El empleo de placas orificio para medir caudales de gas y vapor ha sido una práctica habitual. Las placas orificio son eficientes y se usan en particular para medir caudales de gas y vapor, pero también se pueden utilizar con líquidos. Hay una amplia variedad de modelos de placas orificio (véase la Fig. siguiente); todos ellos están descritos en las normas del estándar de aplicación correspondientes.
El campo de aplicación incluye desde modelos con toma de paso angular simple o doble (a, b), hasta dispositivos con toma entre bridas y entre tuberías (c, f), muy habituales en los EE.UU., o tramos de medición compactos (d). Otros diseños han evolucionado para cubrir necesidades específicas. Entre éstos podemos mencionar dispositivos con geometrías de cuarto de círculo segmental, en placa excéntrica y otras geometrías especiales. Algunos de estos diseños son menos sensibles a la viscosidad, otros permiten rangeabilidades más amplias y algunos están pensados para fluidos con partículas o "procesos sucios".
La presión se detecta en tubos o ranuras anulares aguas arriba y aguas abajo del diafragma. Esta variedad de diseños se corresponde con la diversidad de opciones de instalación, materiales y áreas de aplicación.
Ventajas:
■ Diseño simple y robusto
■ Norma estándar de ámbito mundial desde hace más de 60 años, según ISO 5167-1 /A1, AGA, ASME (L.H. Spink)
■ Amplia variedad de materiales (acero, PVDF, Teflón, etc.) para aplicaciones muy diversas
■ Diámetros nominales estándares disponibles desde DN 10 hasta 1.000 (1/2 a 40")
■ Inversión inicial baja (dependiendo del modelo)
Inconvenientes:
■ Mayor pérdida de carga que en las toberas y tubos Venturi.
■ De desgaste comparativamente fácil, y por tanto, distorsión de la medición si la abrasión o las deposiciones afectan a la g
eometría del diafragma.
■ Los costes de instalación y mantenimiento se incrementan si se incluyen la instalación de capilares y las válvulas asociadas (excepto para los contadores compactos como "Deltatop" de E+H).
Los modelos de placa orificio más importantes se describen brevemente a continuación (Fig. abajo):
Modelo de toma rasante en una pieza (según DIN 19205 Parte I):
La presión se detecta con tomas colocadas inmediatamente antes y después del disco diafragma. Este modelo está diseñado para ser instalado entre dos bridas. La norma estándar describe los modelos para diámetros nominales entre DN 50 y 2.000 (2 a 80") y presiones nominales entre PN 1 y 400 (14 a 5.800 psi).
Modelo de toma rasante en dos piezas (según DIN 19205 Parte I):
La presión se detecta en ranuras anulares aguas arriba y aguas abajo del disco de dia¬fragma. Esta configuración asegura un promedio más preciso de la presión diferencial por toda la sección transversal de la tubería.
Modelo con tomas en brida (según ISO 5167):
La ventaja de este diseño es que los tramos rectos de entrada y salida están integrados en una única unidad mecánica y todos los componentes vienen ya ensamblados en una configuración de precisión. Este "tramo de medición compacto" se emplea principalmente para diámetros nominales de DN 10 a 50 (1/2 a 2").
Fig. : Modelos de placa, orificio:
a = Placa orificio (según DIN 19205 Parte 1)
b = Placa orificio (según DIN 19205 Parte 1)
c = Modelo con toma en brida (según ISO 5167)
d = Tramo de medición compacto con tomas en brida (según ISO 5167)
e = Placa orificio para inserción entre dos bridas (según ISO 5167)
f = Modelo con tomas en tubería a distancia DyD/2 (según ISO 5167)
Modelo con toma en brida (según ISO 5167)
Este modelo utiliza las bridas de las tuberías adyacentes aguas arriba y aguas abajo del diafragma. Según la norma ISO 5167, las tomas están ubicadas a 25 mm (1") aguas arriba del disco y a 25 mm (1") aguas abajo en las respectivas secciones transversales. Este modelo facilita el reemplazo de la placa orificio, lo cual posibilita insertar con facilidad placas orificio de distintos diámetros (d) e incrementar así el campo de valores de medida del caudal.
Sustitución del disco de diafragma (según ISO 5167):
Este tipo de disco de diafragma se instala entre dos bridas existentes. El diámetro exterior tiene un tamaño adecuado para asegurar que los tornillos de fijación mantienen el disco perfectamente centrado. El operario deberá perforar los orificios para las tomas de presión de acuerdo con la norma estándar empleada. Ésta define tres ubicaciones posibles distintas para las tomas de presión:
■ Toma rasante
■ Toma en brida
■ Tomas a distancia D y D/2: Las tomas se sitúan a una distancia bien definida antes y después del diafragma. El operario deberá perforar los orificios para las tomas de presión; éstos deben ser perpendiculares al eje de la tubería y estar libres de rebabas.
