En la práctica del monitoreo de presión diferencial, observamos que a veces es necesario procesar la salida del transmisor de presión diferencial en una señal de raíz cuadrada de 4~20 mA. Estas aplicaciones suelen darse en sistemas de medición de caudal industriales que utilizan el principio de presión diferencial, uno de los enfoques más populares para el monitoreo del caudal. Tras un breve análisis de la medición de caudal por DP, comprenderemos la función del transmisor de presión diferencial en el funcionamiento del medidor de caudal.
Los medidores de flujo desempeñan un papel vital en la monitorización del caudal de fluidos en redes de tuberías industriales complejas, ya que proporcionan lecturas de flujo puntuales y precisas, lo que contribuye a la gestión eficaz de materiales y a la seguridad operativa. El método de presión diferencial es una de las principales tecnologías de medición de flujo que incluye varios tipos de medidores de flujo. Si bien difieren en su estructura, comparten objetivos operativos similares: crear una brecha de presión para el cálculo del flujo, basado en el principio clave de...Ecuación de BernoulliLa energía total, compuesta por energía cinética y potencial, en el flujo de fluidos se mantiene constante independientemente de las condiciones. Por lo tanto, el elemento principal de estos caudalímetros DP es esencialmente un dispositivo de estrangulamiento (placa de orificio, tubo Venturi, tubo de Pitot, cono en V, etc.) que genera aceleración del flujo en una sección local, lo que provoca una caída de la presión hidrostática del fluido.
Aquí es donde entra en juego el transmisor de presión diferencial. Los elementos principales son meros dispositivos mecánicos que generan físicamente la diferencia de presión en el proceso, pero ninguno puede medir directamente el valor ni la señal de salida. Por lo tanto, necesitan un asistente que detecte la presión diferencial entre aguas arriba y aguas abajo y, en última instancia, la convierta en una señal de salida del valor de medición de caudal. Esta parece ser una tarea ideal para un transmisor de presión diferencial.
Una vez establecida la medición de la presión diferencial (PD), la pregunta es: ¿cómo se relacionan la presión diferencial y el caudal volumétrico? Según la ecuación de Bernoulli y la ecuación de continuidad, existe una relación no lineal entre la presión diferencial generada (ΔP) y el caudal real del fluido (Q):
Q=K√ΔP
Donde K representa un coeficiente específico del medidor, determinado por factores como el tipo de elemento primario y otros factores (densidad del fluido, tamaño de la tubería, etc.). La señal bruta de 4-20 mA del transmisor no es lineal con el caudal y no puede representar correctamente su tendencia. El problema se puede resolver integrando la extracción de raíz cuadrada (SRE), que calcula la raíz cuadrada del ΔP nativo, haciendo que la señal sea proporcional al caudal volumétrico.
Si el transmisor no puede ejecutar la SRE internamente, el cálculo debe ser gestionado por un computador de flujo externo o un sistema de control, lo que podría aumentar la complejidad y generar posibles errores en el enrutamiento de la señal. Por lo tanto, los transmisores DP modernos suelen incorporar la función SRE de señal en un circuito analógico y pueden generar una salida de 4 a 20 mA con raíz cuadrada. Además, los transmisores DP pueden implementar un corte de bajo caudal para mitigar la deriva del sensor, que podría verse desproporcionadamente magnificada a bajo caudal. Esta función de software fuerza la salida a 4 mA (0 % de caudal) cuando el caudal calculado cae por debajo de un umbral definido para evitar señales erráticas y la acumulación de falsos positivos.
Los sistemas de medición de caudal por presión diferencial son una de las tecnologías de control de caudal más probadas y populares. Si bien ofrecen ventajas excepcionales, también presentan limitaciones debido a su estructura y principio:
+ Diseño estandarizado, tecnología bien establecida
+ Estructura robusta y duradera, sin partes móviles.
+ Precisión y estabilidad mejoradas
- Pérdida de presión permanente
- Relación de reducción estrecha
- Sensible a los cambios en la densidad del fluido y otros factores.
Seleccionar el caudalímetro adecuado es vital para la eficiencia y precisión de la medición del caudal de fluidos. Al considerar exhaustivamente los factores operativos, los usuarios pueden tomar decisiones informadas que se ajusten a las necesidades específicas.Shanghái WangyuanNos dedicamos a la fabricación y el servicio de instrumentación de medición y control durante más de 20 años, incluyendo todo tipo de caudalímetros, transmisores de presión diferencial y otros accesorios para la medición de caudal. Si tiene alguna pregunta o requisito, no dude en contactarnos.
Hora de publicación: 25 de agosto de 2025