capitulo 3 carranza

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Capítulo 3 SENSORES 3.1 SENSORES DE PRESIÓN La presión es la fuerza ejercida por un medio, sobre una unidad de área. Pascal (Pa) [N/m 2 ]. Usualmente estos instrumentos registran una diferencia de presiones tomando como referencia a la atmosférica, y se le denomina "presión manométrica". La presión es igualada a la unidad de fuerza ejercida por una columna de fluido, tales como el mercurio y el agua. Esto es idéntico a la unidad de fuerza ofrecida en una columna de mercurio de 760 mm de altura sobre su base, por lo tanto es común referirse a la "presión atmosférica estándar" como 760 mm Hg . Una presión manométrica negativa es llamada "vacío". En adición a las unidades de presión conocidas tenemos el micrón [] (1 =10 -6 mm Hg = 9.871 Pa).

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Captulo 3 SENSORES3.1 SENSORES DE PRESINLa presin es la fuerza ejercida por un medio, sobre una unidad de rea. Pascal (Pa) [N/m2]. Usualmente estos instrumentos registran una diferencia de presiones tomando como referencia a la atmosfrica, y se le denomina "presin manomtrica".

La presin es igualada a la unidad de fuerza ejercida por una columna de fluido, tales como el mercurio y el agua. Esto es idntico a la unidad de fuerza ofrecida en una columna de mercurio de 760 mm de altura sobre su base, por lo tanto es comn referirse a la "presin atmosfrica estndar" como 760 mmHg.Una presin manomtrica negativa es llamada "vaco". En adicin a las unidades de presin conocidas tenemos el micrn [] (1 =10-6mmHg = 9.871 Pa).

3.1.1 Clasificacin de los medidores de Presin3.1.1.1 Segn la Naturaleza de la medida:De presin atmosfrica(Barmetros)De presin relativa(Manmetros)De presin diferencial(Manmetro diferenciales)De presin baja(Micromanmetros)De presin al vaco(Vacumetros)3.1.1.2 Segn el principio de funcionamiento:Gravitacionales(columna lquida)Elsticos(deformacin de materiales)Micromanmetros(pticos, columna lquida, etc)Transductores(conversin a seal elctrica)

3.1.2 Instrumentos para medir Presin3.1.2.1 GravitacionalesManmetros donde el equilibrio de fuerzas hidrostticas, se tiene: P1a - P2a = .g.h. donde: P1a , P2a : Presiones absolutas aplicadas [Pa] : Densidad del fluido[Kg/m3]g : Gravedad [m/ s2]h :Altura [m] Figura 3.2aCuando la presin absoluta aplicada P2a es "cero", y P1a es la presin atmosfrica, se obtiene la lectura del barmetro.Manmetro tubo en "U"Las presiones aplicadas a ambos extremos de la "U" y el fluido del manmetro es desplazado hasta obtener la fuerza de equilibrio hidrosttico. Las densidades manomtrica(m) y del fluido (1). P1a P2a = (m - 1) g hdonde: P1a , P2a :Presiones absolutas [Pa]m :Densidad del manmetro [Kg/ m3] 1 :Densidad del fluido [Kg/ m3]g :Gravedad [m/ s2]h : Altura [m] Figura 3.2b

b) Manmetro InclinadoPara obtener la ampliacin del desplazamiento de la columna liquida, se puede inclinar uno ambos brazos, o emplear combinaciones de lquidos. P1a P2a = (m - 1) g h. sendonde: P1a , P2a :Presiones absolutas [Pa]m :Densidad del manmetro [`Kg/ m3]1 :Densidad del fluido [Kg/ m3]g :Gravedad [m/ s2]h: Altura [m]: Angulo de inclinacin Figura 3.2c. 3.1.2.2 Dispositivos ElsticosLos elementos elsticos operan bajo el principio de la deflexin o deformacin, balanceando la presin con las fuerzas elsticas.En estos dispositivos la presin acta sobre tubos elsticos, membranas, resortes, fuelles metlicos, etc. combinaciones de ellos, los cuales acusan desplazamiento transmitidos a un indicador sobre una escala graduada.La gama de presin es bastante amplia y va desde el vaco a 1000 MPA o ms. Por su pequeo tamao y su robustez de construccin, son los ms usados en la industria.

