Medidor de flujo ultrasónico de tubo de pellizcoes un medidor de flujo que mide la velocidad de un fluido ultrasónicamente para calcular el flujo volumétrico. Usando un transductor ultrasónico, el medidor de flujo puede medir la velocidad promedio a lo largo de la ruta de lanzamiento ultrasónico promediando la diferencia en el tiempo de viaje o midiendo el cambio de frecuencia entre los pulsos ultrasónicos que se propagan hacia la dirección opuesta del flujo del efecto Doppler. se ven afectados por las propiedades acústicas del fluido y pueden verse afectados por la temperatura, la densidad, la viscosidad y las partículas en suspensión, según el caudalímetro exacto. Su precio de compra varía ampliamente, pero dado que, a diferencia de los medidores de flujo mecánicos, no usan partes móviles, generalmente son económicos de usar y mantener.

Tipo de detección

Hay tres tipos diferentes deCaudalímetro ultrasónico. Los medidores de flujo de transmisión (o tiempo de vuelo) se pueden dividir en medidores de flujo en línea (intrusivos, húmedos) y medidores de flujo de tubería de pinzamiento (no intrusivos). Los caudalímetros ultrasónicos que utilizan desplazamiento Doppler se denominan caudalímetros de reflexión o caudalímetros Doppler. El tercer tipo es el caudalímetro de canal abierto.^[1]

principio

Medidor de flujo de método de detección de cambio de tiempo

Caudalímetro ultrasónicoSe mide la diferencia entre los tiempos de viaje de los pulsos ultrasónicos que se propagan en dirección opuesta a la dirección del flujo. Esta diferencia de tiempo es una medida de la velocidad promedio del fluido a lo largo de la trayectoria del haz de ultrasonido. Al usar la suma de los tiempos de tránsito absolutos, se puede calcular la velocidad promedio del fluido y la velocidad del sonido. Usando estos dos tiempos de tránsito, la distancia entre los transductores de recepción y transmisión y el ángulo de inclinación, si asumimos que el sonido debe oponerse al flujo que sube y al flujo que desciende, podemos por definición escribir lo siguiente, etc.

 y 

Sumando y restando las ecuaciones anteriores, obtenemos

 y 

donde es la velocidad promedio del fluido a lo largo de la trayectoria del sonido y es la velocidad del sonido.

Caudalímetro método de detección de movimiento de frecuencia Doppler

Otro método de medición de flujo ultrasónico es usar el desplazamiento Doppler, que es causado por el reflejo del haz ultrasónico de materiales reflectantes ultrasónicos (como partículas sólidas o burbujas de aire arrastradas en el fluido que fluye) o el propio fluido causado por turbulencia. El líquido está limpio.

El caudalímetro ultrasónico Doppler se utiliza para lodo, líquido con burbujas, gas con partículas que reflejan el sonido.

Este tipo de medidor de flujo ultrasónico también se puede usar para medir la tasa de flujo sanguíneo pasando un haz ultrasónico a través del tejido, reflejándolo en un reflector, invirtiendo la dirección del haz y repitiendo la medición para determinar la tasa de flujo sanguíneo. . La frecuencia del haz transmitido se ve afectada por el movimiento de la sangre en el vaso sanguíneo, y al comparar las frecuencias de los haces aguas arriba y aguas abajo, se puede medir el flujo de sangre a través del vaso sanguíneo. La diferencia entre las dos frecuencias es una medida del caudal volumétrico real. Los sensores de haz ancho también se pueden usar para medir el flujo independientemente del área de la sección transversal del recipiente.

Medidor de flujo de canal abierto

En este caso, el elemento ultrasónico en realidad mide la altura del agua en el canal abierto. Dependiendo de la geometría del canal, el flujo se puede determinar a partir de la altura. Los sensores ultrasónicos suelen tener también sensores de temperatura, porque la velocidad del sonido en el aire se ve afectada por la temperatura.

