Diferencias entre los medidores de caudal por turbina y los medidores de caudal electromagnéticos, y cómo elegir el adecuado

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1 Rendimiento del medidor de caudal por turbina 1.1 Usos y características (1) Usos. El sensor de caudal del camión mezclador de arena recibe señales de pulso eléctrico; esta información constituye la base para el medidor de caudal por turbina del mismo. Se utiliza principalmente en yacimientos de petróleo y gas para el sellado de pozos y la fracturación hidráulica; en particular, durante este proceso permite medir con precisión el caudal del líquido que contiene arena. (2) Características. Dado que se trata de un medidor de caudal especial, y para adaptarse a condiciones de trabajo extremas con vibraciones intensas y desgaste severo debido a la presencia de partículas de arena, su sensor cuenta con una estructura robusta, es resistente al desgaste y a las vibraciones, además de ser fácil de desmontar, limpiar y reparar. Además, este sensor es de pequeño tamaño y bajo peso, tiene un gran caudal, y es adecuado para su uso intermitente en lugares donde no se puede instalar de forma fija. Para resistir los terremotos y la abrasión, este sensor utiliza un material de carburo de alta dureza (compuesto por tungsteno, cromo, cobalto y carboneto de tungsteno, entre otros). Además, la turbina tiene una estructura monolítica y su espesor de las palas ha sido aumentado. 2 Estructura y principio de funcionamiento 2.1 Principio de funcionamiento El fluido a medir impacta contra las palas de la turbina, lo que hace que esta gire. La velocidad de rotación de la turbina varía según el caudal del fluido: cuanto mayor es el caudal, mayor es la velocidad de rotación de la turbina. A continuación, un dispositivo de conversión electromagnética transforma la velocidad de rotación de la turbina en pulsos eléctricos de frecuencia correspondiente. Estos pulsos son amplificados por un amplificador previo y luego enviados al instrumento de medición para su conteo y visualización. Según el número de pulsos por unidad de tiempo y el número total de pulsos, se puede calcular el caudal instantáneo y el caudal acumulado. El principio de funcionamiento del transmisor de turbina es el siguiente: cuando el fluido fluye a lo largo del eje del tubo e impacta contra las palas de la turbina, se cumple la relación Q = f·k, donde: Q es el caudal que pasa por el transmisor, en L/s; f es la frecuencia de los pulsos eléctricos; k es el coeficiente del instrumento, en pulsos/litro. La fuerza del fluido que fluye dentro de la tubería actúa sobre las palas, lo que hace que la turbina gire. Mientras la turbina gira, las palas cortan periódicamente las líneas de campo magnético generadas por el imán, lo que provoca cambios en el flujo magnético a través de las bobinas. Según el principio de inducción electromagnética, se genera en el interior de la bobina una señal de potencial pulsante. La frecuencia de esta señal pulsante es directamente proporcional al caudal del fluido que se mide. k es un parámetro importante de los transmisores de tipo turbina; representa la constante de calibración de cada transmisor. Esta constante k no es idéntica en todos los transmisores, ya que generalmente es determinada por el fabricante utilizando agua limpia a temperatura ambiente. La señal de pulso que emite el transmisor de turbina, una vez amplificada por el amplificador previo, se envía al instrumento de visualización, lo que permite medir el caudal. 2.2 Características de uso Ventajas: Los medidores de caudal por turbina presentan ventajas como alta precisión, buena repetibilidad, ausencia de desviación en el punto cero y un amplio rango de medición. Los medidores de caudal por turbina cuentan con rodamientos de alta calidad y aletas de dirección especialmente diseñadas, lo que reduce en gran medida el desgaste. No son sensibles a los picos de caudal, y pueden proporcionar mediciones fiables incluso en condiciones extremas. Desventajas: (1) La medición de mezclas gaseosas-líquidas o de fluidos con alta viscosidad genera errores significativos ； (2) Los fluidos que contienen partículas deben filtrarse con antelación para evitar que la turbina se obstruya. (3) No es práctico su montaje y desmontaje; es necesario desmontar el medidor de caudal con frecuencia. 2.3 Instalación y uso: La instalación y uso del sensor de caudal de tipo turbina en los vehículos para mezclar arena deben cumplir con las siguientes condiciones. (1) El sensor debe instalarse lo más horizontalmente posible en el punto del tubo que se va a analizar. Si es necesario instalarlo verticalmente, entonces el flujo del líquido debe pasar por el sensor de abajo hacia arriba. (2) Antes de instalar el sensor, conecte primero los cables al instrumento de medición o al osciloscopio. Una vez que esté encendido, mueva manualmente la rueda del rotor para que gire rápidamente. Si no se observa ninguna lectura en el instrumento, retire el sensor y lave la rueda del rotor con agua limpia, a fin de garantizar la precisión del caudal. Se lavó a fondo el sensor de caudal por turbina del camión mezclador de arena y se verificó que no había anomalías ni daños. 2.4 Problemas que surgen durante el proceso de construcción Durante el proceso de fracturación hidráulica, cuando se trabaja a un caudal bajo (caudal