Manmetro de tubo "Bourdn"Consta de un tubo de seccin elptica enrollado como un arco circular de cierto radio, usualmente menor de 360. Al aplicarse la presin al tubo, este tiende a desenrollarse y el movimiento es transmitido a una aguja indicadora por algn sistema de cremallera pin. Figura 3.3

Manmetro de DiafragmaEn este caso el dispositivo elstico es una membrana metlica ondulada fijada dentro de la caja del manmetro, y la deformacin originada por la presin se transmite al indicador por algn mecanismo de palanca o cremallera pin.Figura 3.4

Manmetro de Fuelle MetlicoEs un dispositivo parecido al funcionamiento de un acorden, con un fuelle metlico dispuesto fijamente en la caja y el movimiento es transmitido a un mecanismo de cremallera.Figura 3.53.1.2.3 MicromanmetrosExisten diferentes dispositivos para medir bajas presiones como el McLeod, Betz, Piran, etc.Micromanmetro de BetzEs de principio gravitacional, tipo diferencial en U, con columna lquida de agua destilada. Usa como dispositivo indicador un flotador con regla graduada transparente (vidrio), a la cual se le adiciona un sistema ptico de ampliacin y proyeccin (lentes) hacia una pantalla (con el vernier) para hacer la lectura.Figura 3.6

3.1.2.4 TransductoresEl transductor es un dispositivo para transformar una variacin fsica en una seal elctrica, en una relacin conocida con la primera, a fin de procesar y transmitir a distancia (para propsitos de registro control).Los Transductores de presin transforman las deformaciones fsicas en seal elctrica, y son apropiadas a cualquier rango, para las lecturas se pueden interconectar con indicadores simples, o registradores especiales.Segn su principio se pueden tener transductores de: Resistencia, Potencimetros, Capacidad, Piezo-elctricos, De bandas, Induccin, etc

a. Elementos ElectromecnicosLos elementos electromecnicos de presin utilizan una membrana elstica combinada a un transductor elctrico generando la seal elctrica.

Transductores ResistivosSon los transductores elctricos que consisten en un elemento elstico (tubo Bourdn o Diafragma) variando la resistencia hmica de un potencimetro en funcin de la presin. En la figura 3.8 se puede ver un transductor resistivo el cual consta de un muelle de referencia, un elemento de presin y un potencimetro de precisin. El elemento elstico es el corazn del transductor y a su deformacin al comprimirse debe ser nicamente una funcin de la presin e independiente de la temperatura, de la aceleracin y de otros factores ambientales externos.El movimiento del elemento de presin se transmite a un brazo mvil aislado apoyado sobre el potencimetro de precisin el cual esta conectado a un circuito de puente de Wheatstone.El intervalo de medida de estos transmisores: 0-300 kg./cm2Figura 3.8

Transductores Magnticos de PresinExisten dos grupos segn el funcionamiento: Transductores de inductancia variable y transductores de reluctancia variable.Figura 3.9Transductores de inductancia variableConsiste en el desplazamiento de un ncleo mvil dentro de una bobina al aumentar la inductancia en forma casi proporcional al ncleo contenido dentro de la bobina.Los transductores de inductancia variable tienen las siguientes ventajas: no producen rozamiento en la medicin, tienen una respuesta lineal, son pequeos y de construccin robusta y no precisan ajustes crticos en el montaje. Su precisin es del orden de +/- 1%. El grfico siguiente muestra el funcionamiento del transductor. Figura 3.10