Medidor de flujo ultrasónico de tubo de pellizcoNotas de aplicación para

usado paratipo de indicador de tiempo de tránsitoCaudalímetro ultrasónico

Asegúrese de que el fluido conduzca las ondas ultrasónicas adecuadamente, ya que el medidor de flujo no podrá medir cuando las ondas ultrasónicas no puedan penetrar el flujo entre los transductores. Asimismo, las ondas ultrasónicas deben poder penetrar en el fluido para que el caudalímetro Doppler funcione con precisión. Cuando el fluido es relativamente opaco e impermeable al fluido, los caudalímetros Doppler tienden a medir la velocidad del fluido en la pared de la tubería o cerca de ella, lo que puede causar errores de medición significativos y/o fallas en el caudalímetro.

usado paraCaudalímetro ultrasónico tipo abrazadera Doppler

Asegúrese de que el fluido refleje las ondas ultrasónicas lo suficiente, ya que el caudalímetro no funcionará sin una señal ultrasónica reflejada. Dependiendo del diseño, pueden ocurrir reflejos debido a pequeñas burbujas de aire en el flujo de aire o vórtices en el flujo de aire. Estas fuentes de reflexión son difíciles de generar en la práctica si no existen ya en una corriente que fluye. Afortunadamente, alguna combinación de burbujas de aire y/o remolinos está presente en la mayoría de las aplicaciones.

La velocidad de las partículas sólidas en la suspensión puede diferir de la velocidad de su vehículo líquido. Use la tecnología ultrasónica con precaución cuando las partículas sólidas se puedan concentrar en una parte de la corriente que fluye (por ejemplo, en una tubería horizontal que fluye a velocidades relativamente bajas). Tenga cuidado al usar un caudalímetro ultrasónico Doppler en aplicaciones de lodos, ya que las partículas sólidas pueden producir una señal fuerte, lo que puede hacer que el caudalímetro Doppler mida la velocidad del sólido en lugar del líquido.

Evite los líquidos que mojen el transductor o que no mojen la pared frente al transductor, ya que el medidor de flujo no podrá medir cuando las ondas ultrasónicas no puedan ingresar al flujo. Asegúrese de mantener una conexión confiable del transductor con abrazadera en la pared de la tubería, ya que el medidor de flujo no podrá medir cuando las ondas ultrasónicas no puedan alcanzar el fluido.

Asegúrese de comprender el proceso y utilizar estos medidores de flujo correctamente. Por ejemplo, un proceso de limpieza periódico aguas arriba puede hacer que el caudalímetro deje de funcionar porque el polvo puede no permitir que la energía ultrasónica pase a través del fluido. Además, si el transductor mojado está cubierto de suciedad, es posible que el caudalímetro no funcione hasta que se limpie.

cómo utilizarMedidor de flujo ultrasónico de tubo de pellizco

Medidor de flujo ultrasónico de tubo de pellizcoComúnmente utilizado para medir la velocidad de los líquidos que permiten el paso de las ondas ultrasónicas, como el agua, el azufre fundido, los líquidos criogénicos y los productos químicos. El diseño de tiempo de tránsito también se puede utilizar para medir el flujo de gas y vapor. Tenga cuidado ya que los fluidos que no transmiten energía ultrasónica, como muchos tipos de lodos, limitan la penetración de ondas ultrasónicas en el fluido. En un caudalímetro ultrasónico Doppler, el fluido opaco restringe la penetración de las ondas ultrasónicas cerca de la pared de la tubería, lo que reduce la precisión y/o hace que el caudalímetro no se pueda medir. Los medidores de flujo ultrasónicos de tiempo de vuelo pueden no funcionar cuando el líquido opaco atenúa las ondas ultrasónicas hasta el punto de que las ondas ultrasónicas no pueden alcanzar el receptor.

Industrias de aplicación típicas

Por industria, son petróleo y gas, agua y aguas residuales, energía, productos químicos, alimentos y bebidas, productos farmacéuticos, metales y minería, y pulpa y papel.