En el caso que se dispone una medida volumétrica, se compensa directamente la densidad o bien las variables de presión o temperatura. En las ocasiones en que interesa aprovechar características medibles de la masa, existen tres sistemas básicos: los instrumentos térmicos, los de momento angular, y los de Coriolis.
la elevación de temperatura del fluido en su paso por un cuerpo caliente (medidor Thomas).
Estos medidores constan de una fuente eléctrica de alimentación de precisión que proporciona un calor constante al punto medio del tubo por el cual circula el caudal.En puntos equidistantes de la fuente de calor se encuentran sondas de resistencia para medir la temperatura, como se muestra en la figura.
Cuando el fluido esta en reposo, la temperatura es idéntica en las dos sondas. Cuando el fluido circula, transporta una cantidad de calor hacia el segundo elemento termistor, y se presenta una diferencia de temperaturas que va aumentando progresivamente entre las dos sondas a medida que aumenta el caudal. Esta diferencia es proporcional a la masa que circula a través del tubo, de acuerdo con la ecuación.
donde:Q = calor transferido;
m = masa del fluido;
ce = calor especifico;
t1 = temperatura anterior;
t2 = temperatura posterior;
El sistema esta conectado a un dispositivo que determina la diferencia de temperaturas, obteniendo una señal que puede ser utilizada por registradores, indicadores digitales y controladores (Este dispositivo puede ser un puente Wheatstone con etapa amplificadora de señal).
Características:
• Precisión de 1% de toda la escala.
• Repetibilidad de +/- 0.2% de toda la escala.
• Constante de tiempo de 005 a 3 seg.
• Apto para bajos caudales de gas que van según el modelo de 0–10 cm3/minuto. Para aumentar el caudal medible, se deriva con un capilar el fluido y se intercala un laminador que garantiza el mismo flujo laminar que en el capilar. De este modo se logran medir caudales que llegan a 15 l/min. en gases y a 20 kg/hr. en líquidos.
Medidor de Coriolis
El medidor de Coriolis se basa en el teorema de Coriolis, matemático francés que observo que un objeto de masa m que se desplaza con una velocidad lineal V a través de una superficie giratoria que gira con una velocidad angular constante w,
experimenta una velocidad tangencial tanto mayor cuanto mayor es su alejamiento del centro, lo cual implica que se le esta aplicando una aceleración, y por tanto, una fuerza sobre la masa del objeto.
Una de las formas de generar fuerza de Coriolis es por inversión de las velocidades lineales del fluido mediante la desviación de un bucle en forma de omega, en estado de vibración controlada (a la frecuencia de resonancia para reducir la energía requerida). La vibración del tubo, perpendicular al sentido de desplazamiento del fluido, crea una fuerza de aceleración en la tubería de entrada del fluido y una fuerza de desaceleración en la salida, con lo que se genera un par cuyo sentido va variando de acuerdo con la vibración y con el ángulo de torsión del tubo, el cual es directamente proporcional a la masa instantánea del fluido circulante.
Dos sensores de posición magnético están situados en el centro del tubo y combinan dos intervalos de tiempo, uno del movimiento hacia abajo del tubo y el otro del movimiento hacia arriba.
La diferencia de tiempo de las señales de los sensores de posición está relacionada con el ángulo de torsión del tubo y con la velocidad del tubo en su punto medio, lo que lleva a decir finalmente que el caudal es solo proporcional al intervalo de tiempo y a constantes que dependen del tubo.