Transductores de Reluctancia VariableConsisten en un imn permanente o un electroimn el cual crea un campo magntico dentro del cual se mueve una armadura de material magntico.El movimiento de la armadura es pequeo sin contacto alguno de las partes fijas, por lo cual no existe rozamiento eliminndose la histresis mecnica tpico de otros instrumentos. Los transductores de reluctancia variable presentan una alta sensibilidad a las vibraciones, una estabilidad media en el tiempo y son sensibles a la temperatura. Su precisin es del orden de 5%. Figura 3.11Transductores CapacitivosSe basan en la variacin de capacidad producida en un condensador al desplazarse una de las placas por la aplicacin de presin como indica la figura 3.12. La placa mvil tiene forma de diafragma y se encuentra dividida entre dos placas fijas, de este modo se tiene dos condensadores, uno de capacidad fija o referencia y otro de capacidad variable, pudiendo compararse en circuitos oscilantes o bien en circuitos de puente de Wheatstone alimentados por corriente alterna.Los transductores capacitivos se caracterizan por su pequeo tamao y su construccin robusta, tienen un pequeo desplazamiento volumtrico y son adecuados para medidas estticas y dinmicas. Su seal de salida es dbil necesitando de amplificadores con el riesgo de introducir errores en la medicin. Figura 3.12

ExtensmetrosSe basan en la variacin de longitud y de dimetro, y por lo tanto de resistencia, teniendo lugar cuando un hilo de resistencia se encuentra sometido a una tensin mecnica por la accin de una presin.Existen dos tipos de extensmetros: los cementados figura 3.13(a) formado por varios lazos de hilo muy fino pegados a una hoja base de cermica, papel o plstico, y los sin cementar, figura 3.13(b), donde los hilos de resistencia descansan entre un armazn y otro mvil bajo una ligera tensin inicial.

(a) Cementada (b) sin cementarFigura 3.13

Transductores PiezoelctricosSon materiales cristalinos deformandose fsicamente por la accin de una presin, generando una seal elctrica, los materiales tpicos son el cuarzo y el titanato de bario, capaces de soportar temperaturas del orden de 150C en servicio continuo y de 230C en servicio intermitente. Son elementos ligeros, de pequeo tamao y de construccin robusta. Su seal de respuesta a una variacin de presin es lineal y son adecuados para medidas dinmicas, al ser capaces de dar respuestas frecuenciales de hasta un milln de ciclos por segundo. Tienen la desventaja de ser sensibles a los cambios de temperatura y precisan ajustes de impedancia en caso de fuerte choque. Asimismo su seal de salida es relativamente dbil necesitando de amplificadores y acondicionadores de seal pudiendo introducir errores en la medicin.

Figura 3.14

SENSORES DE NIVELLos sensores de nivel de lquidos pueden trabajar en base a lecturas directas tales como la sonda, cinta y plomada, instrumentos con flotador, nivel de cristal, o en base a medidas indirectas o inductivas como los de membrana y de presin; tambin se pueden utilizar las caractersticas conductivas de los lquidos para realizar mediciones, entonces se tendrn los capacitivos, los conductivos, los resistivos, de radiacin, y otros.El nivel (h) es a menudo usado para inferir volumen(V), a travs del rea superficial (A) del recipiente.V = h x A

Figura 3.16.- Representacin del VolumenEl nivel (h) puede tambin ser usado para calcular la masa (m), a partir de la definicin de la densidad ().m = V x Cuando se realicen las mediciones se deber tener cuidado con ciertas condiciones de operacin pudiendo afectar a los sensores.

3.2.1 Tipos de Sensores de Nivel Los servidores de nivel pueden variar segn:3.2.1.1 La caracterstica de medicinSensores de medida directaInstrumentos basados en la Presin HidrostticaInstrumentos basados en el desplazamientoInstrumentos basados en la emisin de rayos GammaSensores de ionizacin QumicaTransductores Conductor - ElectrolticoTransductores Potencial Electroltico3.2.1.2 El tipo de material sensadoSensores de nivel para lquidosSensores de nivel para slidos3.2.1.3 El tipo de medicinSensores de punto fijoSensores de nivel Continuo3.2.2 Funcionamiento3.2.2.1 Sensores de medida directa

