Cómo funcionan
Se denomina contador de turbina a un tipo concreto de caudalímetro giratorio. Consiste en un tramo corto de tubería en cuyo centro hay dos cojinetes soportados por arañas. Una hélice, lo suficientemente grande como para llenar la sección transversal de la tubería casi por completo, se monta de modo que pueda girar libremente sobre estos cojinetes centrales, como se muestra en las figuras 5.8 y 5.9. Las palas de la hélice están hechas de material magnético o se inserta un pequeño imán en la punta de cada pala, y su paso por un captador montado en la pared del tubo provoca la emisión de impulsos eléctricos. Si estos impulsos se pasan a un contador de impulsos, el recuento total es una indicación del volumen total que ha pasado por el contador de la turbina, y si se pasan a un analizador de frecuencia, la frecuencia es una indicación del caudal volumétrico.
Los contadores grandes giran más despacio, por lo que suelen generar menos impulsos. Si se requiere una mayor frecuencia de generación de impulsos, pueden equiparse con captadores múltiples o con un anillo de cubierta que contenga varios imanes. También se están empezando a utilizar multiplicadores de impulsos electrónicos para este fin, pero aún no se ha demostrado de forma concluyente que su precisión sea similar a la de los métodos antiguos.
La instalación de tres captadores en un medidor tiene una ventaja adicional:
su salida puede utilizarse para comprobar si se están recogiendo impulsos espurios (procedentes de interferencias eléctricas).
eléctricas). Para ello, las salidas de dos de los
impulsos se introducen, de forma aditiva, en un contador, y la salida del otro captador en un segundo contador.
en un segundo contador. Si el recuento del primer contador es el doble que el del segundo, significa que todo va bien; pero si es significativamente inferior al doble, se puede deducir que hay interferencias eléctricas.
El punto más débil de un contador de turbina sigue siendo el cojinete, aunque los materiales modernos de los cojinetes dan muchos menos problemas que los de hace unos años. El cojinete siempre tiene que soportar el peso del rotor y, en algunos contadores de turbina, también tiene que soportar parte del empuje final causado por el arrastre del líquido que fluye sobre las palas, aunque este empuje se absorbe hidrodinámicamente en los contadores de turbina mejor diseñados. En los contadores de turbina grandes, los errores derivados de la fricción de los cojinetes son relativamente insignificantes; sin embargo, en los contadores de turbina muy pequeños, la fricción de los cojinetes y los efectos geométricos pueden provocar inexactitudes considerables.
Otros parámetros de diseño que afectan al rendimiento del contador de turbina son el tamaño
del cubo, la distancia entre la punta de la pala y la pared de la tubería, y la forma, el tamaño y la separación de las palas.
El rendimiento de un contador de turbina no puede predecirse con exactitud a partir de la teoría hidrodinámica.
teoría hidrodinámica. Por consiguiente, es necesario calibrar cada uno de los turbo
turbina, de modo que la relación entre el número de impulsos emitidos y el volumen de fluido
emitidos y el volumen de fluido transportado. Esta
El resultado es una curva de calibración como la de la figura 5.10. Se dice que un contador de turbina
se dice que tiene “salida lineal” en el intervalo A-B de la figura 5. 10, donde el
volumen de líquido que pasa por el contador es casi exactamente proporcional al número de impulsos emitidos.
el número de impulsos emitidos. El contador se vuelve impreciso y no puede
utilizado para dar resultados fiables a caudales inferiores a los correspondientes al
Punto A porque a estos caudales inferiores la ficción de rodamiento se hace demasiado grande para ser tolerada. A caudales superiores a los correspondientes al punto B, el medidor se vuelve inutilizable debido a los efectos del fluido, como la excesiva resistencia hidrodinámica y la cavitación.
Para medir líquidos como la leche, existen contadores de turbina que pueden desmontarse fácilmente para su limpieza. Otro tipo especial de contador de turbina es el bidireccional, que se utiliza en tuberías donde el caudal puede invertirse en ocasiones.
Puntos a tener en cuenta al comprar
(a) El contador de turbina es un dispositivo de alta calidad destinado principalmente a aplicaciones
en las que es necesario medir con precisión el caudal y/o la cantidad total, y
especialmente para la medición de grandes cantidades de petróleo y sus derivados. ¿Se justifica en
¿justifica su aplicación la utilización de este tipo de contador bastante costoso?
(b) Examine la curva de calibración suministrada por el fabricante. ¿Es el contador
¿Es el contador lineal con una precisión de +0,25% en un intervalo adecuado de caudales?
(c) ¿Está certificado el contador como adecuado para su uso con el fluido al que está destinado y a la presión prevista?
y a la presión y temperatura previstas?
(d) ¿Tiene el contador paletas rectas o helicoidales? Los contadores de álabes rectos parecen verse menos afectados por las variaciones del perfil de velocidad, pero los de álabes helicoidales suelen verse menos afectados por las variaciones de viscosidad.
Puntos a tener en cuenta al utilizar
(a) Dado que su contador de turbina ha sido diseñado para su uso con líquidos, no sople nunca la línea en la que está instalado con aire comprimido o vapor, ya que esto probablemente provocaría un exceso de velocidad y podría causar graves daños.
(b) Si se están dosificando líquidos sucios, como petróleo crudo, es esencial proteger el contador instalando un filtro grueso o colador antes del mismo.
(c) Los cables de alimentación, motores, conmutadores, etc., producen radiación electromagnética. Éstas pueden ser captadas por el contador de impulsos, provocando una lectura excesiva. Para evitar estos errores, siga los consejos del apartado 10.9.2 y consulte también el tercer párrafo del apartado 5.3.1.
(d) Asegúrese de que hay suficiente presión en la línea para evitar la cavitación, instalando una válvula de contrapresión si es necesario. Los códigos de prácticas estándar y los manuales de los fabricantes indican las cifras necesarias. Recuerde que los hidrocarburos cavitan más fácilmente que el agua, por lo que generalmente se necesitan contrapresiones más altas con aceites y combustibles.
(e) Siga la práctica habitual en cuanto a la longitud necesaria de tubo recto aguas arriba y aguas abajo, e instale un enderezador de flujo si es necesario.
(f) Si el contador debe calibrarse in situ con un comprobador de tuberías, asegúrese de que el comprobador está conectado aguas abajo del contador, no aguas arriba.