Amplio rango de medición con una relación de ajuste excepcional
El caudalímetro de vórtice giratorio Jade Ant ofrece un rendimiento líder en el sector relación de reducción de 30:1, lo que supera con creces la capacidad típica de 10:1 de los contadores de gas tradicionales. Esta excepcional capacidad de medición en un amplio rango permite que un solo contador mida con precisión caudales que van desde muy bajos hasta muy altos, sin necesidad de utilizar contadores de distintos tamaños ni de realizar instalaciones en paralelo.
Ventajas prácticas:
- Tener en cuenta la variabilidad del proceso: Gestiona los cambios estacionales en la demanda, los procesos por lotes y las condiciones de puesta en marcha y parada con un único contador
- Reducir las necesidades de existencias: Se necesitan menos tamaños de contadores para cubrir todo el rango de caudal
- Simplificar el diseño del sistema: Elimine las complejas configuraciones de contadores en paralelo gracias a las válvulas de conmutación automática
- Mantener la precisión durante la reducción de caudal: A diferencia de las placas de orificio, que pierden precisión a caudales bajos, el vórtice giratorio de Jade Ant mantiene una precisión de ±1,01 TP3T desde el caudal mínimo hasta el máximo.
Ejemplo: Un medidor de vórtice de remolino DN100 (4 pulgadas) con un caudal máximo de 1.500 m³/h puede medir con precisión caudales a partir de 50 m³/h, cubriendo las variaciones típicas del consumo de gas natural, desde el consumo básico nocturno hasta la demanda máxima diurna, sin sacrificar la precisión.
El amplio rango de medición también ofrece preparación para el futuro En instalaciones en las que el consumo de gas puede aumentar con el tiempo, el mismo contador sigue funcionando con precisión a medida que crece la demanda, lo que evita costosas sustituciones.
Sin piezas móviles: funcionamiento sin necesidad de mantenimiento
A diferencia de los contadores de turbina, los contadores rotativos o los contadores de diafragma, que contienen componentes mecánicos sujetos a desgaste, el caudalímetro de vórtice de remolino Jade Ant cuenta con sin ninguna pieza móvil en absoluto. El principio de medición se basa íntegramente en la dinámica de fluidos: el gas que fluye a través de álabes en espiral mecanizados con precisión crea un vórtice giratorio cuya frecuencia de precesión es detectada por sensores piezoeléctricos fijos.
Ventajas de la longevidad:
- Sin desgaste de los rodamientos: Elimina el principal modo de fallo de los contadores de turbina
- Sin desviaciones de calibración debidas al desgaste: El desgaste mecánico de las piezas móviles provoca cambios graduales en la calibración; la geometría de los vórtices en espiral se mantiene constante
- Mayor vida útil: Las instalaciones sobre el terreno demuestran un funcionamiento fiable para Más de 15 años sin necesidad de recalibración
- Menor coste de mantenimiento: No es necesario lubricar los cojinetes, sustituir el rotor ni renovar el diafragma de forma periódica
- Sin interrupciones en el servicio: No es necesario realizar paradas periódicas para sustituir componentes
Análisis de ahorro de costes: A lo largo de un ciclo de vida de 10 años, un contador de turbina típico requiere:
- Sustitución de rodamientos cada 2-3 años: $2.000-3.000 por intervención
- Recalibración o verificación anual: $1.500-2.500 al año
- Coste total de mantenimiento: $20 000-30 000
Medidor de vórtice giratorio Jade Ant durante el mismo periodo:
- Sin mantenimiento de los rodamientos: $0
- Calibración de verificación (opcional): $2.000 cada 5 años = $4.000 en total
- Ahorro total: $16 000-26 000 por metro
En el caso de las grandes instalaciones con docenas de contadores de gas, el funcionamiento sin necesidad de mantenimiento se traduce en un ahorro de cientos de miles de dólares en los costes a lo largo del ciclo de vida.