a. El Medidor de SondaEl medidor de sonda consiste en una varilla o regla graduada de longitud conveniente para introducirla en el depsito. La determinacin del nivel se efecta por lectura directa de la longitud mojada por el lquido. Otro sistema parecido es el medidor de cinta graduada y plomada siendo usada cuando la regla graduada tenga un difcil acceso al fondo del tanque.Figura 3.17a.- Indicador de Nivel en Bypass

b. Medidor de Nivel de Tubo de vidrioEl nivel de cristal consiste en un tubo de vidrio con sus extremos conectados a bloques metlicos y cerrados con prensaestopas unidas al tanque por tres vlvulas, 2 de cierre de seguridad en los extremos para impedir el escape de lquidos en caso de rotura del cristal y una de purga.Se emplea para presiones hasta 7 bares; a presiones mas elevadas el cristal es grueso, de seccin rectangular y esta protegido por una armadura metlica. Figura 3.17b.- Nivel de Cristal

c. Sensores de FlotadorEstos instrumentos tienen un flotador para experimentar la fuerza de la gravedad y la fuerza opositora del liquido.Un sistema flotante simple usa un brazo rgido indicando el nivel del lquido a travs de ngulo el cual puede ser medido por un transductor de posicin (potencimetro) Figura 3.18

Para objetos flotantes verticales presenta un error debido a los cables suspensores y para minimizarlo se utilizan flotadores de mayor rea de la seccin transversal.Figura 3.19.- Sensores de Flotador

3.2.2.2 Instrumentos basados en la Presin

HidrostticaMedidor Manomtrico

Figura 3.20 .- Sensor de Flotador Ferromagntico

El manmetro mide la presin debida a la altura de lquido (h) existente entre el nivel del tanque y el eje del instrumento.

Figura 3.21.- Medidor Manomtrico

Figura 3.21c.- Sensores de Presin Manomtricosb. Medidor de Tipo BurbujeoEmplea un tubo sumergido en el lquido haciendo burbujear aire mediante un rotmetro con un regulador de caudal. La presin del aire en la tubera equivale a la presin hidrosttica ejercida por la columna de lquido, es decir el nivel. El manmetro puede colocarse hasta distancias de 200m.Figura 3.17

a) Tanque abierto b) Tanque cerrado

3.2.2.3 Instrumentos basados en el DesplazamientoConsisten en un flotador parcialmente sumergido en el lquido y conectado mediante un brazo a un tubo de torsin unido rgidamente al tanque. El tubo de torsin se caracteriza fundamentalmente porque el ngulo de rotacin de su extremo libre es directamente proporcional a la fuerza aplicada, es decir el momento ejercido por el flotador segn el Principio de Arqumedes, sufre un empuje(E) hacia arriba.E= g . S . Hg : peso especfico del lquidoS : seccin del flotadorH : altura sumergida del flotadorFigura 3.23

3.2.2.4 Sensores basados en caractersticas elctricasa. Medidor de Nivel Conductivo o ResistivoConsiste en uno o varios electrodos y un rel elctrico o electrnico el cual vara cuando el lquido moja dichos electrodos. La impedancia mnima es del orden de los 20 MW/cm y la tensin de alimentacin es alterna para evitar la oxidacin debido a la electrlisis; cuando el lquido moja los electrodos se cierra el circuito electrnico y circula una corriente segura del orden de los 2mA, el rel electrnico dispone de un sistema de retardo impidiendo su enclavamiento ante una onda del nivel del lquido o ante cualquier perturbacin momentnea. El instrumento se emplea como una alarma de control de nivel de alta o baja. Figura 3.24c.- Medidor de Nivel Conductivo

b. El Medidor CapacitivoMide la capacidad del condensador formado por el electrodo sumergido en el lquido y las paredes del tanque. La capacidad del conjunto depende linealmente del nivel, en fluidos no conductores, se emplea un electrodo normal y la capacidad total del sistema se compone del fluido y de las conexiones superiores.En Lquidos conductores el electrodo esta aislado usualmente con tefln interviniendo las capacidades adicionales entre el material aislante y el electrodo.El circuito electrnico siguiente alimenta el electrodo a una frecuencia elevada, lo cual disminuye la reactancia capacitiva del conjunto y permite aliviar en parte el recubrimiento del electrodo por el producto.Figura 3.25

