Un caudalímetro ultrasónico es un medidor de flujo que emite ondas ultrasónicas en el líquido en la tubería y mide el flujo en función de la diferencia en el tiempo de viaje. Genera ondas ultrasónicas en diagonal en la dirección del flujo de fluido y se puede medir con él. Por lo general, muchos tipos de sensores se instalan en ambos lados de la tubería, pero recientemente, las ondas ultrasónicas reflejadas desde la tubería se miden directamente mediante un detector. Tradicionalmente, los caudalímetros ultrasónicos tienen las ventajas de no perder presión de fluido y no tener piezas de accionamiento mecánico, incluso con diámetros de tubería más grandes, lo que puede reducir los costos debido al simple principio de detección. Además, dado que el método de clip-on no entra en contacto directo con el líquido en la tubería, puede evitar que las impurezas se mezclen, y no se requieren trabajos de construcción como cortar la tubería.
Principio del caudalímetro ultrasónico
Existen varios métodos de medidores de flujo ultrasónicos, pero el centro de gravedad en el sitio de fabricación es actualmente el método de tiempo de vuelo. Como se mencionó anteriormente, los medidores de flujo ultrasónicos propagan las ondas ultrasónicas en diagonal al flujo de fluidos. Cuando no hay flujo de fluido en el tubo, las ondas ultrasónicas simplemente se propagan entre los dos detectores. Sin embargo, si el líquido fluye en la misma dirección que las ondas ultrasónicas, las ondas ultrasónicas se acelerarán en el fluido, aumentando su velocidad y reduciendo así el tiempo para llegar al detector. Por el contrario, si las ondas líquidas y ultrasónicas fluyen en direcciones opuestas, las ondas ultrasónicas tardarán más en llegar al detector. Dado que la variación de tiempo de la onda ultrasónica que llega al detector varía con la dirección del flujo y la velocidad del líquido, el caudal se calcula teniendo en cuenta esta variación. Además, la velocidad de propagación de las ondas ultrasónicas es más lenta que la de las ondas electromagnéticas, por lo que esta característica es muy prominente. Esta es la razón por la que las ondas ultrasónicas se utilizan en este método de medición de flujo.
Características de los medidores de flujo ultrasónicos
Aunque los caudalímetros ultrasónicos tienen muchas ventajas, también tienen desventajas.
Ventajas de los medidores de flujo ultrasónicos
1. Dado que no hay accionamiento mecánico, no hay pérdida de presión.
Los medidores de flujo ultrasónicos solo transmiten ondas ultrasónicas entre fluidos, por lo que no hay pérdida de presión. Sin partes móviles, los medidores de flujo ultrasónicos son menos propensos a fallar.
2. Si se adopta el método de abrazadera, no hay necesidad de construcción, como el corte de tuberías.
Dado que el medidor de flujo ultrasónico de abrazadera solo se instala en el exterior de la tubería, no se requieren trabajos de construcción como cortar la tubería. Además, dado que no hay contacto directo, se puede evitar la entrada de materia extraña.
Desventajas de los medidores de flujo ultrasónicos
Se ve fácilmente afectado por objetos extraños o burbujas de aire en el líquido.
Los objetos extraños o las burbujas de aire en el fluido son el peor enemigo en la medición. Si el caudal del fluido aumenta, se produce una cavitación (un fenómeno en el que se crean burbujas de aire y desaparecen en poco tiempo debido a una diferencia de presión durante el flujo), lo que dificulta la medición. Si esto sucede, deberá usar un separador de gas (separador) para eliminar las burbujas de aire o considerar otro tipo de medidor de flujo.
2. Requiere tubería recta.
Debido a que las tuberías rectas estabilizan el flujo de fluido, se requiere una longitud mínima de tubería recta tanto en el lado aguas arriba como aguas abajo del caudalímetro. Básicamente, la longitud L de una tubería recta se expresa utilizando el diámetro de la tubería D como, por ejemplo, L = 5D (5 veces el diámetro de la tubería). En principio, los medidores de flujo ultrasónicos requieren que el fluido fluya en un estado estacionario. Por lo tanto, los recorridos rectos de tuberías deben ser más largos que otros tipos de medidores de flujo. Otra ventaja es la fácil disponibilidad de modelos para grandes rangos de medición o tuberías de gran diámetro.
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