Sensibilidad superior a los caudales bajos
El principio del vórtice giratorio ofrece una sensibilidad excepcional a los caudales bajos, permitiendo detectar caudales tan bajos como Velocidad del gas de 0,5 m/s sin dejar de garantizar la precisión de la medición. Esta capacidad para caudales bajos ofrece ventajas fundamentales:
Detección de fugas: En las redes de distribución de gas natural, las fugas en las tuberías suelen manifestarse como caudales bajos y persistentes durante los periodos en los que el consumo debería ser nulo. La sensibilidad del medidor de vórtice giratorio Jade Ant permite detectar:
- Pequeñas fugas continuas (de tan solo 1-2% del fondo de escala)
- Tomas o desviaciones no autorizadas
- Fugas en los asientos de válvulas en sistemas supuestamente cerrados
Medición del caudal piloto: Muchos procesos de combustión requieren una medición precisa de pequeños caudales de piloto:
- Gas de la llama piloto del quemador (normalmente entre 1 y 51 TP3T del caudal de la llama principal)
- Gas de purga para los sistemas de seguridad
- Aire de servicio para válvulas de control e instrumentos neumáticos
Monitorización de referencia nocturna y durante el fin de semana: En el caso de las instalaciones industriales, la medición del consumo de referencia nocturno pone de manifiesto el despilfarro:
- Equipos que se dejan en funcionamiento sin necesidad
- Fugas e ineficiencias en los procesos
- Oportunidades para la gestión de la demanda
La combinación de un amplio rango de medición (30:1) y la detección de caudales mínimos muy bajos da como resultado un contador que, literalmente, “lo ve todo”, desde la fuga más pequeña hasta los picos de demanda, lo que ofrece una visión completa de los patrones de consumo de gas.
Compensación integrada de temperatura y presión
La densidad del gas varía considerablemente con los cambios de temperatura y presión. Sin una compensación adecuada, las mediciones de caudal volumétrico pueden introducir errores sustanciales en la determinación del caudal másico y en la facturación. Los caudalímetros de vórtice giratorio Jade Ant cuentan con sensores de temperatura y presión integrados de fábrica que supervisan continuamente las condiciones del proceso y compensan automáticamente los cambios de densidad.
Capacidades en materia de remuneración:
Medición de la temperatura:
- Sensor RTD PT100 o PT1000 integrado (precisión de clase A)
- Rango de temperatura: de -20 °C a +350 °C
- Tiempo de respuesta: <10 segundos hasta alcanzar el equilibrio térmico
- Ubicación: directamente en la corriente de flujo para obtener una medición precisa de la temperatura del gas
Medición de la presión:
- Transmisor de presión piezorresistivo o capacitivo integrado
- Rangos de presión: de 0-0,6 MPa a 0-6,3 MPa (seleccionables in situ)
- Precisión: ±0,51 TP3T de la escala completa
- Medición de presión absoluta o relativa
Cálculos automáticos: El microprocesador inteligente utiliza los valores medidos de temperatura y presión para:
- Calcula la densidad real del gas utilizando la ley de los gases ideales o ecuaciones corregidas por la compresibilidad.
- Convertir el caudal volumétrico real a caudal volumétrico estándar (en condiciones de referencia, normalmente 0 °C/101,325 kPa o 15 °C/101,325 kPa)
- Calcular caudal másico (kg/h, lb/h) para el control de procesos
- Suma la masa y el volumen estándar para una facturación precisa
Repercusión en la precisión: Sin compensación, una red de gas natural que sufra:
- Rango de temperatura: de 5 °C a 35 °C
- Variación de presión: de 0,3 MPa a 0,8 MPa
Se observarían cambios en la densidad de ±40% o más, lo que hace que la medición volumétrica sin compensación resulte prácticamente inútil para aplicaciones de transferencia de custodia o facturación.
Gracias al sistema de remuneración integrado de Jade Ant, La precisión del caudal másico compensado sigue siendo de ±1,51 TP3T en todo el rango de variaciones de temperatura y presión, lo que garantiza una medición fiable y precisa en todas las condiciones de funcionamiento.
Cumplimiento normativo: La compensación integrada de T&P garantiza el cumplimiento de:
- Normas ISO 5167 sobre medición de gases
- Informe n.º 7 de la AGA (normas sobre contadores de turbina)
- OIML R137 (contadores de gas para medición fiscal)
- Requisitos locales de las empresas de servicios públicos y de las autoridades reguladoras en materia de transferencia de custodia
Procesamiento avanzado de señales digitales
El caudalímetro de vórtice giratorio Jade Ant incorpora un potente microprocesador ARM de 32 bits que ejecuta sofisticados algoritmos propios que ofrecen un rendimiento de medición superior en comparación con el procesamiento analógico o el procesamiento digital básico.
