Diseño y contrucción de un sistema digital autónomo y portátil para la medición de la velocidad lineal de un fluido

Abstract

En este trabajo se ha desarrollado un Sistema Digital que permite medir el número de revoluciones por unidad de tiempo con que gira la hélice de un correntómetro cuando se sumerge en un fluido con caudal determinado y calcula el valor de la velocidad lineal (m/s) del fluido. Estos parámetros permiten calcular el valor del caudal del fluido. El correntómetro es un instrumento de precisión que mide la velocidad del agua en los puntos de medición de una sección de control. Existen variedad de tipos de correntómetros, de eje vertical y de eje horizontal (definición normalmente atribuida a los correntómetros mecánicos). Su elemento móvil es una hélice para medir caudales altos y bajos, normalmente estos equipos cada vez que dan una vuelta debido a la velocidad del agua generan un cortocircuito, a este tipo de correntómetros se les denomina de 1 vuelta por contacto. Se usó el microcontrolador PIC18F2550 como elemento base para la adquisición de datos, cálculos y presentación de los valores de las mediciones en una pantalla de cristal líquido, además de permitir la comunicación opcional del dispositivo a la computadora a través del puerto USB. El sistema autónomo permite que el usuario obtenga los valores de velocidad del fluido y revoluciones de la hélice. Para darle mayor versatilidad al sistema se desarrolló una aplicación en el lenguaje de programación Delphi7 para que el usuario tenga la opción de adquirir los datos usando una PC cuando el equipo esté conectado al puerto USB. Luego que se calibró el sistema para medir las revoluciones por segundo se le conectó el correntómetro de hélice marca AOTT al sistema. Se utilizaron las instalaciones del Laboratorio Nacional de Hidráulica para mover las hélices del correntómetro con velocidad angular constante en un aforo de agua potable. Se realizaron catorce mediciones del número de revoluciones por segundo del correntómetro para una determinada velocidad desarrollado obteniéndose la relación entre las revoluciones por segundo y la velocidad. La ecuación obtenida fue incluida en la programación del microcontrolador para que el instrumento pueda calcular la velocidad lineal. Luego se montó nuevamente al sistema el correntómetro en el aforo de agua y se comparó el valor de la velocidad dado con el instrumento con el definido por el patrón del Laboratorio Nacional de Hidráulica encontrándose una discrepancia menor a 0.87%. Uno de los métodos más apropiados para calcular el caudal con nuestro diseño es el “Método del Correntómetro” también se le puede dar uso como un sistema de monitoreo de caudal aprovechando que tenemos la opción de adquisición de data y guardarlo en un servidor por ejemplo para tener como un historial.