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En este artículo presentaremos los principios básicos de los caudalímetros electromagnéticos de 6 pulgadas y su aplicación en la industria del suministro de agua. A partir de la experiencia práctica en la Asociación de Suministro de Agua, se realizó un análisis detallado sobre la instalación, uso y mantenimiento de los caudalímetros electromagnéticos de 6 pulgadas.
Caudalímetro magnético de 6" con diámetro interior de 6 pulgadas (150 mm).
El caudalímetro electromagnético de 6" se refiere a un equipo con diámetro interior de 6 pulgadas (150 mm) en la tubería. Este medidor electromagnético de gran diámetro (6 pulgadas) se emplea frecuentemente para medir aguas residuales, agua cruda, agua potable, agua de pozo, agua de mar y otros líquidos conductivos.
En los últimos años, con la mejora continua de la tecnología de automatización en la industria del suministro de agua en China y los requisitos para la medición de la liquidación comercial, los caudalímetros electromagnéticos de 6 pulgadas se han utilizado y promovido cada vez más, especialmente en la industria del suministro de agua, donde gozan de un amplio reconocimiento.
El medidor magnético de 6 pulgadas se utiliza ampliamente en la industria del agua.
Según la ley de inducción electromagnética de Faraday, cuando un líquido conductor corta las líneas de campo magnético en un campo magnético, se genera un potencial inducido en el conductor, como se muestra en la figura. La magnitud del potencial inducido es proporcional a factores como la intensidad de la inducción magnética y la fuerza del fluido que corta las líneas de campo magnético.
Figura 1 Diagrama esquemático de la generación de potencial inducido
El potencial viene dado por la siguiente ecuación.
E=K*B*V*D
En la fórmula:
E - Voltaje inducido
K - Constante del instrumento
B-Intensidad de inducción magnética
Velocidad media de flujo V
D-Medición del diámetro interior del tubo
Cuando un fluido circula a través de un campo magnético perpendicular a la dirección del flujo, el movimiento del líquido conductor induce un voltaje proporcional a su velocidad media o al caudal volumétrico. Siempre que el agua medida presente la conductividad mínima requerida, la señal de voltaje inducida es captada por dos electrodos en contacto directo con el líquido, transmitida al amplificador mediante cable y posteriormente convertida en una señal de salida estandarizada.
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① Los resultados de medición del sensor de flujo magnético DN150 son independientes de parámetros físicos como presión, temperatura y conductividad del líquido. Esto garantiza alta precisión y funcionamiento confiable del medidor de flujo inductivo magnético de 6 pulgadas.
El caudalímetro magnético de 6 pulgadas ofrece un funcionamiento fiable y consistente.
2. El tubo de medición de 6 pulgadas está libre de obstrucciones, por lo que no genera pérdida de presión adicional ni caída de carga durante la medición del agua.
Diseño de paso completo del sensor de flujo magnético de 6”.
Gracias a que el diámetro interior del sensor coincide exactamente con el diámetro interior de la tubería y no hay nada que obstruya el paso del flujo, el diseño de paso total garantiza que el fluido pase libremente con el mismo diámetro, sin que nada lo ralentice ni cree turbulencias, lo que resulta en una pérdida de presión nula y sin riesgo de acumulación u obstrucción.
③ Solo la tubería y el electrodo entran en contacto con el líquido medido. Por ello, al seleccionar correctamente el material del electrodo, se satisfacen los requisitos de resistencia a la corrosión y al desgaste. El sensor de flujo magnético de 6 pulgadas se distingue por su extensa vida útil y mínimos requisitos de mantenimiento.
④ El caudalímetro electromagnético inductivo de 6" puede medir el caudal de fluidos en ambos sentidos, directo e inverso.
Medición de caudal bidireccional con caudalímetro electromagnético DN150.
⑤ La señal de salida es muy flexible. Los transmisores de flujo electromagnéticos de 6 pulgadas ofrecen salida en pulso, corriente, frecuencia, entre otras opciones.