Características del procesamiento de señales:
Análisis mediante la transformada rápida de Fourier (FFT):
- Convierte la señal de presión en el dominio del tiempo en un espectro de frecuencias
- Identifica el pico característico de frecuencia de precesión con alta resolución
- Elimina el ruido, las vibraciones y las interferencias mediante el análisis espectral
- Ofrece una relación señal-ruido excepcional incluso en instalaciones complejas
Filtrado adaptativo:
- Ajusta automáticamente el filtrado en función de la estabilidad del caudal y las características de la señal
- Aumenta la amortiguación en condiciones transitorias para evitar una salida irregular
- Reduce la amortiguación durante el flujo constante para una respuesta rápida
- Optimiza el equilibrio entre la estabilidad y el tiempo de respuesta
Linealización multipunto:
- Aplica una curva de linealización de más de 20 puntos en todo el rango de medición (no solo de 2 puntos)
- Compensa las pequeñas no linealidades en la generación de vórtices en flujos extremos
- Garantiza una precisión de ±1,01 TP3T desde el caudal mínimo hasta el máximo
- Se ofrece linealización personalizada para composiciones específicas de gases
Supervisión de autodiagnóstico: El procesador inteligente supervisa continuamente:
- Intensidad de la señal: Avisa si la señal del sensor de vórtice se debilita (caudal bajo o contaminación del sensor)
- Calidad de la señal: Detecta ruidos excesivos que indican problemas de vibración o de instalación
- Integridad del sensor: Comprueba el funcionamiento de los sensores de temperatura y presión
- Salud electrónica: Supervisa la fuente de alimentación, la memoria y las funciones de procesamiento
- Validez de configuración: Comprueba que los parámetros programados se encuentren dentro de los rangos aceptables
Alarmas de diagnóstico: Las advertencias y los fallos configurables avisan a los operadores de:
- Intensidad de señal baja (caudal inferior al mínimo o medición poco fiable)
- Fallo del sensor de temperatura/presión
- Condiciones del proceso fuera de rango
- Avería electrónica que requiere reparación
- Errores de configuración
Registro de datos: La memoria interna no volátil almacena:
- Historial de caudales (promedios horarios y diarios)
- Valores del totalizador con marca de tiempo
- Eventos de alarma con fecha y hora
- Registro de cambios de configuración
- Datos de diagnóstico para la resolución de problemas
Hasta 10 000 registros pueden almacenarse y recuperarse a través de una interfaz de comunicación para el análisis de tendencias, la verificación y la presentación de informes reglamentarios.
Requisitos mínimos para los tubos rectos
Las tecnologías tradicionales de medición de gas imponen requisitos importantes en cuanto a la longitud de tubería recta, lo que complica la instalación y aumenta los costes:
- Placas de orificio: Normalmente, 20D en sentido ascendente y 5D en sentido descendente
- Contadores de turbina: 10-20D aguas arriba, 5D aguas abajo
- Contadores ultrasónicos: 10-20D aguas arriba, 5D aguas abajo
El principio de medición exclusivo del caudalímetro de vórtice giratorio Jade Ant solo requiere:
- 5D en sentido ascendente mínimo
- 2D aguas abajo mínimo
Ventajas de la instalación:
Reducción de los costes de tuberías: Para un contador de DN100 (4 pulgadas):
- Contador tradicional: 20D aguas arriba = 2,0 metros de tubería recta
- Vórtice giratorio Jade Ant: 5D aguas arriba = 0,5 metros de tubería recta
- Ahorro: 1,5 metros de tubería, soportes y mano de obra de instalación
En el caso de los contadores de gran tamaño (DN200, DN300), el ahorro de costes se multiplica considerablemente.
