1. Principio de funcionamiento decaudalímetro ultrasónico
El caudalímetro ultrasónico se compone de tres partes: transductor ultrasónico, circuito electrónico y sistema de visualización y acumulación de caudal. El transductor de transmisión ultrasónica convierte la energía eléctrica en energía ultrasónica y la transmite al fluido que se va a medir. La onda ultrasónica se transmite a través del fluido al receptor. La señal ultrasónica recibida por el receptor puede detectar el caudal del fluido. El circuito se amplifica y se convierte en una señal eléctrica que representa el caudal y se suministra a la pantalla y al totalizador para su visualización y totalización. De esta manera, se realiza la detección y visualización del flujo. Los transductores piezoeléctricos se utilizan comúnmente en caudalímetros ultrasónicos. Utiliza el efecto piezoeléctrico de los materiales piezoeléctricos y utiliza un circuito de transmisión adecuado para agregar energía eléctrica al elemento piezoeléctrico del transductor de transmisión para generar vibraciones ultrasónicas. Las ondas ultrasónicas se propagan en el fluido en un cierto ángulo y luego son recibidas por el transductor receptor y convertidas en energía eléctrica por el elemento piezoeléctrico para su detección. El transductor transmisor usa el efecto piezoeléctrico inverso del elemento piezoeléctrico, mientras que el transductor receptor usa el efecto piezoeléctrico.
Caudalímetros ultrasónicosse clasifican según el principio de medición: método de diferencia de velocidad de propagación, método de efecto Doppler, método de desplazamiento del haz, método de correlación, método de ruido, etc. Debido a que el método de diferencia de velocidad de propagación supera el error causado por el cambio de la onda de sonido con la temperatura del fluido y tiene una alta precisión, se usa ampliamente. El método de diferencia de velocidad de propagación se divide en: método Z (método de transmisión), método V (método de reflexión), método X (método cruzado), etc.
Según el método de instalación, existen: tipo de abrazadera externa, tipo enchufable, tipo de segmento de tubería y portátil. Los caudalímetros ultrasónicos portátiles se utilizan principalmente para calibrar otros caudalímetros instalados.
2. Ventajas del caudalímetro ultrasónico
(1) El caudalímetro ultrasónico es un instrumento de medición sin contacto, que se puede usar para medir el flujo de fluidos y diámetros de tubería grandes que no son fáciles de contactar y observar. No cambia el estado de flujo del fluido, no produce pérdida de presión y es fácil de instalar.
(2) Puede medir el flujo de medios corrosivos fuertes y medios no conductores.
(3) El caudalímetro ultrasónico tiene un amplio rango de medición, y el rango de medición es de 2 cm a 6,5 m.
(4) Caudalímetro ultrasónicoPuede medir el flujo de varios líquidos y aguas residuales.
(5) El caudal volumétrico medido por el caudalímetro ultrasónico no se ve afectado por la temperatura, presión, viscosidad, densidad y otros parámetros termofísicos del fluido medido. Se puede convertir en formas fijas y portátiles.
(6) Los caudalímetros ultrasónicos enchufables y con abrazadera se pueden instalar y mantener sin detener la producción sin cortar la tubería del proceso.
(7) El costo es relativamente bajo.
3. Desventajas del caudalímetro ultrasónico
(1) El rango de medición de temperatura del caudalímetro ultrasónico no es alto y, por lo general, solo puede medir el fluido cuya temperatura es inferior a 200 ℃.
(2) Poca capacidad antiinterferente. Es susceptible a la interferencia de burbujas, incrustaciones, bombas y otras fuentes de sonido mezcladas con ruido ultrasónico, lo que afecta la precisión de la medición.
(3) La sección de tubería recta tiene requisitos estrictos, que es el primer 10D, el 5D trasero y la distancia desde la bomba 30D (D es el diámetro interior de la tubería). De lo contrario, la dispersión es mala y la precisión de la medición es mala.
(4) La incertidumbre de la instalación traerá grandes errores en la medición del flujo.
(5) La escala de la tubería de medición afectará seriamente la precisión de la medición y provocará errores de medición significativos. Incluso cuando es severo, el medidor no tiene pantalla de flujo.
(6) El nivel de fiabilidad y precisión no es alto (generalmente de 1,5 a 2,5 grados) y la repetibilidad es baja. Los medidores de flujo ultrasónicos determinan la tasa de flujo midiendo la velocidad del fluido y multiplicándola por el área de la sección transversal de la tubería. El caudalímetro no puede medir directamente el diámetro interior y la redondez de la tubería, y solo puede estimar el área de la sección transversal de acuerdo con el círculo estándar en función del diámetro exterior y el grosor de la pared. La incertidumbre causada por esto ha superado el 1%, por lo que la precisión es limitada.
(7) Vida útil corta (la precisión general solo se puede garantizar durante 2 años).
(8) La precisión del caudalímetro ultrasónico es menor que la del caudalímetro electromagnético (el caudalímetro ultrasónico es generalmente del 1% y el caudalímetro electromagnético es generalmente del 0,5%).
(9) Hay muchos factores inciertos que afectan la precisión del medidor de flujo ultrasónico (como si la tubería recta es suficiente, el estado de flujo del agua en la tubería, el ensuciamiento de la pared de la tubería, burbujas de aire, cambios de temperatura, ruido, humanos factores, etc.).
(10) Medidores de flujo ultrasónicostienen requisitos muy estrictos para las tuberías y no debe haber ruido anormal; de lo contrario, afectará en gran medida el error de medición.