En cuanto a la historia de los medidores de flujo ultrasónicos, existe un consenso general de que los científicos comenzaron a explorar esta tecnología en la década de 1950. La tecnología de ultrasonido se utilizó inicialmente para la detección no invasiva en medicina e industria. Posteriormente, los investigadores comenzaron a explorar la posibilidad de aplicar el ultrasonido en la medición del flujo de fluidos. Entre las décadas de 1970 y 1980, la tecnología de medidores de flujo ultrasónicos se comercializó gradualmente, con mejoras tecnológicas que incluían el uso del método de tiempo de vuelo (TOF) y el efecto Doppler, ambos métodos aumentaron la precisión y confiabilidad de las mediciones.

En los últimos 20 años, la tecnología ultrasónica ha experimentado un desarrollo notable, y los medidores de flujo ultrasónicos modernos pueden conectarse a sistemas de monitoreo centralizados a través de redes, permitiendo la transmisión remota de datos y la gestión de equipos. Esta conectividad facilita el análisis de grandes volúmenes de datos y el monitoreo en tiempo real, especialmente en industrias como la del agua y la energía. Los métodos Doppler y de diferencia de tiempo son los principios más aplicados en los medidores de flujo ultrasónicos.

Hoy nos enfocamos en la aplicación del método Doppler en la medición de flujo. El efecto Doppler, denominado así en honor al físico y matemático austriaco Christian Doppler, quien lo propuso en 1842, utiliza ondas ultrasónicas o haces de láser enviados hacia un fluido, y se reciben las señales reflejadas. Las partículas dentro del fluido, como burbujas de gas, partículas suspendidas o gotas, dispersan parte de la energía, creando cuerpos dispersos cuya velocidad de movimiento provoca un cambio en la frecuencia de la señal recibida. Analizando este cambio de frecuencia, se puede calcular la velocidad del flujo del fluido.

La tecnología de medición de flujo Doppler tiene aplicaciones amplias en sectores industriales, médicos y de monitoreo ambiental. En medicina, se utiliza en ecografías cardiovasculares para medir la velocidad del flujo sanguíneo de manera no invasiva, ayudando a los médicos a diagnosticar enfermedades cardiovasculares. En la industria, los medidores de flujo Doppler se aplican comúnmente en el monitoreo y control del flujo en tuberías, como en fábricas químicas y plantas de tratamiento de agua.

Es importante tener en cuenta que los medidores de flujo Doppler requieren la presencia de partículas reflectantes o burbujas de gas en el fluido. Por lo tanto, son adecuados para lugares donde otros medidores no funcionarían, como líquidos con lodo, líquidos cargados de aire (con muchas burbujas) o líquidos con sólidos suspendidos.

Sin embargo, esta tecnología no es adecuada para fluidos limpios. El rendimiento de un medidor de flujo Doppler depende en gran medida de las características físicas del fluido, como la conductividad acústica, la densidad de las partículas y las propiedades del flujo. La distribución no uniforme de las partículas en la sección transversal de la tubería puede llevar a un cálculo incorrecto de la velocidad media. La precisión del medidor es sensible a los cambios en el perfil de velocidad y a la distribución de los reflejadores acústicos en la sección de medición.

En comparación con los medidores de flujo Doppler, los medidores de flujo basados en el método de diferencia de tiempo son adecuados para fluidos limpios (con pocas partículas o burbujas), ya sean gases o líquidos. Incluso para lodos o fluidos con partículas distribuidas de manera uniforme, el método de diferencia de tiempo es eficaz. Así, al combinar ambos métodos de medición, se amplía el campo de aplicación y la precisión de las mediciones.

El método Doppler es particularmente útil para medir flujos bifásicos, y evita los problemas que presentan los medidores convencionales que se obstruyen, desgastan o se adhieren debido a las partículas suspendidas o burbujas. Esto ha permitido que los medidores de flujo Doppler se desarrollen rápidamente. Con el avance industrial y el impulso hacia la eficiencia energética, el transporte y la aplicación de combustibles como el COM (mezcla de queroseno) y CWM (mezcla de agua y carbón) y el uso de agua para la combustión de aceites combustibles han abierto un amplio panorama para la aplicación de los medidores de flujo ultrasónicos Doppler.