Reacondicionamientos más sencillos: Las instalaciones existentes suelen carecer de un tramo recto de tubería suficiente para los contadores tradicionales. El requisito de un tramo recto de tubería corto permite:
- Instalación en espacios reducidos
- Sustitución de los contadores actuales sin modificaciones en las tuberías
- Instalación cerca de paredes, equipos u otros obstáculos
Selección flexible de la ubicación: Unos requisitos menos estrictos en materia de tuberías ofrecen más opciones para:
- Puntos de montaje de fácil acceso para el mantenimiento
- Espacios interiores protegidos, en lugar de recintos al aire libre sin protección
- Cercanía a la red eléctrica y a las infraestructuras de comunicaciones
Opción de acondicionador de flujo: Para instalaciones en las que ni siquiera es posible utilizar tubería recta de 5D, Jade Ant ofrece un sistema integrado acondicionador de flujo lo que reduce el requisito de la fase previa a tan solo 3D manteniendo al mismo tiempo la precisión dentro de los límites especificados.
Diseños a prueba de explosiones y de seguridad intrínseca
Para instalaciones en zonas peligrosas en las que puedan estar presentes gases inflamables, Jade Ant ofrece configuraciones completas a prueba de explosiones e intrínsecamente seguras, certificadas según las normas internacionales.
Certificaciones disponibles:
ATEX (Unión Europea):
- Zona 0: Ex ia IIC T4 Ga (seguridad intrínseca para presencia continua de gas)
- Zona 1: Ex d IIC T4-T6 Gb (carcasa a prueba de llamas para funcionamiento normal)
- Zona 2: Ex nA IIC T4 Gc (construcción antichispa)
- Grupos de gases: IIA, IIB, IIC (incluido el hidrógeno)
- Clasificación térmica: T1-T6 (en función de las condiciones de funcionamiento)
IECEx (Internacional):
- Ex ia IIC T4 Ga (seguridad intrínseca)
- Ex d IIC T4 Gb (a prueba de explosiones)
- Reconocido en más de 34 países a través del sistema de certificación IECEx
FM Approvals (Norteamérica):
- Clase I, División 1, Grupos A, B, C y D
- Clase I, División 2, Grupos A, B, C, D
- Clase I, Zona 0, AEx ia IIC T4
- Clase I, Zona 1, AEx d IIC T4
CSA (Canadá):
- Clase I, División 1, Grupos B, C y D
- Clase I, División 2, Grupos A, B, C, D
NEPSI (China):
- Ex d IIC T4-T6 Gb
- Apto para los sectores del petróleo, químico y del gas natural
Características de diseño para zonas peligrosas:
Caja antideflagrante (Ex d):
- Carcasa de aluminio fundido de alta resistencia o de acero inoxidable
- Bridas mecanizadas con superficies de acoplamiento rectificadas con precisión
- Las especificaciones mínimas de acoplamiento impiden la propagación de las llamas
- Entradas de cable con prensaestopas certificados y compuestos sellantes
- Resistencia a los impactos y estanqueidad frente a las inclemencias ambientales según las normas IP66/IP67
Electrónica de seguridad intrínseca (Ex ia):
- Los circuitos con limitación de energía evitan la ignición incluso en condiciones de fallo
- Barreras de Zener o aisladores galvánicos para salidas de señal
- Marcado azul de los conductos para facilitar la identificación de los circuitos IS
- Apto para su conexión a barreras IS en zona segura
- El coste de instalación más bajo para nuevas instalaciones con infraestructura de sistemas de información
Requisitos de instalación:
En el caso de instalaciones en zonas peligrosas, los usuarios deben:
- Especificar los requisitos de certificación en el momento de realizar el pedido (no se puede instalar a posteriori)
- Utilice conductos, accesorios y prensaestopas homologados
- Instale los accesorios de sellado a la distancia especificada del recinto (normalmente 18 pulgadas, según la norma NEC 501.15).
- Asegúrate de que la conexión a tierra sea correcta, con una resistencia comprobada inferior a 1 Ω.
- Sigue todas las prácticas de instalación según la clasificación de la zona y los requisitos de certificación.
- Mantener la documentación relativa a la certificación y la clasificación de las zonas
Aplicaciones típicas en zonas peligrosas:
- Medición de gas natural en estaciones de compresión e instalaciones de gasoductos
- Medición de biogás en vertederos y digestores
- Control de los gases de quema en refinerías y plantas químicas
- Medición del caudal de hidrógeno en instalaciones de producción y de pilas de combustible
- Gas combustible para hornos y calderas en plantas petroquímicas
Opciones de comunicación integrales
El caudalímetro de vórtice Jade Ant es compatible con todos los principales protocolos de comunicación industriales, lo que permite una integración perfecta con los sistemas de control y supervisión ya existentes en la planta.
