Caudalímetro Ultrasónico

Caudalímetro Ultrasónico

Los medidores de flujo ultrasónicos, con sus ventajas de alta precisión, medición sin obstrucciones y bajo costo total de propiedad, se están convirtiendo rápidamente en el campo de la medición de flujo, especialmente para medir hidrocarburos, y están ganando popularidad en el campo del petróleo y el gas. El medidor de flujo ultrasónico es un medidor de flujo muy conveniente, especialmente en tuberías de gran diámetro, el flujómetro ultrasónico portátil puede instalar la sonda en la superficie exterior de la tubería para lograr un flujo continuo sin destruir el flujo de medición de la tubería original, por lo que es ampliamente utilizado por los usuarios.

¿Qué es el flujómetro Ultrasónico?

Es un dispositivo utilizado para medir el caudal o flujo de un fluido, como líquidos o gases, ¡utilizando ondas ultrasónicas! Es un instrumento que emplea transductores ultrasónicos para emitir y recibir ondas a través del fluido que se está midiendo.

¿Qué mide el Caudalímetro Ultrasónico?

Instrumento que mide el caudal de líquido en un tubo circular basado en el principio del «método de diferencia de velocidad». Adopta tecnología avanzada de pulsos múltiples, tecnología de procesamiento digital de señales y tecnología de corrección de errores, para que el medidor de flujo pueda adaptarse mejor al entorno del sitio industrial y la medición sea más conveniente, económica y precisa.

La medición se realiza midiendo el tiempo que tardan las ondas ultrasónicas en viajar desde un transductor a otro, a favor y en contra del flujo del fluido. Basándose en la diferencia de tiempo de tránsito y la velocidad del sonido en el fluido, se puede calcular la velocidad del flujo y, a partir de ahí, determinar el caudal del fluido.

Partes del caudalímetro ultrasónico o medidor ultrasonico de agua:

Como se puede observar en la figura el caudalímetro ultrasónico, caudalimetro por ultrasonidos no es un sistema complejo, entre sus partes principales destacan, un par de transductores de flujo, un display y en este caso especial cuenta con otro par de transductores, pero de temperatura.

Principio de funcionamiento del medidor ultrasonico de agua:

Hay varios métodos para caudalímetros ultrasónicos, caudalimetro por ultrasonidos como el método de diferencia de tiempo de tránsito, el método de diferencia recíproca de tiempo de tránsito, el método de canto y el método Doppler. Cada método tiene sus propias características, pero el más utilizado es el método de tiempo de propagación recíproca (método de diferencia de frecuencia).

Se coloca un transductor (sensor ultrasónico) en una posición predeterminada en la tubería para transmitir y recibir ondas ultrasónicas alternativamente. Cuando no hay flujo, el tiempo  para que la onda ultrasónica se propague desde el lado A aguas arriba hasta el lado B y el tiempo para que la onda ultrasónica se propague de B a A son iguales, y se obtiene la siguiente fórmula.

Donde:

L: Distancia que se propaga la onda ultrasónica (es decir, la distancia entre los transductores)

C: Velocidad del sonido.

Si hay un flujo, la onda ultrasónica que viaja de A a B está en la dirección de avance del flujo, por lo que se convierte en un viento de a favor. Por lo tanto, se propaga más rápido que cuando no hay flujo. Por el contrario, cuando viaja de B a A, se convierte en un viento en contra porque se opone al flujo, haciéndolo más lento que cuando no hay flujo.

Donde:

: Velocidad del flujo

: Es el ángulo entre el eje de la tubería y el eje de propagación ultrasónica

De esta relación, tomando la diferencia recíproca (diferencia de frecuencia) de cada tiempo de propagación, la velocidad final del flujo V es:

La tasa de flujo volumétrico se obtiene multiplicando la velocidad de flujo anterior por el área de la sección transversal de la tubería.

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Ventajas de caudalímetros ultrasónicos o medidor ultrasonico de agua:

• Sin pérdida de presión
• Es de tipo no invasivo (no es necesario cortar la tubería)
• Amplio rango de diámetros de tuberías desde 1/2 hasta 300”
• Instalación y mantenimiento sencillo (El equipo solo se acopla en la parte exterior de la tubería)
• El caudalímetro ultrasónico puede medir agua, gas, petróleo y varios medios, y su campo de aplicación es muy amplio.
• El medidor de flujo ultrasónico portátil puede medir el flujo de un medidor de flujo en tuberías de varios diámetros y materiales. Es el tipo de medidor de flujo preferido para calibración en línea, comparación o verificación de período como medidor estándar.
• Los medidores de flujo ultrasónicos tienen un consumo de energía extremadamente bajo y pueden realizar fácilmente el suministro de energía de la batería a largo plazo. Además, el host inteligente avanzado puede llevar a cabo convenientemente la comunicación inalámbrica de red, y sus perspectivas de aplicación son aún más amplias.

