Comparación de métodos de medición para concentración y densidad

Cada uno de estos métodos de medición tiene ventajas y desventajas en comparación con los demás. Haga clic en el método de medición correspondiente.

Medición de la velocidad del sonido

La tecnología LiquiSonic^® se basa en la medición de la velocidad del sonido. Este método de medición ultrasónica permite determinar de manera precisa y rápida la concentración en un líquido, ya que la velocidad del sonido en un líquido depende de la concentración de los componentes individuales y de la temperatura.

Para determinar la velocidad del sonido, se envía un impulso de sonido a través del líquido y se mide el tiempo hasta que el impulso alcanza el receptor. Dado que la distancia entre el emisor y el receptor ultrasónicos es constante por diseño, se puede calcular la velocidad del sonido.

Características del LiquiSonic^® método de medición:

• La medición es independiente del color, la conductividad y la transparencia del líquido de proceso
• Precisión de medición de ±0,05 m/s
• alta precisión de medición sin desviación incluso con un alto contenido de burbujas de gas
• Tasa de actualización de medición de 250 ms
• Instalación directa en tuberías o tanques
• Instalación sin bypass
• Construcción de sensor robusta sin juntas ni partes móviles
• Tecnología de medición sin mantenimiento
• insensible a la contaminación
• Temperatura de operación de –90 °C a 200 °C
• Presión de operación de hasta 500 bar
• Uso de materiales especiales en líquidos químicamente agresivos
• Medición de temperatura integrada

Medición de densidad Coriolis

El desplazamiento de fase de un tubo oscilante atravesado está relacionado con el flujo de masa del líquido que lo atraviesa a través de la fuerza de Coriolis. Varios fabricantes de medidores de flujo másico Coriolis promueven la idoneidad de sus dispositivos para determinar la densidad.

Sin embargo, los medidores de flujo Coriolis están optimizados estructuralmente para detectar el desplazamiento de fase del sistema oscilante, mientras que la medición de la densidad requiere una medición precisa de la frecuencia de oscilación. Por lo tanto, la precisión alcanzable en la mayoría de los casos es peor que ± 5 % a ± 10 % del rango de medición.

Por lo tanto, la medición de densidad y concentración solo es posible de manera limitada y está asociada con muchas desventajas:

• alta sensibilidad a burbujas de gas y sedimentos
• Realización de una compensación de temperatura del dispositivo, pero no del cálculo de densidad
• solo es posible la calibración de densidad en fábrica
• alto esfuerzo de instalación para diámetros nominales mayores
• reducción interna del diámetro nominal, por lo tanto, alta caída de presión y sensibilidad a la contaminación

Medición de densidad por oscilador de flexión

El principio del oscilador de flexión es un método probado en laboratorio para medir la densidad y utiliza la dependencia de la frecuencia de oscilación de un tubo atravesado por la densidad del líquido que lo atraviesa.

Sin embargo, en aplicaciones de proceso, este método encuentra las siguientes limitaciones:

• solo se puede utilizar en bypass, el diámetro nominal máximo suele ser de 10 mm
• el oscilador de flexión es sensible a la presión y a los golpes de presión
• no es posible realizar sensores de inmersión
• alta sensibilidad a burbujas de gas y sedimentos

Medición de conductividad

La conductividad de un líquido depende de la concentración y actividad de los iones conductores eléctricos en ese líquido.

Por lo tanto, la medición de conductividad (inductiva) es un método económico para medir la concentración, pero presenta las siguientes desventajas:

• La actividad y, por lo tanto, la conductividad de los iones dependen en gran medida de la temperatura (hasta un 3 % por °C).
• La actividad se ve fuertemente afectada por contaminaciones, formación de complejos, envolturas de hidratación, etc.
• El método, por principio, solo se puede utilizar en tareas de medición en líquidos inorgánicos.

Medición del valor de pH

La determinación del valor de pH es un método adoptado del laboratorio para la determinación indirecta de la concentración o densidad.

Sin embargo, la ventaja del bajo precio de los sensores utilizados se enfrenta a una serie de desventajas:

• es necesario el contacto directo de la membrana con el proceso
• el alto desvío requiere un esfuerzo de calibración continuo, así como tecnología de válvulas y muestreo costosa y compleja
• no se puede utilizar en rangos de medición de concentración típicos mayores al 1 % m
• Los sensores de pH están hechos de vidrio; debido a su fragilidad, su uso en ciertas industrias es crítico (alimentos, farmacéutica)

Refractometría

La determinación del ángulo crítico de reflexión total (índice de refracción) es un método adoptado del laboratorio para determinar la concentración o densidad a través de curvas de calibración.

El índice de refracción se determina en la ventana óptica. Esto resulta en una serie de desventajas para los dispositivos de proceso (refractómetros):

• Los depósitos en la ventana generan una deriva en los valores de medición o impiden la medición.
• Las ventanas ópticas requieren un sello o adhesivo que puede ser atacado por líquidos de proceso corrosivos.
• Partes de la electrónica (línea CCD) requieren refrigeración Peltier, lo que resulta en una vida útil limitada.
• El índice de refracción depende de la longitud de onda de la luz.
• Los valores del índice de refracción de la literatura o de un refractómetro manual o de laboratorio no pueden aplicarse a dispositivos de proceso.

Radiometría

Un preparado radiactivo emite su radiación sobre el material a medir, que es recibido por el detector. Un centelleador convierte las radiaciones radiactivas en destellos de luz y evalúa su número. Dado que la penetración de las radiaciones gamma depende de la materia, la densidad se determina a partir de la intensidad de las radiaciones entrantes.

1: Emisor con blindaje
2: Contador de centelleo
3: Tramo de medición de sujeción en la tubería

La radiometría se reemplaza hoy en día por métodos de medición modernos, ya que el uso de una medición radiométrica está asociado con un alto esfuerzo, requisitos regulatorios, costos y potencial de peligro:

• aceptación costosa y laboriosa de los dispositivos por TÜV / asociación profesional
• mantenimiento continuo, por ejemplo, pruebas de estanqueidad regulares
• formación de oficiales de protección radiológica
• obligación de informar y documentar ante el cuerpo de bomberos
• eliminación muy costosa de las fuentes de radiación en caso de intercambio o devolución de los dispositivos
• entrega en vehículos especiales
• alto potencial de peligro para los empleados en caso de accidentes