos, dos impulsores giran en direcciones opuestas dentro de la carcasa ovoide (Figura 4-B). A medida que giran, se atrapa un volumen fijo de líquido y se transporta hacia la salida. Dado que los engranajes de los lóbulos permanecen en una posición relativa fija, solo es necesario medir la velocidad de rotación de uno de ellos. El impulsor está acoplado a un registro o acoplado magnéticamente a un transmisor. Los medidores de lóbulos pueden suministrarse en tamaños de línea de 2 a 24 pulgadas. La capacidad de flujo es de 8-10 gpm a 18 000 gpm en los tamaños más grandes. Proporcionan una buena repetibilidad (mejor que 0,015 % AR) a altos caudales y pueden utilizarse a altas presiones de operación (hasta 1200 psig) y temperaturas (hasta 400 °F).
El medidor de engranajes lobulares está disponible en una amplia gama de materiales de construcción, desde termoplásticos hasta metales altamente resistentes a la corrosión. Los inconvenientes de este diseño incluyen una pérdida de precisión a bajos caudales. Además, el caudal máximo que puede medir este medidor es inferior al de un medidor de pistón oscilante o de disco nutante del mismo tamaño.
En el medidor de impulsor giratorio, unos engranajes muy gruesos atrapan el fluido y pasan un volumen fijo de fluido con cada rotación (Figura 4-C). Estos medidores tienen una precisión del 0,5 % de la tasa si la viscosidad del fluido de proceso es alta y constante, o varía solo dentro de un rango estrecho. Estos medidores pueden fabricarse con una variedad de metales, incluido el acero inoxidable, y plásticos resistentes a la corrosión, como el PVDF (Kynar). Estos medidores se utilizan para medir pinturas y, dado que están disponibles en diseños 3A o sanitarios, también leche, zumos y chocolate.
En estas unidades, el paso de imanes incrustados en los lóbulos de los impulsores giratorios es detectado por interruptores de proximidad (normalmente detectores de efecto Hall) montados en el exterior de la cámara de flujo. El sensor transmite una serie de impulsos a un contador o controlador de flujo. Estos medidores están disponibles en tamaños de 1/10 pulgadas a 6 pulgadas y pueden soportar presiones de hasta 3000 psig y temperaturas de hasta 400 °F.
Medidores helicoidales
El medidor helicoidal es un dispositivo de desplazamiento positivo que utiliza dos engranajes helicoidales con paso radial para atrapar continuamente el fluido del proceso a medida que fluye. El flujo obliga a los engranajes helicoidales a girar en el plano de la tubería. Se utilizan sensores ópticos o magnéticos para codificar una serie de impulsos proporcionales a la velocidad de rotación de los engranajes helicoidales. Las fuerzas requeridas para hacer girar las hélices son relativamente pequeñas y, por lo tanto, en comparación con otros medidores de desplazamiento positivo, la caída de presión es relativamente baja. La mejor precisión que se puede alcanzar es de acerca de ±0,2 % o tasa.
Figura 5: Efecto de la viscosidad en la precisión de bajo caudal Como se muestra en la figura 5, el error de medición aumenta a medida que disminuye el caudal de funcionamiento o la viscosidad del fluido de proceso. Los medidores de engranajes helicoidales pueden medir el caudal de fluidos muy viscosos (de 3 a 300 000 cP), lo que los hace ideales para fluidos extremadamente espesos, como pegamentos y polímeros muy viscosos. Dado que, al caudal máximo, la caída de presión a través del medidor no debe superar los 30 psid, el caudal nominal máximo a través del medidor se reduce a medida que aumenta la viscosidad del fluido. Si el fluido de proceso tiene buenas características lubricantes, la relación de reducción del medidor puede alcanzar hasta 100:1, pero lo más habitual son relaciones de reducción más bajas (10:1).
Bombas dosificadoras
Las bombas dosificadoras son medidores PD que también transmiten energía cinética al fluido de proceso. Existen tres diseños básicos: peristálticas, de pistón y de diafragma.
Las bombas peristálticas funcionan mediante unos dedos o una leva que aprietan sistemáticamente un tubo de plástico contra la carcasa, que también sirve para colocar el tubo. Este tipo de bomba dosificadora se utiliza en laboratorios, en diversas aplicaciones médicas, en la mayoría de los sistemas de muestreo para parámetros ambientales y también en la dispensación de soluciones de hipoclorito. El tubo puede ser de caucho de silicona o, si se desea un material más resistente a la corrosión, de PTFE.
Las bombas de pistón suministran un volumen fijo de líquido con cada carrera de «salida» y un volumen fijo entra en la cámara con cada carrera de «entrada» (Figura 6-A). Las válvulas de retención evitan que el flujo de fluido se invierta. Al igual que todas las bombas de desplazamiento positivo, las bombas de pistón generan un flujo pulsátil. Para minimizar la pulsación, se instalan múltiples pistones o depósitos amortiguadores de pulsaciones. Debido a las estrechas tolerancias del pistón y el manguito del cilindro, se debe proporcionar un mecanismo de lavado en aplicaciones abrasivas. Las bombas de pistón se dimensionan en función del desplazamiento del pistón y el caudal y la presión de descarga requeridos. Se seleccionan válvulas de retención (o, en aplicaciones críticas, válvulas de retención dobles) para proteger contra el reflujo.
