Medidores de flujo versátiles de última generación - Medidor de flujo ultrasónico
El dispositivo consiste en una tubería con transductores que emiten y reciben señales de ultrasonido en el flujo del medio.
Los transductores utilizados son transductores integrados que consisten en transductores humedecidos que entran en contacto con el fluido a medir o transductores de sujeción, que consisten en transductores que están fijados externamente a la tubería.
Basado en la medidaprincipio ment utilizado, un medidor de flujo ultrasónico se puede distinguir en dos tipos:
- Medidor de flujo Doppler
- Medidor de flujo de tiempo de tránsito
1. Medidor de flujo Doppler
Este tipo de medidor de flujo consiste en dos transductores piezoeléctricos (ya sea integrados o transductores de sujeción) montados a una distancia específica "L" entre sí. Una señal ultrasónica es transmitida por un transductor en a; particular frecuencia y desviados por reflectores acústicos (es decir, burbujas de aire o partículas sólidas) suspendidos en el medio de flujo.
Esta señal es recibida entonces por el segundo transductor con un desplazamiento de frecuencia. Esta diferencia de frecuencias se conoce como un desplazamiento de frecuencia Doppler y es directamente proporcional a la velocidad del medio de flujo. Dado que conocemos el diámetro de la tubería y la velocidad del medio, ahora podemos calcular el caudal volumétrico a partir de estos parámetros.
2. Medidor de flujo de tiempo de tránsito
Este medidor de flujo utiliza la diferencia en el tiempo que toma una señal de ultrasonido para recorrer la distancia entre los transductores a una distancia específica entre sí para medir el caudal volumétrico del medio. La señal viaja primero aguas abajo (es decir, en la dirección del flujo) y luego aguas arriba (es decir, contra la dirección del flujo).
La frecuencia de la señal transmitida es igual a la frecuencia resonante del transductor. Dado que la señal viaja aguas abajo más rápido que aguas arriba, hay una diferencia de tiempo llamada Tiempo de Vuelo (TOF) o Tiempo de Tránsito y se mide usando un cronómetro.
Por ejemplo:
Consideremos dos transductores A y B. El tiempo que toma una señal para viajar de A a B es TOF.AB y que se toma de B a A, TOFBAse mide con un cronómetro. La diferencia de tiempo se calcula de la siguiente manera:
ΔT = TOFBA − TOFAB
En un estado sin flujo, ΔT es 0.
La velocidad de flujo del medio es directamente proporcional al tiempo de tránsito. Dado que ya conocemos el área de sección transversal de la tubería, podemos calcular el caudal volumétrico utilizando el tiempo de tránsito y la velocidad de flujo.
Medidores de flujo ultrasónico de trayectoria única o multitrayectoria
Los medidores de flujo ultrasónicos se distinguen además por el número de rutas que una señal de ultrasonido toma de un transductor a otro. En los medidores de flujo con dos transductores, la señal sigue una trayectoria, desde el transductor transmisor hasta el transductor receptor. Se llaman medidores de flujo de vía única y son Idealmente adecuado para tuberías con diámetros pequeños a medianos. Algunos medidores de flujo ultrasónicos utilizan cuatro transductores, en cuyo caso hay dos señales que siguen dos caminos. Estos son llamados medidores de flujo de doble trayectoria. De manera similar, los medidores de flujo ultrasónicos que usan múltiples transductores se denominan medidores de flujo multitrayectoria. Son los más adecuados para su uso en tuberías de grandes diámetros.
