En esta etapa, el desarrollo de la tecnología de medición de flujo en China es cada vez más rápido, y varios instrumentos de flujo avanzados se han aplicado efectivamente a la producción industrial, pero el rendimiento de uso de diferentes instrumentos de flujo tiene ciertas diferencias y el alcance de aplicación es diferente, mientras que los Medidores de Flujo Ultrasónicos se pueden utilizar ampliamente en diversas ocasiones y son adecuados para petróleo, industria química, gas, tratamiento de aguas residuales y otros campos.
El principio básico de funcionamiento de un medidor de flujo ultrasónico se basa en la relación entre la velocidad del pulso ultrasónico y la velocidad del flujo del líquido. La propagación del pulso ultrasónico se ve afectada por la dirección del flujo: la velocidad del pulso en el flujo a favor de la corriente (shunliu) es mayor que en el flujo en contra de la corriente (contracorriente). Si hay una diferencia significativa en el tiempo de propagación del pulso ultrasónico, esto indica un aumento en el flujo.
Durante el funcionamiento, los sensores instalados en la tubería emiten impulsos ultrasónicos, pero los impulsos propagados en direcciones opuestas (contracorriente y a favor de la corriente) tienen tiempos de llegada diferentes debido a la variación en la velocidad del fluido. El método de diferencia horaria se utiliza para medir esta diferencia de tiempo, que es proporcional a la velocidad de flujo del fluido. Cuando el fluido está en reposo, los tiempos de propagación son consistentes en ambas direcciones. Sin embargo, cuando el fluido está en movimiento, el tiempo de propagación en la dirección de la corriente será menor que en la dirección contraria.
El medidor de flujo ultrasónico opera midiendo esta diferencia de tiempo, que a su vez permite calcular la velocidad del flujo del fluido. Este principio se aplica mediante la utilización de dos sensores para transmitir y recibir señales acústicas en la tubería.
En función del principio de detección de señales, los medidores de flujo ultrasónicos se dividen en diferentes métodos, entre los que se incluyen:
Método de diferencia de velocidad de propagación (incluye el método de diferencia horaria, método de diferencia de fase y método de diferencia de frecuencia)
Método Doppler
Método de correlación cruzada
El medidor de flujo ultrasónico se caracteriza por una serie de ventajas que lo hacen adecuado para una amplia variedad de aplicaciones, incluidas aquellas con fluidos de alta viscosidad y alta corrosividad. A continuación, se detallan sus principales características:
Tecnología avanzada de procesamiento digital de señales:
La señal de medición es más estable, con una mayor capacidad de antiinterferencia, lo que permite obtener mediciones más precisas incluso en entornos difíciles.
Componentes de transmisión sin partes móviles:
No son susceptibles al desgaste, lo que garantiza una larga vida útil y elimina la necesidad de mantenimiento frecuente.
Circuito optimizado:
Alta integración, bajo consumo de energía y alta fiabilidad, lo que mejora el rendimiento general del dispositivo.
Salida de señal estándar inteligente:
Interfaz amigable de hombre-máquina, que facilita la operación. Además, permite la salida de múltiples señales secundarias para adaptarse a diferentes sistemas de monitoreo.
Medición de diámetro de tubo de sección:
Es económica y conveniente, con alta precisión en la medición, lo que permite su aplicación en una variedad de tamaños de tuberías.
Medición sin contacto:
El medidor de flujo ultrasónico puede ser instalado sin necesidad de detener el flujo en la tubería, ya que el sensor se coloca externamente. Esto significa que no se requiere interrumpir el flujo, no hay barreras y no se producen pérdidas adicionales de presión.
Calibración eficiente:
El coeficiente del medidor de flujo se puede calcular en función de las mediciones reales de la tubería, el canal y otras dimensiones geométricas, lo que permite obtener resultados precisos sin necesidad de una calibración de flujo real fuera de la sección de medición.
Adaptabilidad a diferentes tamaños de tuberías:
Los medidores de flujo ultrasónicos son adecuados para tuberías tanto grandes y redondas como rectangulares. No están limitados por el diámetro de la tubería, lo que los convierte en una opción preferida para tuberías de gran tamaño donde no se puede realizar una inspección de flujo real.
Medición de líquidos no conductores y con burbujas:
El método Doppler es ideal para medir líquidos que contienen burbujas o partículas suspendidas, complementando a los medidores de flujo electromagnéticos al poder medir líquidos no conductores sin barreras.
Soluciones para mediciones especiales:
Los medidores ultrasónicos se pueden combinar con métodos de prueba como el método de área de velocidad o el método de rastreo, resolviendo problemas como distorsiones severas en la distribución de velocidad de medición o en tuberías con secciones circulares. El medidor también puede medir el tiempo de propagación de las ondas sonoras, permitiendo determinar el tipo de líquido, como en el caso de un petrolero que bombea petróleo para comprobar si el líquido es aceite o agua.
Adaptabilidad a condiciones de trabajo complejas:
Los medidores de flujo ultrasónicos se han desarrollado para trabajar en diferentes medios y condiciones de tubería, con productos que cumplen con diversas normativas, como resistencia a altas temperaturas, protección contra explosiones y humedad. Esto los hace útiles en aplicaciones industriales y entornos desafiantes.
Limitaciones en el tipo de líquidos: El método de tiempo de propagación solo es adecuado para líquidos y gases limpios. No puede medir líquidos con partículas suspendidas o burbujas que superen ciertos límites. El método Doppler, por su parte, solo es útil para líquidos que contienen fases heterogéneas (por ejemplo, partículas o burbujas).
Restricciones en tuberías sucias o con recubrimientos gruesos: El sensor de compresión externa no debe usarse en tuberías con recubrimientos gruesos, suciedad o corrosión en la pared interior del tubo. Si hay gas en el espacio entre la tubería y el revestimiento, la señal ultrasónica puede sufrir interferencias graves, lo que puede causar daños personales o corrosión adicional en las tuberías.
Precisión limitada en algunos casos: En general, la precisión del método Doppler no es alta, lo que puede ser una limitación para aplicaciones que requieran alta exactitud. Además, en el caso de tuberías de pequeño diámetro (por debajo de DN25 mm), los medidores ultrasónicos de este tipo no son efectivos.
