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Caudalímetros ultrasónicos: La solución no intrusiva

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Katronic KATflow 170 Ultrasonic Flowmeter

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Rosetta Technology Solutions
Rosetta Technology Solutions es una compañía tecnológica especializada en la asesoría y suministro de instrumentación y soluciones de medida del más alto nivel, y de los servicios asociados de instalación, puesta en marcha, posventa y formación.
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Dos tecnologías: tiempo de tránsito y doppler

Para la medida no invasiva de caudal en tuberías se emplean dos tecnologías: Tiempo de tránsito y Doppler. Ambas, son tecnologías ultrasónicas que miden el caudal mediante el uso de sensores fijados en el exterior de la tubería. La principal diferencia entre ellas es que cada una funciona mejor que la otra en situaciones opuestas. Comprender las diferencias entre estas tecnologías le permitirá tomar la decisión correcta para tener una instalación fiable y precisa.

Medida del caudal mediante “tiempo de tránsito”

¿Cómo funciona?

Los caudalímetros de tiempo de tránsito miden, como su nombre indica, el tiempo requerido para que una señal ultrasónica (sonido generado por encima del rango de audición humana, que es de 20 kHz) se transmita desde un sensor situado aguas arriba, atraviese una tubería diagonalmente y sea recibida por un segundo sensor situado aguas abajo y viceversa.

Se comparan las dos medidas de tiempo y, si no existe flujo, el tiempo de tránsito sería el mismo en ambas direcciones. Con el flujo, la señal viaja más rápido a favor del mismo y más lentamente en dirección contraria. La diferencia de tiempo medida depende directamente de la velocidad del fluido a través de la tubería y es el valor relevante para medir y monitorizar el caudal de líquidos y gases.

Líquidos y gases limpios

Debido al hecho de que la señal ultrasónica debe cruzar la tubería desde un sensor (emisor) al otro sensor (receptor) y viceversa, el fluido dentro de la tubería puede contener solo una concentración mínima de burbujas de aire o sólidos (<30%). Si superase esta concentración, el sonido de alta frecuencia se atenuará y, por lo tanto, la señal será demasiado débil para alcanzar el otro lado de la tubería. Si este es su caso, le aconsejamos que opte por un caudalímetro Doppler.

Dos sensores

Para realizar una medición bidireccional, nuestros caudalímetros de tiempo de tránsito siempre se suministran con dos sensores. Los dos sensores pueden funcionar como transmisor o receptor de la señal ultrasónica.

Muy exacta

La generación actual de caudalímetros de tiempo de tránsito logra resultados con una precisión del 0.5 - 1% FS.

Aplicaciones

Los caudalímetros de Katronic serie KATflow 200 y KATflow 100, distribuidos en España por Rosetta Technology Solutions S.L., de tiempo de tránsito son adecuados para tuberías y tubos fabricados con una amplia gama de materiales (también de doble pared). Sus diámetros pueden variar desde 3 mm hasta 6500 mm.

Medida de caudal mediante "doppler"

¿Cómo funciona?

La tecnología de medición de caudal Doppler se basa en el principio de que las ondas de sonido volverán al transmisor a una frecuencia alterada si los reflectores en el líquido están en movimiento. Todos escuchamos ejemplos del 'efecto Doppler' a diario; el cambio de tono de un tren que pasa, un avión o el escape de un coche de carreras. Escuchamos cómo varían estos tonos porque estamos parados y el transmisor del sonido está en movimiento.

El principio de funcionamiento del caudalímetro Doppler se basa en una relación lineal entre este cambio de frecuencia y la velocidad del fluido. El instrumento lo mide con la mayor precisión posible para calcular la velocidad de flujo.

Líquidos "Difíciles"

Los caudalímetros Doppler se utilizan únicamente para medir los caudales de fluidos y dependen del reflejo del sonido. Solo los líquidos con sólidos y / o burbujas de gas son adecuados para esta tecnología. Estos son líquidos "difíciles" que pueden dañar los caudalímetros tradicionales; hablamos de lodos, aguas residuales, abrasivos, productos químicos viscosos y corrosivos. Con concentraciones inferiores al 30% (de sólidos o burbujas), le aconsejamos que opte por un caudalímetro de tiempo de tránsito.

Uno o dos sensores

A diferencia de los caudalímetros de tiempo de tránsito, que siempre tienen dos sensores (pueden tener 4 sensores para medidas más precisas), existen caudalímetros Doppler en diferentes versiones, con uno o con dos sensores. En los modelos de sensor único, tanto el transmisor como el receptor se combinan en la misma carcasa. En los modelos con dos sensores, un sensor transmite la señal ultrasónica y el otro actúa como el receptor.

Exactitud

Aunque la tecnología de medición de caudal Doppler asume que las partículas reflectantes se mueven a la misma velocidad que el líquido, en la práctica esto nunca sucede. Las partículas tienden a bajar mientras que las burbujas de gas quieren subir. Como resultado, una medida de caudal Doppler proporciona resultados con una precisión del 2% FS.

Aplicaciones

Los caudalímetros Doppler de Katronic modelo Katflow10 son adecuados para tuberías y tubos de una amplia gama de materiales. Sus diámetros pueden variar desde 30 mm hasta 350 mm.

Las aplicaciones incluyen detección de funcionamiento de bombas, aplicaciones de desbordamiento y fluidos viscosos.

Medición de caudal ultrasónico: dos tecnologías, una elección.

Resumiendo: Los caudalímetros Doppler funcionan mejor en líquidos con burbujas y con aire: aguas residuales, líquidos viscosos y abrasivos. Los caudalímetros de tiempo de tránsito funcionan mejor con líquidos limpios: agua, aceite y productos químicos.

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