Este tipo de caudalímetro tiene ventajas como su capacidad para medir sin obstrucciones físicas en el flujo, lo que minimiza la pérdida de presión, y su aplicabilidad en una variedad de condiciones y tipos de fluidos.

Desventajas de caudalímetros ultrasónicos o medidor ultrasonico de agua:

• Requiere sección de tubería recta
• Si hay mucho contenido sólido en el líquido, puede causar un mal funcionamiento.
• Si hay muchas burbujas, la medición se vuelve imposible.
• La capacidad anti- interferencias es deficiente y se ve afectada fácilmente por el ruido ultrasónico, como burbujas de aire, incrustaciones, bombas, etc. lo que resulta en una precisión deficiente.

Tipos de caudalímetros ultrasónicos

a)     Según su principio de funcionamiento

Método de tiempo de tránsito

Los pulsos ultrasónicos se propagan tanto aguas arriba como aguas abajo y la tasa de flujo se mide detectando la diferencia de tiempo generada con el flujo.

Adecuado para fluido limpio.

Medidores de flujo ultrasónico  Doppler

Los medidores de flujo ultrasónicos Doppler miden la velocidad enviando señales de sonido a la corriente de flujo y luego recibiendo señales reflejadas de partículas o burbujas arrastradas en el fluido. La velocidad se mide en función del cambio de frecuencia debido al movimiento de estos materiales reflectantes. Un par de transductores fuera de la tubería, o un transductor dentro de la tubería, transmite una señal ultrasónica al fluido en movimiento. Parte de esta señal se refleja en sólidos suspendidos, gases arrastrados o turbulencia en el flujo hacia el transductor. Los circuitos electrónicos comparan la frecuencia transmitida con la frecuencia recibida. La diferencia, o cambio de frecuencia, es proporcional a la velocidad del fluido.

 Método Doppler de impulso

Los pulsos de ultrasonido se transmiten a un líquido y se encuentra el perfil de velocidad del flujo y la tasa de flujo se mide utilizando las características de que la frecuencia Doppler del eco de los reflectores, como burbujas de aire y partículas en el líquido, cambia con la velocidad del flujo.

b)     Según su instalación o diseño

• Caudalímetro ultrasónico de sección de tubería: la tubería debe cortarse para la instalación, pero la producción puede detenerse para mantenimiento en el futuro.
• Caudalímetro ultrasónico de abrazadera: puede completar mediciones fijas y móviles. Se instala con un agente de acoplamiento especial (goma de silicona curada a temperatura ambiente o grasa polimerizada de cadena larga para alta temperatura), y la tubería no se dañará durante la instalación.
• Caudalímetro ultrasónico portátil: tamaño pequeño, peso ligero, batería de litio recargable incorporada, uso manual, equipado con sensores magnéticos.
• Caudalímetro ultrasónico a prueba de explosiones: utilizado para medir el caudal de líquidos en entornos explosivos, es a prueba de explosiones e intrínsecamente seguro.
• Caudalímetro ultrasónico enchufable: se puede instalar y mantener sin detener la producción. Usando sensores cerámicos, usando un dispositivo de perforación especial para seguridad de producción continua.

¿Cómo elegir un caudalímetro?

Los factores claves para considerar antes de elegir un medidor de flujo de ultrasonido o Doppler son:

• Alcance mínimo y máximo del medidor
• Temperatura de proceso mínima y máxima
• Presión de proceso mínima y máxima
• Tamaño de la tubería
• Nivel de llenado del tubo
• Presencia de 100 ppm partículas de 100 micras en el líquido
• Necesidad de un monitor de proceso continuo o portátil
• Requiere una salida analógica

Equipos y tipos del caudalímetro ultrasónico en la industria.

• Caudalímetro de gas ultrasónico con abrazadera

• Caudalímetro ultrasónico portátil con abrazadera

• Caudalímetro ultrasónico bidireccional con tecnología de tiempo de tránsito, dual DST, totalización

• Caudalímetro ultrasónico AT868. Para medir agua del grifo de gran diámetro, aguas residuales, agua de refrigeración de plantas, etc.

• Medidor de flujo de líquido ultrasónico (LF-2000). Para el control de flujo de líquidos como agua industrial, agua del grifo, agua de mar, agua pura, agua agrícola, aceite, etc.

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Medidor de agua caliente

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Medidor de flujo de agua

Medidor de ph agua

Medidor de agua interno

Detector de amoniaco
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Remarcador de agua

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Contadores de agua inteligentes
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Caudalimetro Hidraulico
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Caudalimetro Electromagnetico
Caudalimetro De Masa Termica
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Caudalimetro Medidores De Flujo Dp
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Preguntas frecuentes del caudalimetro ultrasonico agua: