Resumen de las aplicaciones de los medidores de caudal de masa Emerson Micromotion

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　1 Introducción Con el rápido desarrollo de la tecnología industrial, también hay cada vez más instrumentos para la medición de caudales. Sus principios de funcionamiento y características varían según el caso. Los requisitos técnicos a los que se enfrentan los instrumentos de medición de caudal son cada vez más elevados, y las condiciones de operación también se vuelven más complejas. La mayoría de los medidores de caudal actualmente en uso presentan valores de medición que varían según parámetros como la presión, la temperatura y la densidad. Por lo tanto, cuando las condiciones reales de operación difieren de las condiciones previstas en el diseño, los instrumentos de medición generan errores adicionales. Por su parte, el medidor de caudal de masa Micromotion mide directamente el caudal de masa durante el proceso de medición, sin verse afectado por los cambios en las propiedades del medio, lo que explica su amplio uso. En el segundo sistema de poliamida se utilizaron 8 medidores de caudal de masa Micromotion; sus números de identificación son FT-3102, FT-3107, FT-5101, FT-5102, FT-5206, FT-5501, FT-5513 y FT-6201. Para el pentaeritritol se utilizaron 7 caudalímetros de masa Micromotion, cuyos números de identificación son FT-1026, FT-6575, FT-1004, FT-1003, FT-1002, FT-1001 y FT-3029. 　　Principio de funcionamiento del medidor de caudal por masa Micromotion: http://nfs.gongkong.com/Upload/editor/201610/20161024100040761_w.png. El medidor de caudal por masa Micromotion cuenta con sensores de las series E, D, T, F y R, dependiendo de la aplicación para la cual se vaya a utilizar. Estos sensores pueden combinarse con transmisores como el 1700, 2700 y RFT9739, lo que permite satisfacer las diversas necesidades de los usuarios. El modelo 1700 es un transmisor de variable única, mientras que el modelo 2700 es un transmisor de variables múltiples. La principal diferencia está en la salida: el 1700 solo puede enviar el caudal masivo para que se muestre en el instrumento secundario. Y el 2700 puede enviar el caudal de masa, la densidad y la frecuencia a un instrumento secundario para que se muestren. Los usuarios pueden elegir según sus necesidades de proceso. 　　El medidor de caudal de masa Micromotion está compuesto por tres partes: un sensor, un transmisor y una pantalla. Las bobinas de excitación hacen que el tubo de medición vibre. Cuando el fluido en movimiento pasa por este tubo, se genera una fuerza de Coriolis. Bajo la acción de esta fuerza, el tubo de medición se deforma. Las bobinas de detección situadas a los lados del tubo convierten las señales de deformación en señales eléctricas, las cuales son enviadas al transmisor para su posterior procesamiento. http://nfs.gongkong.com/Upload/editor/201610/20161024100019370_w.png　Imagen (1): Diagrama de principio del medidor de caudal por micromovimiento. La función del transmisor es transformar las señales de bajo nivel o señales binarias provenientes de los sensores, amplificarlas y generar señales estándar en el rango de 4–20 mA, que son proporcionales al caudal y a la densidad. También puede generar señales de frecuencia/pulso o señales digitales. Si el transmisor y el sensor están separados, es necesario conectarlos con un cable especial, y la distancia entre ellos no debe superar los 300 metros, para evitar que la señal se atenúe e interfiera durante su transmisión a larga distancia. 　　Los monitores u otros dispositivos terminales reciben las señales provenientes de los transmisores; por lo general, muestran en formato digital el caudal instantáneo del fluido medido, el caudal acumulado, el caudal masivo, la densidad, la temperatura y otras señales relacionadas. 　　Ventajas del medidor de caudal por masa 3 Micromotion: (1) Puede medir directamente el caudal por masa, sin verse afectado por factores como la temperatura, la presión, la viscosidad y la densidad. La precisión de medición del instrumento puede alcanzar el 0,1%–0,2%. 　　(2) No hay componentes mecánicos móviles; aunque el tubo de detección vibra, su amplitud es muy pequeña, por lo que la fricción no afecta los resultados de la medición. 　　(3) Tiene un amplio rango de aplicaciones: además de medir medios comunes, también puede medir fluidos de alta viscosidad y pulpas, así como gases. 　　(4) La relación de rango ajustable es amplia; puede llegar hasta 1:100. (5) No es sensible a la distribución de la velocidad del fluido, no se ve afectada por las condiciones de flujo laminar o turbulento. No se requieren tramos de tubería rectos antes o después de instalar el instrumento. 　　(6) Al medir el caudal, también es posible obtener una señal de la densidad del medio. Para medir la densidad en tiempo real del fluido, no es necesario realizar muestreos periódicos mediante otras técnicas. 　　(7) Se pueden medir fluidos bidireccionales. 　　