Caudalímetro ultrasónico

¿Qué es el ultrasonido?

El sonido describe las ondas mecánicas o también acústicas, que se expanden exclusivamente en medios elásticos. En consecuencia, las ondas sonoras requieren gases, líquidos o sólidos para propagarse. Las ondas sonoras difieren significativamente de las ondas electromagnéticas, que también atraviesan el vacío sin ningún problema. La propagación de las ondas sonoras puede ser transversal o longitudinal, según el medio y el recubrimiento, lo que a su vez desempeña un papel en diversos procedimientos de ensayos. Básicamente el sonido se divide en cuatro clases diferentes. La clasificación depende de la frecuencia, siendo la gama de frecuencias más evidente entre 16 Hz y 20 kHz. En esta banda de frecuencias se encuentra el sonido audible, es decir, aquellas ondas sonoras que pueden ser percibidas por el oído humano. Las vibraciones por debajo de 16 Hz se denominan infrasonido, las vibraciones por encima de 20 kHz se denominan ultrasonido. El infrasonido y el ultrasonido no son audibles para los humanos. Lo mismo se aplica al sonido hipersónico, que se propaga a frecuencias superiores a 1 GHz.

¿Qué es un caudalímetro ultrasónico?

Un caudalímetro ultrasónico utiliza ondas ultrasónicas para determinar sin contacto la velocidad de caudal de un líquido. Si un medio fluye a través de un sistema de tuberías, es posible instalar un caudalímetro en línea, es decir, separar el sistema de tuberías e integrar un caudalímetro en el sistema de tuberías para medir la velocidad del flujo. Alternativamente, la velocidad del flujo en el sistema de tuberías también puede medirse desde el exterior utilizando un caudalímetro ultrasónico para enviar ondas sonoras desde el exterior a través del medio. Cuando se usa este método, dos sensores ultrasónicos, que actúan como transmisor y receptor, se fijan a una distancia definida entre sí en un tubo que transporta el medio. El ultrasonido se emite en el medio en un ángulo oblicuo y se acelera o desacelera dependiendo de la velocidad del medio. De esta manera, la velocidad del medio en el sistema de tuberías puede ser determinada por medio del método de diferencia de tiempo de tránsito. Así pues, en combinación con el área de la sección transversal de la tubería, también se puede determinar el caudal. Así pues, un caudalímetro ultrasónico consta de dos componentes esenciales: el sistema de sensores ultrasónicos, que se monta en el sistema de tuberías, y la unidad de evaluación, que convierte las señales en valores de medición reales.

¿Qué principio de medición utiliza un caudalímetro ultrasónico?

El caudalímetro ultrasónico determina la velocidad del flujo en un medio mediante la medición de la diferencia de tiempo de tránsito. Se montan dos sensores ultrasónicos en la tubería con un líquido que fluye a través de ella a una distancia previamente calculada. Estos sensores actúan como transmisor y receptor. Los sensores se conectan acústicamente a la superficie de la tubería por medio de un gel de acoplamiento y hacen sonar las ondas sonoras en el medio en un ángulo definido. Las ondas sonoras se aceleran en la dirección del caudal y se desaceleran en contra de la dirección del flujo. Midiendo estas diferencias de tiempo, el caudalímetro ultrasónico determina la velocidad del caudal, siempre y cuando se conozca la velocidad del sonido específica del medio.

¿Qué medios se puede medir con un caudalímetro ultrasónico?

Un caudalímetro ultrasónico puede ser usado para medir cualquier medio líquido y homogéneo con un bajo contenido de sólidos. Esto incluye el agua, aceites, alcoholes, etc. La temperatura del medio puede estar entre -30° C y + 160 °C, dependiendo de la tecnología de sensores seleccionada. Tanto los gases como los líquidos con contenido sólido, medios viscosos o pastas no pueden ser medidos con un caudalímetro ultrasónico. Debido a la falta de homogeneidad de estos medios, las ondas ultrasónicas son dispersadas y refractadas por las partículas y los componentes sólidos hasta tal punto que la fuerza de la señal disminuye considerablemente y no se pueden lograr resultados de medición precisos.

¿Qué ventajas tiene un caudalímetro ultrasónico?

Un caudalímetro ultrasónico permite realizar mediciones de forma móvil, rápida y flexible. Móvil, ya que puede utilizarse independientemente de la ubicación, gracias a su tamaño compacto y una alimentación por acumulador. Rápido, porque después de la configuración del caudalímetro y la instalación de los sensores en el sistema de tuberías, la medición puede iniciarse inmediatamente. Flexible, porque puede instalar los diferentes sensores del caudalímetro ultrasónico en tuberías con diferentes diámetros y diferentes tipos de material, y al mismo tiempo, puede medir una amplia gama de medios dentro de un amplio rango de temperatura. Otra ventaja es que en este método de medición no influyen algunas propiedades que pueda tener el medio, como la conductividad, que es un requisito obligatorio para otros métodos de medición.

Otra ventaja resulta de la medición indirecta por ultrasonido. No hay un contacto directo entre el medio y el dispositivo de medición, como es el caso de los caudalímetros en línea. Por un lado, esto conlleva que el caudal en el sistema de tuberías no se vea perturbado, ni tampoco haya la necesidad de interrumpir el proceso. Al mismo tiempo, es posible realizar mediciones higiénicamente limpias sin el riesgo de contaminación en el sistema de tuberías, causadas por influencias externas.

Otra ventaja es que, según el modelo, es posible medir varios parámetros importantes con un caudalímetro ultrasónico. Además de la medición de velocidad, también puede medir el caudal, la suma total del caudal, la salida de calor o la potencia térmica y la cantidad térmica.