Guia de Sensors de Cabal: Tipus i Principis de Funcionament

Sensors d'àrea variable

Rotàmetre

Es basa en el principi d'àrea variable. Consisteix en un flotador que es desplaça verticalment dins d'un tub cònic, augmentant l'àrea de pas del cabal. L'alçada que assoleix el flotador està directament relacionada amb el cabal del fluid. El flotador arriba a una posició d'equilibri quan la suma de la força exercida pel fluid i l'empenta (F) s'iguala a la força gravitatòria (el seu pes).

Sensors proporcionals a la velocitat

Sensor d'ultrasons

Aquest sensor està format per dos transductors d'ultrasons que actuen simultàniament com a emissors i receptors. El transductor 1 envia un senyal d'ultrasons al transductor 2, que el rep després d'un temps t1. Alhora, el transductor 2 envia un senyal idèntic que el transductor 1 rep després d'un temps t2. Aquests temps de viatge s'anomenen temps de trànsit. La diferència entre ells depèn de la velocitat del fluid. Quan no hi ha cabal a la canonada, la diferència de temps és zero.

Sensor de vòrtex

La introducció d'un cos no aerodinàmic en el corrent d'un fluid provoca el fenomen conegut com a carrer de vòrtexs. Quan un fluid passa a una certa velocitat, es formen i es desprenen vòrtexs de manera alterna al voltant del cos. La freqüència de generació d'aquests vòrtexs és directament proporcional a la velocitat del fluid i, per tant, al cabal.

Sensor de turbina

Les aspes d'una turbina giren a una velocitat proporcional al cabal del fluid que hi circula. Una peça magnètica situada en una de les aspes és detectada per una bobina externa (sensor pick-up) cada vegada que passa per davant, generant una sèrie de polsos. El nombre de polsos comptats en un període de temps determinat permet calcular el cabal. El seu ús està limitat per la viscositat del fluid (precisió típica: 0,3% de la mesura).

Sensors de desplaçament positiu

Aquests sensors mesuren el cabal comptant el nombre de vegades que s'omple una cambra de volum conegut i constant. Els seus components principals són:

• Cambra de mesura
• Desplaçador
• Mecanisme de registre

El moviment de les parts mòbils aprofita l'energia del mateix fluid. No obstant això, presenten desavantatges com grans pèrdues de càrrega i no són adequats per a cabals petits o fluids amb sòlids en suspensió.

Sensors de cabal màssic

Sensor tèrmic

Es basen en el principi de transferència de calor. El mesurador consta de dos sensors de temperatura i una font de calor. La font, instal·lada a l'exterior de la canonada entre les dues sondes, aporta una quantitat de calor constant.

• Fluid en repòs: Ambdues sondes registren la mateixa temperatura.
• Fluid en moviment: El fluid transporta calor cap a la segona sonda.

La diferència de temperatura resultant entre les dues sondes és proporcional al cabal màssic que circula per la canonada.

Sensor d'efecte Coriolis

Aquest sensor està format per un o dos tubs (sovint en forma d'U) ancorats pels extrems, per on circula el fluid. Dos sensors, un a l'entrada i un altre a la sortida, mesuren el desplaçament dels tubs, que es fan vibrar artificialment.

• Sense cabal: La vibració provoca un moviment d'oscil·lació simètric. Les ones mesurades a l'entrada i a la sortida estan en fase.
• Amb cabal: L'efecte Coriolis, causat pel fluid en moviment, provoca una torsió en els tubs. Això genera un desfasament entre les ones d'oscil·lació de l'entrada i la sortida.

Aquest desfasament és directament proporcional al cabal màssic que circula per la canonada.