Desventajas del medidor de caudal por masa Micromotion: (1) La inestabilidad del punto cero del sensor provoca una deriva en dicho punto, lo que afecta la precisión del instrumento. Por esta razón, muchos modelos de estos dispositivos deben dividir el error total en un error básico y una medida de la inestabilidad del punto cero. 　　(2) Los sensores no pueden utilizarse para medir medios de baja densidad y gases a baja presión ； Un contenido de gas en el líquido que supere un cierto límite (que varía según el modelo) afectará significativamente los valores de medición. 　　(3) Los sensores son bastante sensibles a las vibraciones externas. Para evitar que estas afecten al funcionamiento del sensor, la mayoría de los modelos requieren un montaje muy firme para garantizar su correcto funcionamiento. 　　(4) No puede utilizarse en tuberías de mayor diámetro; por el momento, su uso está limitado a diámetros inferiores a 150 (200) mm. 　　(5) El desgaste, la corrosión o la formación de incrustaciones en la pared interna del tubo de medición pueden afectar la precisión de las mediciones, especialmente en los sensores de tubos de pared delgada. 　　4 Consideraciones para la instalación del medidor de caudal masivo Micromotion: (1) El medidor de caudal masivo realiza las mediciones a través de las vibraciones del sensor. Para evitar interferencias externas, el lugar donde se instale el instrumento no debe tener fuentes de vibración significativas, y deben tomarse medidas de refuerzo para estabilizar las tuberías cercanas al instrumento. 　　(2) El caudalímetro de masa necesita utilizar un campo magnético de excitación para funcionar; por lo tanto, no puede instalarse cerca de equipos que generen campos magnéticos intensos, como transformadores grandes, motores o bombas. Se debe mantener una distancia de al menos 0,6 a 1,0 m entre él y dichos equipos, a fin de evitar interferencias. 　　(3) Al conectar el sensor del caudalímetro de masa con las tuberías, no debe haber ninguna tensión (principalmente torsión). Es fundamental instalar el sensor sin que haya tensiones, tanto en sus conexiones con los componentes como con las tuberías mismas. Se debe prestar especial atención a reducir la tensión en los conectores de los procesos; al alinear correctamente las tuberías de proceso con las bridas, se puede disminuir la tensión manteniendo una alineación coaxial. Las válvulas o bombas que se encuentran en las tuberías de proceso, cerca del sensor, necesitan tener su propio soporte; no se puede utilizar la placa de montaje del sensor ni los componentes de conexión del proceso para sostener las bombas o válvulas. 　　(4) Cuando los sensores se utilizan en serie dentro de una tubería, es necesario fijarlos con abrazaderas para que las vibraciones del tubo interno de un sensor no se transmitan al otro sensor a través de la tubería. 　　(5) Es preferible instalar los medidores de caudal de tubo recto en posición vertical. De esta manera, cuando el instrumento no se utiliza, es posible vaciar los tubos de medición y así evitar la formación de incrustaciones. Si se instalan horizontalmente, es necesario que los dos tubos de medición estén al mismo nivel. 　　(6) Cuando el medidor de caudal de tubos curvos se instala en posición horizontal, si se utiliza para medir líquidos, su carcasa debe orientarse hacia abajo, a fin de evitar que se acumule gas dentro del tubo de medición. Si se utiliza para medir gases, la carcasa también debe orientarse hacia abajo, para evitar que se acumule condensado en el tubo de medición. 　　(7) Para evitar cualquier flujo durante el ajuste a cero, se instalan válvulas de cierre antes y después del sensor, con el fin de garantizar que no haya fugas. La válvula de control debe instalarse aguas abajo del sensor, de modo que este mantenga una presión estática lo más alta posible, para evitar la formación de cavitación y el destilado espontáneo. 　　Configuración de los parámetros del transmisor: Se utiliza HART275 o HART375 para configurar los parámetros del transmisor. Durante la configuración, es necesario introducir correctamente en el transmisor, a través del dispositivo de control HART, los coeficientes de calibración relacionados con el caudal y la densidad que se encuentran en la placa identificativa del sensor, así como los valores de K1, K2, D1, D2, entre otros. Configure los parámetros como el rango de medición, las unidades de los parámetros, la cantidad de señal de baja amplitud que se debe eliminar, los coeficientes del instrumento, etc. El menú de configuración es el siguiente: 6. Teniendo en cuenta cómo se utilizan estos medidores en las empresas, los medidores de caudal de calidad Micro Motion se caracterizan por su alta precisión en la medición, su fiabilidad y la necesidad reducida de mantenimiento. No obstante, con el uso a largo plazo, es inevitable que surjan algunos problemas. Los métodos más comunes para detectar las fallas que pueden ocurrir son los siguientes: 6.1 Verificar si los conectores de los sensores, del procesador principal y del transmisor de caudal están bien fijados y seguros, y si los