① La tubería aguas arriba del caudalímetro electromagnético de 6 pulgadas debe contar con un tramo recto de al menos 5 veces su diámetro, mientras que la tubería aguas abajo requiere un tramo recto de al menos 3 veces su diámetro. Si las condiciones del sitio lo permiten, es recomendable extender la longitud del tramo recto previo al caudalímetro a más de 10 veces su diámetro.
② En la instalación de sensores de flujo magnéticos de 6 pulgadas, el anillo de puesta a tierra del sensor debe estar conectado a tierra de forma fiable, y la resistencia de puesta a tierra no debe exceder los 10 Ω.
③ Al seleccionar el entorno de uso, evite interferencias electromagnéticas externas, especialmente las provocadas por campos electromagnéticos de frecuencia de red.
④ En situaciones donde las válvulas, especialmente las de mariposa o las curvas en ángulo recto, se instalan fuera de la distancia frontal en la tubería aguas arriba del caudalímetro DN150 y afectan seriamente las características del flujo, lo mejor es instalar rectificadores en una tubería recta con un diámetro de 5 a 10 veces el diámetro aguas arriba del caudalímetro para lograr un flujo de agua estable y mejorar la precisión de la medición.
Instalación de un caudalímetro magnético de 6 pulgadas
La figura 2 muestra el diagrama esquemático del proceso de tratamiento de agua utilizado habitualmente por varias empresas de agua regionales en Shanghái.
Basándose en su principio de medición y características técnicas, el caudalímetro electromagnético de 6 pulgadas se ha consolidado como un equipo ampliamente adoptado en la industria del suministro de agua. Desde la introducción del primer caudalímetro electromagnético en China, el uso de medidores magnéticos DN150mm ha crecido exponencialmente. Los caudalímetros magnéticos de 6 pulgadas se emplean principalmente en la medición comercial de agua bruta en plantas potabilizadoras, dosificación de alumbre, medición del volumen de agua de retrolavado, medición en tuberías individuales de salas de bombeo de salida, medición de caudal en plantas de tratamiento y medición comercial en tuberías principales de distribución industrial. Asimismo, se utilizan para la medición comercial del suministro de agua entre empresas de servicios regionales.
Medición de diferentes tipos de agua con caudalímetro electromagnético industrial de 6 pulgadas.
Debido a la baja corrosividad y abrasión del agua de calidad, se utilizan generalmente revestimientos de caucho y electrodos de acero inoxidable para cumplir con los requisitos de medición. En cambio, para agua bruta se emplean electrodos rascadores, y para medición con alumbre, electrodos de platino.
El caudalímetro magnético de 6 pulgadas se entrega calibrado de fábrica. No obstante, una vez instalado, las condiciones ambientales, las propiedades del fluido y posibles fallas por daños en componentes hacen necesaria una calibración de campo antes de la puesta en marcha inicial o después de períodos prolongados de operación.
Debido a la instalación del sensor de flujo de 6 pulgadas del caudalímetro electromagnético en la tubería de suministro de agua, resulta difícil retirarlo y enviarlo al laboratorio para su inspección. Actualmente, en el ámbito de la medición de flujo, no existen regulaciones ni documentos normativos para la inspección en línea de caudalímetros de gran diámetro en condiciones in situ, ni a nivel nacional ni local. Para garantizar la precisión y fiabilidad de los caudalímetros electromagnéticos durante la instalación inicial, la reparación de averías y el uso a largo plazo sin afectar el suministro diario de agua potable, nuestra empresa formuló el "Reglamento de Inspección de Caudalímetros Electromagnéticos" en 1995 como parte de nuestros estándares internos de gestión de mediciones. Tras varios años de inspección in situ, experiencia práctica y mejora continua, nuestra empresa superó la revisión de gestión de calidad ISO 9002 en 1998 y se ha promovido y aplicado en las plantas de agua cruda de la ciudad y de diversas empresas regionales.
Funcionamiento fiable del caudalímetro magnético de 6 pulgadas.
① La prueba de aislamiento de seguridad de la bobina de excitación del caudalímetro electromagnético debe ser superior a 20 M Ω.
② La prueba de resistencia del cobre de la bobina de excitación del caudalímetro electromagnético debe ser la misma que el valor original de fábrica (cuando la temperatura ambiente es la misma).
