Comparación técnica y análisis entre medidores de agua de velocidad y medidores de agua volumétricos
Análisis comparativo técnico de medidores de agua de velocidad y medidores de agua de desplazamiento positivo
1. Principios básicos y estructura
1.1 Medidor de agua de velocidad
Principio de funcionamiento: Basado en el principio de dinámica de fluidos, el caudal se calcula midiendo la velocidad del flujo de agua. Cuando el agua fluye a través de la cámara de medición, impulsa el impulsor/turbina para que gire y la velocidad es proporcional al caudal.
Estructura típica:
- Tipo de chorro único: impulsor de impacto de canal único con flujo de agua (precisión ± 2 %)
- Tipo de chorro múltiple: el agua fluye en múltiples canales para impulsar uniformemente el impulsor (precisión ±1,5 %)
- Tipo de turbina: El flujo de agua axial impulsa una turbina de alta precisión (precisión ±1%)
- Tipo Woltman: estructura de turbina horizontal/vertical de gran diámetro (DN50-DN500)
Principio de funcionamiento: basado en la hidrodinámica, el caudal se calcula midiendo la velocidad del agua. El caudal de agua impulsa la rotación del impulsor/turbina en la cámara dosificadora, con una velocidad de rotación proporcional a la velocidad del caudal.
Estructuras típicas:
- Tipo de chorro único: el flujo de un solo canal impacta el impulsor (precisión ±2 %)
- Tipo de chorro múltiple: el flujo multicanal impulsa uniformemente el impulsor (precisión ±1,5 %)
- Tipo de turbina: El flujo axial impulsa una turbina de alta precisión (precisión ±1 %)
- Tipo Woltman: Turbina horizontal/vertical de gran diámetro (DN50-DN500)
1.2 Medidor de agua de desplazamiento positivo
Principio de funcionamiento: Adopte el método de medición de aislamiento mecánico para lograr una medición acumulativa midiendo con precisión un volumen fijo de espacio de fluido.
Estructura típica:
- Tipo de pistón: el pistón alternativo separa la cámara de medición (precisión ±0,5%)
- Tipo de pistón rotatorio: el pistón elíptico y la pared interior de la cámara de dosificación forman una cavidad en forma de media luna.
- Tipo de disco nutante: el movimiento nutante del disco en la cavidad cónica
- Tipo de rotor doble: dos rotores en forma de 8 giran en direcciones opuestas (estándar industrial)
Principio de funcionamiento: Utilizando el método de aislamiento mecánico, se logra una medición acumulativa midiendo con precisión espacios de fluido de volumen fijo.
Estructuras típicas:
- Tipo de pistón: El pistón alternativo divide la cámara de medición (Precisión ±0,5 %)
- Tipo de pistón rotativo: Pistón ovalado que forma cámaras en forma de media luna con pared interior
- Tipo de disco nutante: Disco nutante en cámara cónica
- Tipo de rotor doble: dos rotores en forma de 8 que giran en sentido contrario (grado industrial)
2. Comparación de características de rendimiento
2.1 Ventajas de los medidores de agua de velocidad
- Características de pérdida de presión: La estructura aerodinámica genera una pérdida de presión baja de 0,03 a 0,1 MPa.
- Relación de alcance: hasta Q3/Q1=100:1 (tipo electrónico hasta 250:1)
- Económico: el coste de fabricación es entre un 30 y un 50 % inferior al del tipo volumétrico.
- Gran adaptabilidad de caudal: el caudal máximo del calibre DN500 puede alcanzar los 3000 m³/h
Ventajas:
- Pérdida de presión: Estructura aerodinámica con baja caída de presión de 0,03-0,1 MPa
- Relación de reducción: hasta Q3/Q1=100:1 (250:1 para tipos electrónicos)
- Rentabilidad: 30-50% menos de costes de fabricación
- Capacidad de alto caudal: Máx. 3000 m³/h para modelos DN500
2.2 Ventajas de los medidores de agua volumétricos
- Precisión de medición: hasta 0,5 niveles de precisión en el rango de Q2-Q4
- Caudal inicial: puede detectar un pequeño caudal de 0,5 l/h
- Compatibilidad de fluidos: puede medir líquidos de alta viscosidad (hasta 100 cSt)
- Antiinterferencias: no se ve afectado por la vibración de la tubería ni por la interferencia electromagnética.