cables de tierra funcionan correctamente. ¿Está la fuente de alimentación en buen estado? Existen dos tipos de alimentación: 24VDC y 220VAC. La mayor parte de nuestros equipos funciona con alimentación de 24VDC, mientras que el pentaeritritol FT6575 funciona con alimentación de 220VAC. 　　6.2 Verificación de la configuración de parámetros del transmisor de caudal. Factores del medidor: estos factores incluyen el factor de caudal por masa, el factor de caudal por volumen y el factor de caudal por densidad. Los valores predeterminados al salir de fábrica son “1”. Por lo general, no es necesario modificarlos durante su uso. Si se desea realizar correcciones de presión, podemos hacerlo calculando la presión en las condiciones reales de uso en comparación con la presión de calibración en fábrica. La última vez, el FT-1001 para pentaeritritol no lograba mostrar el caudal de masa. La causa que se identificó fue que el coeficiente de caudal de masa era “0”. Al cambiar ese coeficiente a “1”, el dispositivo volvió a funcionar correctamente. 　　Coeficiente de calibración del caudal: El coeficiente de calibración del caudal debe ser el mismo que el indicado en la placa identificativa del sensor o en el certificado de calibración emitido por un organismo oficial de metrología, a fin de garantizar una medición precisa del caudal. Tenga en cuenta que los coeficientes de calibración del caudal entre los diferentes modelos de sensores difieren mucho. 　　Coeficiente de densidad: El coeficiente de densidad debe ser el mismo que el indicado en la placa identificativa del sensor, a fin de garantizar que el transmisor de caudal muestre una densidad precisa. 　　Rango: Configurar correctamente el rango de caudal del transmisor de caudal, según las condiciones reales de uso en el proceso. 　　Corte de caudal: En general, el parámetro de corte de caudal debería ser del 0,05% del caudal máximo del sensor. Si el parámetro de corte de caudal, equivalente al 0,05% del caudal máximo del sensor, resulta poco práctico, se puede introducir un parámetro de corte de caudal más alto o más bajo. Se puede suprimir la deriva en cero estableciendo los parámetros de corte de caudal del medidor de caudal y realizando su calibración. 　　Si la inspección revela que el transmisor de caudal por masa está dañado, al reemplazarlo por uno nuevo no es necesario volver a configurar los parámetros, ya que todos los datos de configuración se almacenan en el procesador central del sensor. 　　6.3 Puesta a cero del medidor de caudal: Antes de que el medidor de flujo masivo comience a funcionar normalmente, si no se realiza la operación de puesta a cero, esto puede causar errores innecesarios en el medidor. Antes de proceder con los pasos para calibrar el medidor de caudal, es necesario instalar correctamente el sensor, alimentar eléctricamente al transmisor de caudal y dejar que este se caliente durante al menos 30 minutos. Además, se debe permitir que el fluido a medir pase por el sensor, hasta que la temperatura indicada por el sensor sea prácticamente igual a la temperatura del fluido en cuestión. Se debe llenar por completo el tubo de medición del sensor con el fluido a medir, en las condiciones normales de operación (como temperatura, densidad y presión, etc.). Para ello, primero se cierra la válvula de cierre situada aguas abajo del sensor, y luego se cierra la válvula de cierre situada aguas arriba del mismo. De esta manera, se asegura que el fluido dentro del sensor quede completamente inmóvil. Cuando se realiza el ajuste a cero del medidor de caudal, el paso de fluido a través del sensor puede hacer que dicho ajuste no sea preciso, lo cual afecta la exactitud de las mediciones realizadas por el medidor de caudal masivo. Si el calibrado del caudalímetro de masa falla, es necesario eliminar factores irrazonables como el tubo de medición del sensor que no está completamente lleno o el fluido que no está completamente en reposo, y luego realizar el calibrado nuevamente. 　　La formación de incrustaciones o depósitos en la superficie interna del tubo de medición también puede afectar la precisión de las mediciones; por lo tanto, es necesario limpiarlo periódicamente. 　　6 Conclusión
Los medidores de caudal de calidad Emerson Micromotion se caracterizan por su alta precisión, su buen rendimiento estable, su bajo requerimiento de mantenimiento y su larga vida útil. Es importante comprender bien su principio de funcionamiento y sus características. Además, es necesario acumular experiencia en el mantenimiento a partir de los problemas que surgen durante el uso cotidiano. También es importante realizar reparaciones periódicas para eliminar la suciedad presente dentro de los sensores de caudal, con el fin de garantizar un funcionamiento adecuado durante el proceso de producción. Solo una instalación correcta y un uso y mantenimiento adecuados pueden garantizar una buena precisión en la medición del caudal, proporcionando datos precisos para el control automático industrial y las transacciones comerciales.