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Aplicación del Medidor de Flujo Ultrasónico en la Energía de Hidrógeno

Con el desarrollo de la energía global hacia las bajas emisiones de carbono, el Hidrógeno, como fuente de energía secundaria limpia y medio de almacenamiento de energía, es considerado una de las energías con mayor potencial de desarrollo en el siglo XXI. El Medidor de Flujo Ultrasónico para Gas es un instrumento utilizado para medir el flujo de gas, generalmente instalado en una tubería de gas para cuantificar la cantidad de gas que fluye. 

De acuerdo con el principio del Método de la diferencia de tiempo, el medidor de flujo ultrasónico calcula el caudal midiendo la diferencia de tiempo entre la emisión y la recepción de la señal ultrasónica, ya sea de aguas arriba a aguas abajo del flujo de gas o de aguas abajo a aguas arriba, y luego calcula el flujo de gas.




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Actualmente, el Medidor de Flujo Ultrasónico de gas de diferencia de tiempo en el mercado, utiliza principalmente el método de colocación de un par de sondas del Medidor de Flujo insertadas oblicuamente en el canal de gas, reduciendo el ángulo entre la dirección de emisión de la señal de la sonda y la dirección del flujo de gas para aumentar la diferencia de tiempo efectiva de propagación de la señal ultrasónica, o aumentando la distancia entre las dos sondas para incrementar dicha diferencia. 

Sin embargo, estos métodos inevitablemente aumentan la longitud del cuerpo del medidor de flujo, y para medidores de flujo ultrasónicos de pequeño calibre, no es posible aumentar la diferencia de tiempo efectiva simplemente reduciendo el ángulo. Si se adopta el método de colocación reflectante, cada reflexión reduce la energía del haz ultrasónico y aumenta la dificultad de la detección de ondas ultrasónicas. Además, debido a que la velocidad del sonido en Hidrógeno es aproximadamente cuatro veces mayor que en gases combustibles o en aire, la resistencia acústica es una cuarta parte de la del aire, lo que aumenta la inexactitud en la medición del flujo y deteriora la conductividad de la señal ultrasónica. Esto genera una menor relación señal-ruido al medir el flujo de gas hidrógeno con un medidor de flujo ultrasónico convencional, lo que lo hace más susceptible a interferencias sonoras y reduce la precisión de la medición.

Mezolen solicitó una patente sobre una estructura de instalación para el Medidor de Flujo de Hidrógeno, la cual fue autorizada y hecha pública por primera vez. Los principales efectos de esta patente son lograr una mayor practicidad en el producto, mejorar la capacidad anti-interferencia del medidor de flujo, aumentar la sensibilidad y mejorar la precisión de medición.

La patente del modelo de utilidad se refiere al campo técnico de los Medidores de Flujo ultrasónicos, especialmente a una estructura de instalación para Medidores de Flujo de Hidrógeno ultrasónicos de pequeño calibre. Esta estructura incluye una caja blindada, una sección del tubo de medición ubicada en el interior de la caja blindada, y una cabeza de medidor de flujo ultrasónico ubicada en la parte superior de la caja blindada. La sección del tubo de medición incluye un tubo de admisión de aire conectado, un tubo de salida de aire y un tubo de corriente continua. Los tubos de admisión y salida de aire están conectados simétricamente a los lados izquierdo y derecho de la parte superior del tubo de corriente continua. Estos tubos atraviesan la pared lateral de la caja blindada para conectar con un tubo de hidrógeno externo. Los dos extremos del tubo de corriente continua se extienden a lo largo de su eje. En la rama de medición, se conecta estrechamente una sonda del Medidor de Flujo, la cual está electrónicamente conectada con la cabeza del medidor de flujo.

Esta patente es adecuada para la medición de flujo en pequeño calibre, reduce el ruido y la interferencia electromagnética, mejora la precisión de la medición del flujo de hidrógeno y resuelve eficazmente los problemas técnicos asociados con los medidores de flujo ultrasónico de gas existentes, los cuales no son adecuados para canales de medición de pequeño calibre y tienen baja precisión de medición.