Ventajas:
- Precisión: precisión de clase 0,5 en el rango Q2-Q4
- Caudal de arranque: Detectar caudal mínimo de 0,5 l/h
- Compatibilidad de fluidos: Mida líquidos de alta viscosidad (hasta 100 cSt)
- Antiinterferencias: inmune a la vibración de la tubería y a la interferencia electromagnética (EMI)
3. Diferencias técnicas clave
Dimensiones de comparación | Medidor de agua de velocidad | Medidor de agua volumétrico |
Principio de medición | Conversión de caudal a volumen | Medición directa del volumen |
Partes móviles | Rotación de eje único del impulsor/turbina | Movimiento compuesto de pistón y rotor |
Curva de precisión | Precisión estable en áreas de alto caudal | Precisión lineal de rango completo |
Requisitos de calidad del agua | Las partículas > 100 μm deben filtrarse | Las partículas > 50 μm deben filtrarse |
Ciclo de mantenimiento | 5-8 años (mecánica) | 3-5 años (requiere mantenimiento de lubricación) |
Adaptabilidad a la temperatura | -30℃~+90℃ | -10℃~+60℃ |
Diferencias técnicas clave:
Aspecto | Medidor de velocidad | Desplazamiento positivo |
Principio | Conversión de velocidad a volumen | Medición directa del volumen |
Partes móviles | Impulsor de un solo eje | Movimiento complejo de pistón/rotor |
Curva de precisión | Estable a alto caudal | Precisión lineal de rango completo |
Calidad del agua | Filtro > partículas de 100 μm | Filtro de partículas >50 μm |
Mantenimiento | 5-8 años (mecánica) | 3-5 años (lubricación) |
Temperatura | -30℃~+90℃ | -10℃~+60℃ |
IV. Recomendaciones de escenarios de aplicación
4.1 Aplicaciones típicas de los medidores de agua de velocidad
- Red de abastecimiento de agua municipal: Monitoreo de tuberías principales DN40-DN500
- Agua de circulación industrial: sistema de agua de refrigeración de plantas de energía (caudal > 100 m³/h)
- Riego agrícola: sistema de riego por aspersión/goteo (contenido de arena <5 kg/m³)
- Suministro de agua a edificios: medición por zonas en edificios de gran altura (se requiere rectificador)
Aplicaciones típicas:
- Redes de abastecimiento de agua municipal (DN40-DN500)
- Sistemas de circulación industrial (>100m³/h)
- Riego agrícola (contenido de arena <5 kg/m³)
- Abastecimiento de agua de edificios (con acondicionador de caudal)
4.2 Aplicaciones típicas de los medidores volumétricos de agua
- Medición doméstica: contador de agua fría con precisión de 1,5 niveles (Q3=2,5 m³/h)
- Complejo comercial: medición de agua refrigerante para aire acondicionado (viscosidad 1-10 cSt)
- Industria alimentaria y farmacéutica: Sistema de limpieza CIP (requiere certificación sanitaria)
- Sistema de prepago: contador de agua inteligente IoT (salida de señal de pulso)
Aplicaciones típicas:
- Medición residencial (Clase 1.5, Q3=2,5m³/h)
- Sistemas comerciales de HVAC (viscosidad de 1 a 10 cSt)
- Sistemas CIP para alimentos y productos farmacéuticos (grado sanitario)
- Contadores inteligentes IoT de prepago (salida de pulsos)
5. Tendencias de desarrollo tecnológico
- Diseño compuesto: medición combinada de velocidad y volumen (como la tecnología HÍBRIDA de Badger Meter)
- Detección no magnética: codificación óptica o adquisición de señales inductivas (para resolver el problema de la desmagnetización del imán)
- Tecnología autoalimentada: generación de energía mediante turbinas + almacenamiento de energía mediante supercondensadores (certificación según norma EN 1434)
- Gemelo digital: algoritmo de autodiagnóstico de tráfico integrado (norma ISO 4064:2017)
Tendencias de desarrollo:
- Diseño híbrido: combinación de velocidad y desplazamiento (por ejemplo, Badger Meter HYBRID)
- Detección no magnética: adquisición de señales ópticas/inductivas
- Autoalimentación: Generación mediante turbina + supercondensador (EN 1434)
- Gemelo digital: diagnóstico de flujo integrado (ISO 4064:2017)