Figura 6: Diseños de bombas dosificadoras Las bombas de diafragma son las bombas PD industriales más comunes (Figura 6-B). Una configuración típica consta de un solo diafragma, una cámara y válvulas de retención de succión y descarga para evitar el reflujo. El pistón puede acoplarse directamente al diafragma o puede forzar un aceite hidráulico para accionar el diafragma. La presión máxima de salida es de aproximadamente 125 psig. Las variaciones incluyen diafragmas de tipo fuelle, diafragmas dobles accionados hidráulicamente y diafragmas dobles recíprocos accionados por aire.
Caudalímetros de desplazamiento positivo de gas
Los caudalímetros de desplazamiento positivo de gas funcionan contando el número de volúmenes de gas atrapados que pasan, de manera similar a como funcionan los caudalímetros PD con líquidos. La principal diferencia es que los gases son compresibles.
Los medidores de gas de diafragma se utilizan con mayor frecuencia para medir el flujo de gas natural, especialmente en la medición del consumo de los hogares. El medidor está fabricado con piezas de aluminio fundido y diafragmas de goma con respaldo de tela. El medidor consta de cuatro cámaras: las dos cámaras de diafragma en los lados de entrada y salida y las cámaras de entrada y salida del cuerpo del medidor. El paso del gas a través del medidor crea una presión diferencial entre las dos cámaras de diafragma al comprimir la del lado de entrada y expandir la del lado de salida. Esta acción vacía y llena alternativamente las cuatro cámaras. Las válvulas deslizantes situadas en la parte superior del medidor alternan las funciones de las cámaras y sincronizan la acción de los diafragmas, además de accionar el mecanismo de manivela para el registro del medidor.
Los medidores de diafragma suelen estar calibrados para el gas natural, que tiene una gravedad específica de 0,6 (en relación con el aire). Por lo tanto, es necesario recalibrar el caudal nominal del medidor cuando se utiliza para medir otros gases. La calibración para el nuevo caudal nominal (QN) se obtiene multiplicando el caudal nominal del medidor para gas natural (QC) por la raíz cuadrada de la relación entre las densidades específicas del gas natural (0,6) y el nuevo gas (SGN):
Qn=Qc(0,6/SGn)1,5
Los medidores de diafragma suelen estar clasificados en unidades de pies cúbicos por hora y dimensionados para una caída de presión de 0,5-2 en H2O. La precisión es aproximadamente del ±1 % de la lectura en un rango de 200:1. Mantienen su precisión durante largos periodos de tiempo, lo que los convierte en una buena opción para aplicaciones de medición de ingresos minoristas. A menos que el gas esté inusualmente contaminado (gas de producción o metano reciclado procedente del compostaje o la digestión, por ejemplo), el medidor de diafragma funcionará con poco o ningún mantenimiento de forma indefinida.
Los medidores de engranajes lobulados (o medidores de impulsor lobulado, como también se les conoce) también se utilizan para el servicio de gas. La precisión en el servicio de gas es de ±1 % de la tasa en un rango de 10:1, y la caída de presión típica es de 0,1 psid. Debido a las estrechas tolerancias, se requiere filtración aguas arriba para las líneas contaminadas.
Los medidores de paletas giratorias miden el flujo de gas en los mismos rangos que los medidores de engranajes lobulados (hasta 100 000 pies cúbicos por hora), pero pueden utilizarse en un rango más amplio de 25:1. También producen una caída de presión menor, de 0,05 pulgadas de H2O, con una precisión similar y, dado que las holguras son algo más tolerantes, la filtración aguas arriba no es tan crítica.
Sistemas de desplazamiento positivo de alta precisión
Los medidores de gas de alta precisión suelen ser híbridos que combinan un medidor de desplazamiento positivo estándar y un motor que elimina la caída de presión a través del medidor. La igualación de las presiones de entrada y salida elimina los flujos de deslizamiento, las fugas y los soplidos. En las instalaciones de medidores de flujo de gas de alta precisión, se utilizan hojas de alta sensibilidad para detectar la diferencia de presión, y se utilizan transductores de desplazamiento para medir la deflexión de las hojas (Figura 7-A). Diseñado para funcionar a temperaturas ambiente y a presiones de hasta 30 psig, se afirma que este medidor proporciona una precisión del 0,25 % de la lectura en un rango de 50:1 y del 0,5 % en un rango de 100:1. La capacidad de flujo oscila entre 0,3 y 1500 scfm.
Figura 7: Los medidores PD de alta presión igualan las presiones de entrada y salida Para el servicio con líquidos, un medidor de engranajes ovales accionado por servomotor iguala la presión a través del medidor. Esto aumenta la precisión en caudales bajos y en condiciones de viscosidad variable (Figura 7- B). Este medidor de caudal utiliza un pistón muy sensible para detectar la diferencia del medidor y acciona un servomotor de velocidad variable para mantenerla cerca de cero. Se afirma que este diseño proporciona una precisión del 0,25 % en un rango de 50:1 a presiones de funcionamiento de hasta 150 psig. Los caudalímetros de alta precisión se utilizan en bancos de pruebas de motores para la medición de caudal de combustible (gasolina, diésel, alcohol, etc.).Los rangos de caudal típicos son de 0,04 a 40 gph. Por lo general, se incluyen separadores de vapor para evitar el bloqueo por vapor.