3.2.2.5 Instrumentos basados en sistemas de ultrasonidoSe basa en la emisin de un impulso ultrasnico a una superficie reflectante y el retorno del eco a un receptor. El retardo en la captacin del eco depende del nivel del tanque.Los sensores trabajan a una frecuencia de unos 20 KHz. Estas ondas atraviesan con cierto amortiguamiento o reflexin el medio ambiente de gases o vapores y se reflejan en la superficie del lquido.figura 3.2.6

En las aplicaciones de alarma los sensores vibran a una frecuencia de resonancia determinada amortigundose cuando el lquido los moja.En el caso de indicacin continua, la fuente ultrasnica genera impulsos detectados por el receptor una vez transcurrido el tiempo correspondiente de ida y vuelta de la onda de la superficie del lquido.

Figura 3.27.- Sensores Ultrasnicos de Presin

3.2.2.6 Sistema basado en la emisin de rayos gammaConsiste en un emisor de rayos gamma montado verticalmente en un lado del tanque y con un contador Geiger transformando la radiacin gamma recibida en una seal elctrica de corriente continua. Este sistema se emplea; en tanques de acceso difcil o peligroso.

Figura 3.28.- Medidor de nivel Radioactivo

3.2.2.7 Sensores de nivel de slidosSe pueden distinguir: los de puntos fijos y los de medida continua.a. Detectores de Nivel de Punto FijoLos sensores de nivel de punto fijo ms empleados son: el diafragma, el cono suspendido, la varilla flexible, el medidor conductivo, las paletas rotativas y los ultrasonidosLos sensores de nivel por punto fijo tienen como aplicacin tpica mantener el nivel de slido entre dos puntos mnimo y mximo, en cada uno de los cuales hay un detector.Cuando el material descienda ms abajo del detector inferior, este pone en marcha automticamente la maquinaria de alimentacin del producto, llenndose el tanque hasta alcanzar el detector ubicado en el nivel alto, instante en el cual se detiene el llenado del tanque. El ciclo se repite continuamente

Figura 3.29Detector de DiafragmaConsiste en accionar un interruptor automticamente cuando entra en contacto con una membrana. El material del diafragma puede ser tela, goma, neopreno o fibra de vidrioEsta tcnica tiene como ventajas su bajo costo y tambin puede emplearse en tanques cerrados, sometidos a baja presin. Su desventaja es no permitir materiales granulares de tamaos superiores a unos 80mm de dimetro. Tiene una precisin de +/- 50 mm. Figura 3.30Cono SuspendidoEl cono suspendido, acciona un interruptor cuando el nivel del slido lo alcanza, puede usarse como nivel de alta o de baja. Es un dispositivo barato, pero se usa slo en tanques abiertos y se debe tener cuidado del material al ser descargado sobre el tanque para no daarlo. Sus usos tpicos son en carbn, grano y caliza. Figura 3.31

Varilla FlexibleConsiste en una varilla de acero conectada a un diafragma de latn donde est contenido el interruptor. El material, al entrar en contacto con la varilla lo acciona. Este dispositivo slo se usa como detector de nivel de alta y se emplea en tanques abiertos. Para evitar falsas alarmas por vibracin o cada del material, se suele incorporar un retardo al dispositivo, es usado en materiales como el carbn y tiene una precisin de +/- 25 mm. Figura 3.32Paletas RotativasConsiste en un motor sncrono en cuyo eje vertical, tiene acoplados paletas; cuando el nivel de los slidos llega hasta trabarse, entonces el soporte del motor trata de girar en sentido contrario, accionando a dos interruptores, uno como indicador de nivel y otro desconecta el motor, cuando el nivel baja, y las paletas quedan libres para girar, el motor vuelve ha funcionar y a hacer girar las paletas hasta la subida del nivel de slidos nuevamente.El eje de las paletas puede ser flexible o rgido, para adaptarse as a las diversas condiciones de trabajo dentro del silo, incluso puede hacerse este dispositivo para soportar presiones (bajas) y a prueba de explosiones.Tienen una precisin de +/- 25 mm y pueden trabajar con materiales de muy diversas densidades.