Salida analógica:
Bucle de corriente de 4-20 mA:
- Salida aislada o no aislada (seleccionable in situ)
- Configuración activa (alimentación externa) o pasiva (alimentación por bucle)
- Parámetros configurables: caudal, temperatura, presión, caudal másico, caudal estándar
- Rango configurable: cualquier unidad de ingeniería dentro del intervalo de medición
- Frecuencia de actualización: <100 ms para una respuesta rápida del control
- Precisión: ±0,11 TP3T del intervalo de medición
- Resistencia de carga: 0-750 Ω para dispositivos activos; 0-500 Ω para dispositivos pasivos
Aplicaciones:
- Interfaz con sistemas DCS, PLC o SCADA
- Monitorización sencilla sin comunicación digital
- Funcionamiento a prueba de fallos (4 mA o 22 mA en caso de fallo, configurable)
- Instalaciones existentes con infraestructura analógica
Salida de impulsos/frecuencia:
Especificaciones:
- Salida de transistor pasiva (NPN o PNP) o salida de relé activa
- Rango de frecuencias: 0-5000 Hz
- Escalado configurable: pulsos por litro, m³, kg o cualquier unidad de ingeniería
- Ciclo de trabajo: onda cuadrada 50%
- Aplicaciones: Totalización, control de lotes, conversión de frecuencia a señal analógica
Ventajas:
- Intrínsecamente digital: sin errores de conversión analógica
- Transmisión a larga distancia sin pérdida de calidad de la señal
- Fácil integración con contadores y controladores de lotes
- Alta resolución para una totalización precisa
Protocolos de comunicación digital:
Modbus RTU (RS485):
- Protocolo estándar del sector compatible con prácticamente todos los sistemas de control
- Velocidades de transmisión: de 1.200 a 115.200 bps (normalmente 9.600 o 19.200)
- Direcciones de los dispositivos: 1-247 (hasta 32 dispositivos por bus sin repetidor)
- Parámetros legibles: caudal, total, temperatura, presión, densidad, diagnóstico, configuración
- Parámetros modificables: Puesta a cero, reinicio del totalizador, cambio de configuración
- Ventajas: sencillo, fiable, ampliamente compatible y de bajo coste
Protocolo HART:
- Protocolo de transductores remotos direccionables por autopista
- Superpuesta a una señal de 4-20 mA (analógica y digital simultánea)
- Configuración, calibración y diagnóstico mediante un comunicador HART o un ordenador
- El modo «multidrop» permite conectar 15 dispositivos a un solo par de cables
- Ventajas: Tecnología de transmisores inteligentes de probada eficacia, amplia compatibilidad con software
Profibus DP:
- Bus de campo de alta velocidad para la automatización de procesos (de 9,6 kbps a 12 Mbps)
- Intercambio de datos cíclico y acíclico
- Información diagnóstica exhaustiva
- Integración con Siemens, ABB y otros sistemas Profibus
- Ventajas: Alta frecuencia de actualización, gran capacidad de almacenamiento de datos, funciones de diagnóstico
Foundation Fieldbus:
- Infraestructura de comunicación totalmente digital para la planta
- Segmento H1 (31,25 kbps)
- Bloques de función para estrategias de control avanzadas
- Integración con los sistemas Emerson DeltaV, Honeywell y Yokogawa
- Ventajas: Control de procesos sobre el terreno, menor cableado
Ethernet/IP y Modbus TCP/IP (opcional):
- Conexión directa a la red a través del puerto Ethernet RJ45
- Integración con sistemas MES, ERP y de TI
- Supervisión y diagnóstico remotos a través de un navegador web
- Servidor OPC UA para aplicaciones de la Industria 4.0
Compatibilidad con múltiples protocolos:
Muchos modelos de Jade Ant admiten salidas múltiples simultáneas:
- Salida de 4-20 mA + pulso (de serie en la mayoría de los modelos)
- Comunicación 4-20 mA + HART (mediante el mismo cableado)
- RS485 Modbus + salida de impulsos
- Varias salidas de 4-20 mA para distintos parámetros (caudal, temperatura, presión)
Esta flexibilidad elimina la necesidad de dividir la señal o de realizar conversiones de protocolo, lo que reduce el coste y la complejidad de la instalación.