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Comparación de los métodos de medición de la concentración y la densidad

Mediciones de velocidad sónica vs. métodos alternativos

La concentración de un líquido puede determinarse utilizando diferentes métodos de medición.

Para una comparación detallada entre LiquiSonic® y otros métodos de medición alternativos, descargue el archivo a continuación.

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Measuring concentration in liquids

Measuring concentration in liquids | 5 MB

Cada uno de estos métodos de medición presenta ventajas y desventajas sobre los demás. Para averiguarlo, haga clic en los métodos de medición.

Medición de velocidad sónica

La tecnología LiquiSonic® está basada en la medición de la velocidad sónica. Con este método de medición ultrasónica, la concentración en un líquido se puede determinar con precisión y rapidez, ya que la velocidad sónica en un líquido depende de la concentración de cada componente líquido y de la temperatura.

Para determinar la velocidad sónica, se transmite una señal a través del líquido y se mide el tiempo que tarda la señal en llegar al receptor. Dado que la distancia entre el transmisor ultrasónico y el receptor es constante, se puede calcular la velocidad sónica.

Propiedades del método de medición LiquiSonic®:

  • la medición es independiente del color, la conductividad y la transparencia del fluido del proceso
  • precisión de la medición de ±0,05 m/s
  • alta precisión de medición, sin deriva, incluso con un porcentaje elevado de burbujas de gas
  • actualización de datos de medición cada 250 ms
  • instalación directamente en conductos o depósitos
  • instalación sin bypass
  • sensor de diseño robusto sin juntas ni piezas móviles
  • tecnología de medición sin mantenimiento
  • insensible a la contaminación
  • utilizable a una temperatura de –90 °C a 200 °C
  • utilizable a una presión de hasta 500 bares
  • uso de materiales especiales en sensores para líquidos corrosivos
  • medición integrada de la temperatura

Medición de densidad Coriolis

Si una corriente líquida pasa por un tubo oscilante, el cambio de fase de esta oscilación dependerá de la fuerza de Coriolis y finalmente del flujo másico de la corriente líquida.

Debido a que los caudalímetros de masa Coriolis han sido optimizados para una determinación precisa del cambio de fase, solo ofrecen un bajo rendimiento para la medición de la frecuencia de oscilación, que es necesaria para una medición precisa de la densidad. Es por eso que las mediciones de concentración y densidad únicamente permiten precisiones de ± 5 % a ± 10 % a escala completa con estos instrumentos.

Una medición de concentración con esta tecnología tiene desventajas:

  • alta sensibilidad a las burbujas de gas y sedimentos
  • en la mayoría de los casos, los instrumentos tienen una compensación de temperatura para el dispositivo, pero no para el cálculo de densidad
  • la calibración solo es posible en fábrica
  • instalación difícil, especialmente para tubos con diámetros más grandes
  • pérdida de alta presión debido a la reducción interna del diámetro del tubo

Medición de densidad de vibración/tubo en U

El densitómetro de tubo en U vibrante es un método probado y muy preciso, especialmente para aplicaciones de laboratorio.

Al utilizar este método para aplicaciones de procesamiento, estos instrumentos tendrán algunas limitaciones:

  • diámetro máximo de 10 mm, por lo que se requiere un bypass
  • sensible a los picos de presión
  • tipo de inmersión no disponible
  • alta sensibilidad a las burbujas de gas y sedimentos

Medición de conductividad

La conductividad de un líquido depende de la concentración y actividad de la conducción de iones en ese líquido.

Para la medición de la concentración, el método de la conductividad (tipo inductivo) es una tecnología de bajo coste con las siguientes limitaciones:

  • La actividad y por lo tanto la conductividad dependen en gran medida de la temperatura con hasta un 3 % por °C.
  • La medición de la conductividad se realiza a través de impurezas, suciedad, generación de complejos o capas de hidratos.
  • Debido a los parámetros físicos, el método solo es adecuado para líquidos inorgánicos y soluciones.

Medición del valor de pH

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

La tecnología de pH (peachímetro) es una variante rentable, pero presenta las siguientes desventajas:

  • es necesario el contacto directo de la membrana sensible con el proceso
  • el comportamiento de la desviación temporal requiere una calibración constante, así como accesorios de muestra expansivos y retractables
  • una alta desviación requiere una calibración constante, así como una extensa y costosa tecnología de montaje y muestreo
  • no es adecuado para rangos de medición de concentración típicos que sean superiores al 1 % en peso
  • Los sensores de pH están fabricados en vidrio. Debido a la fragilidad del material, la aplicación en algunos procesos, por ejemplo, de la industria alimentaria o farmacéutica, es muy crítica.

Refractometría

La determinación del índice de refracción (ángulo crítico del reflejo total) es un método probado de laboratorio para la determinación de la concentración o densidad utilizando varias tablas de calibración.

El índice de refracción se determinará con una ventana óptica. El uso del refractómetro conlleva diversas desventajas para aplicaciones de procesamiento:

  • El revestimiento en la superficie de la ventana genera una desviación de los valores o impide la aplicación por completo.
  • El diseño requiere una junta o junta pegada. Ambas pueden corroerse al utilizar tales instrumentos en procesos agresivos.
  • Las partes de la electrónica (línea CCD) requieren un sistema de enfriamiento Peltier. Dichos enfriadores tienen una vida útil limitada.
  • El índice de refracción depende de la longitud de onda de la fuente de luz.
  • La literatura basada en gráficos de índice de refracción o gráficos de calibración de dispositivos de laboratorio no será adecuada para la calibración de dispositivos de procesamiento.

Radiometría

Una fuente radiactiva emite su radiación sobre el material a medir. La radiación será recibida por el detector. Un centelleador convierte las radiaciones radiactivas en destellos de luz y evalúa su número. Dado que la penetración de los rayos gamma depende del material, la densidad se determina a partir de la intensidad de la radiación entrante.

1: radiómetro con escudo
2: contador de centelleo
3: distancia de medición embridable en la tubería

Hoy en día, la radiometría es sustituida por tecnologías modernas de medición, ya que el uso de un radiómetro implica requisitos reglamentarios, altos costes y un riesgo potencial:

  • la aceptación del equipo por parte de la autoridad reguladora tiende a demorarse y es costosa
  • mantenimiento continuo, como pruebas de fugas periódicas
  • formación de Oficial de Protección Radiológica
  • requisito de proporcionar información y documentación al departamento de bomberos
  • eliminación muy costosa de las fuentes de radiación en caso de cambio o devolución del equipo
  • entrega en vehículos especiales
  • alto peligro potencial de los empleados en caso de accidente