③ Compruebe la resistencia de tierra del electrodo del sensor del caudalímetro electromagnético. Si el valor de la resistencia está entre 2 y 20 kΩ y se observan fenómenos de carga y descarga, y la resistencia de ambos electrodos es similar, se considera que funciona correctamente.
④ Verifique la corriente de excitación del convertidor del caudalímetro electromagnético y compare el valor de salida con la corriente original del convertidor. El error no debe exceder ± 0,25 mA.
⑤ Verifique la salida analógica y la salida de frecuencia del convertidor del caudalímetro electromagnético, observe sus variaciones lineales y calcule el error lineal máximo, el cual no debe superar ± 0,5 %.
⑥ En caudalímetros electromagnéticos con diámetro superior a DN1200 mm, debe probarse la etapa de empuje NB y el error de corriente no debe superar ±2 mA.
La inspección en línea de caudalímetros electromagnéticos DN150 permite detectar rápida y precisamente fallas o riesgos ocultos en estos equipos. Esto proporciona una base confiable y garantiza mediciones correctas, lo cual facilita una mejor gestión y aprovechamiento de los caudalímetros electromagnéticos en el futuro.
Los caudalímetros electromagnéticos de 6 pulgadas destacan por su alta estabilidad y rara vez presentan fallos de funcionamiento. Sin embargo, los cambios en las condiciones ambientales o las limitaciones durante la instalación pueden ocasionar ciertos problemas o fallos que deben resolverse o prevenirse. Estos se manifiestan principalmente en las siguientes situaciones:
① No se han cumplido las condiciones de instalación de los caudalímetros. Los caudalímetros electromagnéticos de 6 pulgadas requieren tramos rectos de tubería considerables, lo cual puede lograrse sin problema en plantas de tratamiento de agua de nueva construcción. Sin embargo, en retrofits o instalaciones en plantas antiguas, estas condiciones se vuelven prácticamente restrictivas, afectando la estabilidad de la medición. La solución consiste en instalar rectificadores de flujo para mejorar el perfil de velocidades.
② El caudal de agua que se está midiendo es demasiado bajo, lo que afecta la precisión de la medición. En particular, para los caudalímetros instalados en los límites de algunas áreas, el rango de caudal de un caudalímetro magnético de 6 pulgadas es de 30 a 600 m³/h. Si el caudal es demasiado bajo, esto se debe a la pequeña diferencia de presión al final de la red de tuberías de la compañía regional. La solución es abrir las válvulas a ambos lados del límite tanto como sea posible.
③ Se ha detectado gas en el agua de la tubería DN 150, lo que provoca fluctuaciones significativas en las mediciones y afecta a la estabilidad. La solución consiste en localizar la fuente del gas y eliminarla, y, si es necesario, instalar válvulas de escape en la tubería.
④ La superficie del electrodo sensor del caudalímetro de agua de 6 pulgadas instalado en la tubería de agua bruta está contaminada por sedimentos, lo que afecta a la medición. La solución consiste en utilizar electrodos tipo rascador y limpiarlos y mantenerlos periódicamente.
⑤ Los rayos dañaron el convertidor del caudalímetro magnético de 6 pulgadas, imposibilitando su medición. La solución consiste en instalar pararrayos en la entrada de señal, la entrada de corriente de excitación y la alimentación del convertidor.
⑥ La acumulación de objetos extraños en la tubería de entrada del medidor magnético de 6 pulgadas provoca un cambio repentino en las características del flujo del agua medida, lo que afecta la precisión de la medición y genera errores significativos. La solución consiste en eliminar de inmediato los objetos extraños acumulados en la tubería.
En resumen, la alta precisión de medición, la buena estabilidad y la amplia aplicabilidad de los caudalímetros electromagnéticos de 6 pulgadas brindan sólidas garantías técnicas para que las plantas de tratamiento de agua logren un control automatizado y una medición transparente, desempeñando un papel fundamental. En el futuro, con la mejora continua de la tecnología, las aplicaciones y la rentabilidad, los caudalímetros electromagnéticos de 6 pulgadas se utilizarán cada vez más en la industria del suministro de agua.