Figura 3.33b. Detectores de nivel continuoLos ms empleados son: el de peso mvil, el de bscula, el capacitivo, el de presin diferencial, el de ultrasonidos y el de radiacin.Medidores de nivel de peso mvilConsiste en sostener un peso mvil con un cable desde la parte superior de un silo, mediante poleas; el motor y el programador situados al exterior establecen un ciclo de trabajo del peso, como se ve en la figura 3.3.4, cuando el material alcanza al peso, se activa el motor y lo sube, y luego lo baja hasta chocar este con el material nuevamente, repitindose el ciclo. Figura 3.34.

Medidores de nivel de bsculaConsiste en pesar toda la tolva, con material, determinando el nivel del material indirectamente, a travs del peso.El sistema es caro, en caso de grandes tolvas, puede trabajar a altas presiones y temperaturas, su precisin llega a +/- 1% de error. Figura 3.35.

Medidor de nivel de ultrasonidosEsta tcnica tambin puede usarse como medidor de nivel por puntos donde se dispone un emisor y un receptor de ultrasonido, en forma horizontal como muestra la figura, cuando el receptor deja de recibir el ultrasonido, se debe a la interferencia del material entre el emisor y el receptor, activndose la alarma indicadora de nivel.La manera de usar el ultrasonido para una medida de nivel continuo es disponer el emisor y el receptor verticalmente, enviando una onda hacia el material el cual rebota en l, llegando hasta el receptor; el tiempo de retardo depende de la altura del material.El sensor es adecuado para sistemas con mucho polvo, humedad, humos o vibraciones; si la superficie de nivel no es regular puede dar medidas errneas. Tiene una precisin de +/- 1 y es construido a prueba de explosiones. Figura 3.37

Medidor de Nivel de RadiacinTrabaja de manera similar al caso de los lquidos, se dispone el emisor y receptor de rayos gamma como se muestra en la figura 3.38, el nivel de los slidos queda determinado por el grado de radiacin recibido, en relacin con el emitido. Siendo proporcional a la cantidad de material interpuesto entre emisor y receptor.El instrumento puede trabajar a temperaturas de hasta 1300 C y presiones de hasta 130 kg/cm2. Admite control neumtico o electrnico, aunque es de costo elevado y debe ser calibrado para cada tanque. Solo se puede usar en materiales a quienes no afecte la radiactividad. Su precisin es de +/-1% y su campo de medida es de 0.5 m por cada fuente. Figura 3.38

3.3 SENSORES DE FLUJOEl flujo nos dice cuan rpido se esta moviendo un fluido. Puede ser expresado de tres maneras: flujo volumtrico, flujo msico y velocidad de fluido. El flujo volumtrico (Q ) indica el volumen de un fluido pasando por un punto en una unidad de tiempo m3/s . Flujo msico (Qm ) esta dado en unidades de masa en una unidad de tiempo kg/s. La velocidad del fluido (Qv) es expresada en m/s. Estas tres cantidades estn relacionadas:Q= flujo volumtricoQm= flujo msico = Q *Qv = velocidad de fluido = Q/ADonde, es la densidad de fluido y A es el rea de la seccin transversal.La diversidad de propiedades de los distintos materiales hace necesario una seleccin del tipo de transductor a utilizar. En general los transductores de flujo estn divididos en dos grupos el primero introduce una obstruccin y utiliza la energa de fluidos para poder medirlo a travs de la presin diferencial tales como: el orificio, el ventur, los tubos de pitot, las turbinas, las paletas y los rotmetros; el segundo denominados no intrusivos incluyen las tcnicas electromagnticas y de ultrasonido.3.3.1 Placa OrificioEs el ms simple de los medidores por presin diferencial. Se coloca una placa con un orificio en la lnea de fluido, la cada de presin originada por el instrumento es medida con un transductor de presin diferencial.La ecuacin de Bernoulli es fundamental en la mecnica de fluidos, estableciendo la relacin de la energa cintica y la energa potencial entre dos puntos del flujo de un fluido no compresible, aqu obteniendose la relacin entre el flujo y la cada de presin a travs del orificio. Figura 3.39

