Caudalímetro

Con un caudalímetro puede determinar la velocidad y, bajo ciertas condiciones, también la cantidad del medio que fluye a través de él. El caudalimetro se diferencia, entre otras cosas, por el tipo de medio a medir y el principio de medición. Con frecuencia, el caudalímetro está diseñado para un estado específico de la materia que fluye, es decir, mide gases o líquidos. Con dispositivos especialmente equipados también es posible medir los materiales a granel que fluyen durante el transporte en los procesos de fabricación o almacenamiento.
Incluso aquellas personas que tienen poco que ver con un caudalímetro, sin duda habrán observado el caudalímetro en el surtidor de combustible mientras repostan, y tal vel el contador de agua o de gas para facturar las cantidades consumidas. Estos medidores de caudal se utilizan para registrar la cantidad y deben ser verificados, ya que los precios se establecen en base al volumen consumido. Estos dispositivos y los que se utilizan para la vigilancia y el control continuo de los procesos se denominan medidores de caudal estacionarios, porque se utilizan permanentemente en el mismo lugar. Los dispositivos móviles son adecuados para realizar pruebas ocasionales, mediciones en diferentes lugares y para la solución de problemas en las plantas existentes.

El caudalímetro se utiliza en muchas áreas diferentes. Con el fin de reducir los criterios de elección para sus propias necesidades, es aconsejable aclarar primero las condiciones de medición.
• ¿Debe el caudalímetro estar instalado permanentemente en un punto o se utilizará para medir en diferentes puntos?
• ¿El material es gaseoso, líquido o a granel?
• ¿El material fluye a través de una sección transversal de tubería completamente llena?
• Si es así, ¿es posible que el caudalímetro sobresalga en la sección transversal de la tubería?
• ¿Qué velocidades de caudal deben ser medidas?
• ¿Qué precisión se espera del medidor de caudal?
• ¿Debería realizarse la medición durante un proceso en marcha y debería influir en el proceso?
• ¿Deben almacenarse o transmitirse los valores medidos?
• ¿El medidor de flujo tiene que ser calibrable y ajustable? A continuación, se describen brevemente algunos medidores de flujo según su principio de funcionamiento.

Se pueden utilizar varios principios de medición para medir la velocidad y el volumen del caudal. Los caudalímetros con tubo pitot, rueda alada e hilo térmico son algunos de esos dispositivos en los que se coloca el sensor directamente en el flujo para que influya en él en mayor o menor medida. El caudalimetro con tubo pitot es muy adecuado para grandes caudales y para gases con un alto contenido de partículas. Por otro lado, con el caudalímetro con rueda alada consigue medir bien volúmenes de líquidos y velocidades medias de flujo para los gases en el rango de 5 a 20 m/s. Los anemómetros de hilo térmico son particularmente adecuados como caudalímetros para bajas velocidades de medios gaseosos. El caudalimetro por ultrasonido y el medidor inductivo magnético funcionan miden sin obstruir el flujo.

Manómetro tubo de pitot
Un caudalímetro que determina la velocidad del caudal por medio de la diferencia de presión es el manómetro de tubo pitot. La medición de la presión funciona a través de un tubo con un posicionamiento específico de orificios , que recibe y registra la presión del medio que fluye. Si a esta presión dinámica se le resta la presión estática del medio en reposo, que también se mide, se obtiene la presión diferencial. A partir de esto se puede determinar la velocidad del caudal. El volumen que fluye por la tubería puede determinarse a partir de la velocidad del caudal y la sección transversal de la tubería.

Anemómetro de rueda alada
El anemómetro de rueda alada es un caudalímetro que determina la velocidad del medio por la velocidad con que la rueda alada se mueve a través del flujo. Estos dispositivos se utilizan a menudo para las mediciones de los vientos exteriores. Se instalan de forma fija en edificios o en turbinas eólicas y suelen estar conectados a un medidor o indicador de la dirección del viento. Los dispositivos móviles se utilizan en campos, en obras de construcción o aeródromos o en edificios para comprobar los conductos de ventilación. Algunos de estos dispositivos también determinan el caudal de volumen cuando se conoce la sección transversal del canal. La rueda alada en forma de hélice se mantiene directamente en el flujo. Es por ello que este tipo de dispositivos requieren que se preste especial atención a la dirección del flujo. Una forma especial que es independiente de la dirección del flujo horizontal es el caudalímetro en forma de cruz. El caudalímetro en cruz son sensores de presión diferencial para determinar la velocidad del flujo de aire y el flujo volumétrico. Las pérdidas de carga son mínimas. La presión total se determina y se calcula por perforaciones equidistantes que se encuentran en una línea diagonal. La parte proporcional de la presión dinámica se calcula restando la presión subestática. La rueda alada se utiliza para la medición continua del volumen de los líquidos. Muchos contadores de agua y de calor utilizan una rueda alada en la dirección del flujo.

Anemómetro de hilo térmico
Un anemómetro de térmico es un medidor de caudal que funciona con materiales conductores de electricidad calentados. Cuanto mayor sea la velocidad del flujo, antes se enfriará el sensor. La evaluación puede hacerse por dos métodos diferentes. El primer método, conocido como Constant Current Anemometry (CCA), se mantiene la corriente térmica. Con el cambio de temperatura cambia la resistencia eléctrica del sensor calentado, lo que permite medir el cambio de tensión. El segundo método, conocido como Constant Temperature Anemometry, funciona con una temperatura constante. En este método, la velocidad del cauda se determina por la cantidad de corriente térmica que debe utilizarse para mantener la temperatura .

