Notas Técnicas
Medición de Densidad y Concentración por Refractometría Óptica - PARTE 1
La refractometría, consistente en la medición del índice de refracción de la luz en un medio, ha sido utilizada durante muchos años en equipamiento de laboratorio. Los refractómetros se utilizan para determinar la concentración o la densidad de fluidos en muchas industrias, como químicas, de alimentos y bebidas, petroquímicas, refinerías, etc.
Este mismo principio de medición fue trasladado luego a equipamiento de proceso y dispositivos de campo, para permitir un mejor control durante la etapa de fabricación y control de calidad de los productos. Pasar de los equipos de laboratorio a equipos de campo involucra tener en cuenta en el diseño la robustez de la solución, los materiales utilizados, la versatilidad del dispositivo, etc.
La mayoría de los refractómetros disponibles utiliza el principio de medición del ángulo crítico, aunque puede ser afectado por el depósito del producto sobre la superficie de medición. Otros métodos más efectivos han sido desarrollados, como el principio de transmisión total.
PIOX® R – La solución de FLEXIM
Si bien la compañía FLEXIM alemana es reconocida mundialmente por tener más de 30 años de experiencia en el mercado de los caudalímetros ultrasónicos externos para líquidos y gases, incluye también dentro de su línea de productos a los refractómetros de proceso PIOX® R.
El nuevo modelo PIOX® R721 / R500 es la evolución del modelo anterior que estaba basado en el sensor R400 y la unidad electrónica PIOX® R704, incorporando cambios importantes tanto en el sensor, como en la unidad electrónica. Al igual que su predecesor, se encuentra disponible en diferentes diseños, conexiones a proceso, y materiales, tanto para medición en tanques como en cañerías.
El nuevo refractómetro óptico desarrollado por FLEXIM está compuesto por:
- Sensor R500
- Unidad electrónica PIOX® R721
Sensores PIOX® R500
- Principio de funcionamiento
El sensor PIOX® R500 usa el principio de transmisión de luz, en el que la medición no se toma en el delgado límite entre el prisma y el medio (como los refractómetros de ángulo crítico), sino que se utiliza todo el flujo de luz.
Este método garantiza mayor exactitud y resolución, y es mucho menos sensible que los refractómetros de ángulo crítico al depósito de producto que puede aparecer sobre el prisma en muchas aplicaciones.
Además de ser el único refractómetro en el mercado que usa este principio de funcionamiento de transmisión de luz, el PIOX® también tiene otra característica exclusiva. El sistema utiliza dos haces de luz, gracias al empleo de un prisma que separa el haz monocromático en dos haces opuestos, lo que garantiza una medición sin corrimientos incluso cuando quede depósito de producto sobre el prisma.
El sensor incluye su propio procesador, que es el encargado de analizar la imagen generada sobre el detector con tecnología CMOS, y envía los resultados de las mediciones a la unidad electrónica principal usando un bus de comunicaciones de alta velocidad. La electrónica del sensor también monitorea su temperatura y humedad, para alertar de cualquier condición anormal.
Cuando aparece sobre el prisma un depósito de producto, la unidad electrónica automáticamente aumenta la intensidad de la luz transmitida, haciendo en general innecesario el uso de sistemas de limpieza habituales con otros refractómetros del mercado.
- Variantes disponibles:
FLEXIM ha diseñado sensores aptos para todo tipo de proceso, que están preparados para el montaje en cañerías y en tanques.
Todos los sensores están equipados con sistemas ópticos de alta calidad construidos con zafiro, e incluyen la medición de temperatura del fluido con una RTD Pt1000 de alta velocidad de respuesta para poder realizar las compensaciones que sean necesarias.
Las conexiones mecánicas pueden responder a normas DIN, ANSI, Varivent, Tri-Clamp, etc. Para aplicaciones en industrias químicas, con productos corrosivos, hay disponible una variante de sensor construida completamente en PTFE reforzado con carbono, y sellos de Kalrez.
En casos en que la medición deba hacerse dentro de un área clasificada, los sensores pueden contar con certificación ATEX/IEC para atmósferas explosivas con seguridad intrínseca.
En la próxima edición veremos algunos detalles de la unidad electrónica que complemente al sensor para conformar el sistema de medición completo.