____ Q=k P2-P1donde :

Q = flujoK= constante dada por la geometra del orificio y la unidad de medidaP2= presin del lado de entradaP1= presin del lado de salidaLa placa orificio tiene grandes ventajas. Es simple de disear, construir, instalar y mantener, puede ser usado en la mayora de fluidos sin partculas en suspensin.

3.3.2 VenturEn lugar de una abrupta obstruccin en la lnea de fluido, el dimetro del tubo es suavemente disminuido. La relacin entre el flujo y la presin diferencial es la misma de la placa de orificio. Como no hay una cada repentina hay menor tendencia a la obstruccin de la lnea. Sin embargo la presin en el lado de salida es muy cercana a la presin del lado de entrada, por lo tanto el error en la medicin es mayor en el ventur en comparacin a la placa orificio. El ventur es ms costoso y requiere mayor espacio en la lnea.Figura 3.40

3.3.3 Vortex Uno de los medidores de flujo mas usados en la industria y la investigacin es el VORTEX.3.3.3.1 Principio de funcionamientoCuando el flujo de un fluido gaseoso esta cerca de los cantos del sensor los efectos relativos a la viscosidad producen vrtices y perturbaciones; la frecuencia shedding (f) esta dada por la siguiente formula:f = St * v/ddonde:v: velocidad del fluidod: dimetro de entrada del vortexSt: "numero de Strouhal", este es un parmetro significativo para la medicin de flujo en el VORTEX.Esta frecuencia de Shedding (f) es directamente proporcional a la velocidad del fluido y no es afectada por los cambios en la densidad y/o viscosidad. Si la constante de Strouhal (St) para un VORTEX dado es conocida la velocidad del flujo puede ser medida por medio de la frecuencia shedding del VORTEX.Este instrumento tiene un sensor piezoelctrico puesto dentro del VORTEX y fuera de la turbulencia, cuando los vrtices estn chocando producen un derrame hacia arriba, la direccin de la perturbacin altera la frecuencia del VORTEX (figura 3.41).Direccin de las Perturbaciones

3.3.3.2 Caractersticas Principales:Se puede usar en lquidos, gases o vapores. Posee partes no movibles.Los contactos del sensor no estn expuestos al proceso del fluido.Posee un error aproximado de 0.3 % de la velocidad.Seal anlogica de salida estndar de 4-20 mA.Presenta compensamiento ante posibles vibraciones en el proceso.Se presenta en componentes integrados o de control remoto.Salida de voltaje pulsante para integrar el sistema en una estrategia de control.

Figura 3.42.- Medidor de Flujo VORTEX3.3.4 Sensor Magntico de Flujo 3.3.4.1 Principio de operacinEl principio de operacin del flujmetro est basado en la ley de Faraday, en la cual el estado del voltaje inducido a travs de todo conductor se mueve en ngulo recto respecto a un campo magntico siendo proporcional a la velocidad de ese conductor.E = V*B*DDonde:E : Voltaje generado en conductorV : Velocidad del conductorB : Campo MagnticoD : Dimetro del conductorEste sensor debe ser utilizado en fluidos conductores nomenoresde 3 mOhm.

Figura 3.43.- Sensor Magntico de Flujo 3.3.5 Sensores de Flujo Ultrasnicos (Efecto Doppler)El principio de operacin hace uso del desplazamiento en frecuencia (efecto Doppler) de una seal ultrasnica reflejada por partculas suspendidas(25 ppm) o burbujas de gas (