La mezcla de gases es una ciencia que puede presentar nuevos desafíos, incluso si cree que ya lo ha visto todo. Tener el equipo adecuado alivia muchos problemas, ya que el producto final se puede ver afectado si la configuración de la mezcla es deficiente.

En este artículo trataremos de ayudarle a comprender el papel de cada componente en un sistema de mezcla de gases y cómo puede mejorar su proceso. A partir del comienzo del proceso, estos son algunos de los desafíos que pueden surgir y sugerencias para ayudarle a mejorar la configuración de su sistema de mezcla de gases.

Suministro de gas

Muchas organizaciones realizan en sus instalaciones las mezclas de gases, ya que comprar una mezcla personalizada de un proveedor de gas puede ser costoso.

Tener un suministro de gases puros reduce los costes, al tiempo que permite al usuario ajustar la concentración de un constituyente para un resultado final diferente. Además, cuando se compra una mezcla personalizada, generalmente se entrega en un recipiente especial que no se puede desechar o devolver al proveedor de gas, con el consiguiente gasto en la gestión de los residuos.

Si una botella, con esa mezcla personalizada, no se utiliza durante un tiempo, es posible que se produzca una estratificación de los gases, de modo que los gases más densos se depositarán en el fondo y los menos densos en la parte superior. Algo que no ocurre cuando se emplea un suministro de gas puro, evitando tener que remover la botella de la mezcla de gas antes de poder utilizarla.

Tener un controlador de caudal másico para cada gas en su proceso proporciona un control rápido y preciso de su mezcla. Si necesita medir una mezcla, ya sea premezclada o mezclada en sus instalaciones, se puede programar la receta de gas mezclado en el controlador de caudal másico utilizando el firmware COMPOSER que incorporan todos los controladores y caudalímetros másicos de Alicat.

Controlando la mezcla

Controladores de caudal másico en la mezcla de gases. En un sistema dinámico, su mezcla no siempre puede ser 75% Gas 1 + 25% Gas 2. ¿Qué hacer si su mezcla cambia a 25% Gas 1 + 75% Gas 2 al día siguiente y luego 50% Gas 2 + 50% Gas 3? Una cuidadosa consideración de sus mezclas potenciales es muy importante al seleccionar controladores de caudal para una configuración de mezcla.

Los controladores de caudal másico de Alicat Scientific están calibrados para 98 gases (128 gases para la serie S anticorrosión), lo que permite cambiar, de forma inmediata, de un gas a otro u a otra mezcla de gases sin necesidad de enviar el equipo a recalibrar. (Más información aquí)  Si sumamos a esto que ofrecen una rangeabilidad (turndown) de 200: 1, lo que les permite abarcar rangos de caudal más amplios con un solo controlador, podrá reducir la cantidad de controladores de caudal necesarios para una configuración concreta.

Tras haber controlado el caudal de gas, los gases en la corriente deben mezclarse adecuadamente. Si no puede permitirse colocar varios ángulos rectos en su tubería, se recomienda emplear un tubo de mezcla estático. Los ángulos rectos y los tubos de mezcla inducen turbulencias para crear una mezcla homogénea, y pueden instalarse aguas abajo de los controladores de caudal.

Muchos sistemas de mezcla tienen un analizador que proporcionará actualizaciones en tiempo real de la mezcla. Si la mezcla no es correcta, el analizador activa una alarma lumínica o sonora para que el técnico reciba una alerta de que la mezcla no está dentro de las especificaciones.

Los analizadores son opciones viables si sabe qué gases están circulando, ya que generalmente están calibrados para un gas específico. De lo contrario, un espectrómetro de masas puede determinar la composición de toda la muestra de gas, si puede permitirse esta inversión.

Control de la Presión

En algunas aplicaciones de mezcla en tiempo real, mantener una presión continua es importante. Por ejemplo, en soldadura, la pérdida de presión en el gas protector puede dar como resultado una mala soldadura, ya que el gas protector protege la soldadura de los gases atmosféricos.

La pérdida de presión se produce porque los sistemas de mezcla de gases no funcionan el 100% del tiempo o porque varias estaciones no cambian la demanda a tiempo.

Para solucionar esto, es necesario un sistema de retroalimentación de presión, incorporando un controlador de presión, un medidor de presión, o que use el circuito de control de presión en un controlador de caudal másico, lo que aumentará o disminuirá de manera sensible las tasas de caudal en función de las lecturas de presión en cada estación.

Un tanque de compensación o un volumen de estabilización pueden ayudar a mitigar la pérdida de presión. Actúan como un depósito de gas hasta que se necesite el gas mezclado. El problema del control de presión también se remonta a dimensionar sus controladores de caudal correctamente, ya que desea garantizar que puedan manejar los caudales máximos y mínimos requeridos para operar en todas las condiciones probables.

Software

Si dispone de una fuente de gases adecuada, un control preciso del caudal másico y una buena detección de presión, tendrá un sistema que suministra mezcla de gases con precisión y rapidez. Ahora debe plantearse cómo controlar todos los elementos de forma conjunta.

En la mayoría de los casos, un programador de software de su organización desarrollará una aplicación para integrar todo. Alicat tiene un par de opciones que pueden facilitar esta tarea. Por un lado, el software de mezcla de gases Flow Vision MX, que le permite utilizar hasta diez dispositivos de caudal másico de forma simultánea para controlar un proceso de mezcla.

Si la configuración incorpora otros dispositivos que no son compatibles con Flow Vision MX, tenemos controladores LabVIEW que pueden integrar dispositivos Alicat en una interfaz LabVIEW para controlar el sistema de mezcla.

En resumen:

Los controladores de caudal másico Alicat son la mejor solución para la creación de sistemas personalizados de mezcla de gases. Su flexibilidad y adaptabilidad inherentes pueden utilizarse con gran efectividad en este tipo de aplicaciones.

• Los controladores de caudal másico de Alicat vienen precalibrados para 20 gases puros y 10 mezclas comunes.

Por lo tanto, un mezclador que se configuró inicialmente para mezclar etano, metano e hidrógeno puede reconfigurarse rápidamente para mezclar nitrógeno, argón y helio.

• Los controladores de caudal másico de Alicat no cambian el rango cuando cambia el gas seleccionado.

Un controlador configurado para 1 SLPM de escala completa de aire mantendrá la misma escala independientemente de si fluye hidrógeno o SF6.

• Los controladores de caudal másico de Alicat funcionan muy bien dentro del turndow (relación entre el rango máximo y el mínimo) de 200: 1.

Por lo tanto, un controlador de flujo másico de 10 SLPM podrá medir 0.05 SLPM con precisión.

• Todos los instrumentos Alicat están equipados con una interfaz RS-232 o RS-485 multipunto.

Esto permite al desarrollador del sistema leer y configurar todos los controladores de flujo másico a través de una interfaz serie común. Esto elimina las interfaces analógicas complejas, costosas y propensas a fallos.

• Fácil integración del sistema.

Una caja multiplexora Alicat BB9, combinada con el software de mezcla de gas Flow Vision ™ MX de Alicat simplifica el proceso de integración del sistema.

Independientemente de cómo configure su sistema de mezcla de gases, los ingenieros de aplicaciones de Rosetta Technology Solutions y Alicat están a su disposición  para ayudarle a obtener resultados extraordinariamente buenos.

Póngase en contacto con nuestros ingenieros de aplicaciones a través de nuestro correo electrónico o llámenos al +34 91 805 19 10.