Caudalímetro por ultrasonido
El caudalímetro por ultrasonido se utiliza para medir sin contacto directo la velocidad y el volumen del caudal de líquidos que fluyen por las tuberías. Un caudalímetro ultrasónico utiliza dos sensores que se fijan en la tubería como transmisor y receptor. Puede medir tanto en tuberías metálicas como plásticas. Puede usar este tipo de sensores para tuberías con diferentes secciones transversales. Es por ello y porque no es necesario modificar las tuberías existentes, que el caudalimetro por ultrasonido es muy adecuado para realizar mediciones móviles. Al interpretar los valores, hay que tener en cuenta que el resultado de la medición puede ser falsificado como consecuencia de la falta de homogeneidad del líquido, como por ejemplo una alta viscosidad, las burbujas de gas o sólidos .

Caudalímetro electromagnético
La medición electromagnética del caudal funciona sin partes móviles y sin contacto directo con el medio que fluye. Sin embargo, requiere que el medio a medir sea eléctricamente conductivo y que fluya a través de una sección especial de medición. Para ello, se integra en el caudalímetro una sección transversal de tubería especialmente preparada. Esto asegura que el campo magnético resultante no se disipe a través del material de la tubería y que la tensión pueda ser aprovechada a través de dos electrodos que están en contacto galvánico con el medio que fluye. El valor límite inferior de la conductividad depende del dispositivo y puede ser, por ejemplo, de 50 microsiemens por centímetro. Antes de adquirir este tipo de caudalimetro electromagnetico, compruebe si su medio es suficientemente conductor. Los sensores electromagnéticos reaccionan con mucha rapidez y sólo requieren una corta distancia de medición. El caudalímetro electromagnético mide independientemente de la temperatura, la densidad y la viscosidad y ofrece resultados precisos incluso cuando aparecen burbujas de gas y sólidos.

Para garantizar que el caudalímetro mide con precisión es necesario calibrarlo regularmente. Al seleccionar un dispositivo considere cómo y dónde podrá calibrar el caudalimetro. Es ventajoso que los dispositivos que controlan continuamente un proceso no tengan que ser enviados para su calibración externa. Para muchos procesos de producción también resulta económico poder hacer pruebas directamente con el medio respectivo y en condiciones de uso locales. En el caso de los medidores de agua verificados que trabajan de forma continua, una vez que expira la fecha de verificación, se suele reemplazar el dispositivo por otro verificado. Al actuar así el punto de medición estará bloqueado sólo durante el tiempo que lleva sustituir un equipo por otro. Una vez sustituido podrá seguir midiendo. El medidor de agua desmontado se somete entonces a una prueba externa y se ajusta o se desecha en caso de desviaciones. En el caso del caudalímetro móvil que se calibra externamente es bueno planificar con antelación la fecha de calibración. Los intervalos de tiempo entre las calibraciones deben determinarse en función de las consecuencias que pueden producir unos valores imprecisos.

El dispositivo recibió su nombre debido a su capacidad para operar en el rango de frecuencias de los ultrasonidos y para registrar lo que sucede cuando las ondas ultrasónicas y las oscilaciones acústicas atraviesan el flujo de líquido / gas. Cuanto más rápido se mueve / fluye el material en la tubería, más cambia la frecuencia de la onda. De hecho, al medir los efectos acústicos, el dispositivo determina el volumen y el consumo / flujo de un determinado material (agua, aceite, gas, diversos productos que fluyen). El medio fluye en la tubería a diferente velocidad, y la medición realizada tanto a lo largo como en contra del flujo (aguas arriba y aguas abajo) tiene por objeto determinar, al final, el caudal y el flujo volumétrico. No hay gran diferencia en las mediciones si no hay flujo, pero con el aumento del flujo, es mucho más difícil que la onda se mueva en contra de todo el flujo hacia abajo, y es por eso que cuanto más rápido sea el flujo en la tubería, mayor será la diferencia en las mediciones de aguas arriba y aguas abajo (requiere diferente tiempo para pasar a una cierta distancia a cierta velocidad). La introducción del transductor acústico que reacciona a la densidad del medio, permite medir incluso el caudal másico. Mucho depende del líquido cuyo flujo debe medirse. Si el material está limpio, las altas frecuencias se aplican, y se garantiza que la medición sea muy fiable y precisa. Si hay algunas partículas sólidas en el líquido, repartidas de forma desigual, o el material no está lo suficientemente limpio, las frecuencias deben reducirse, para evitar su dispersión y absorción de las oscilaciones.

Un caudalímetro ultrasónico es fácil de utilizar y manejar, es un equipo estable, que no tiene partes móviles y es bastante robusto con una vida útil a largo plazo, sin embargo, antes de su aplicación, es necesario realizar la comprobación del líquido que fluye para evitar incertidumbres y fallos durante el proceso de medición. Al aplicar los caudalímetros hay que tener en cuenta que si algunos materiales / líquidos son muy resistentes a las ondas ultrasónicas y las reflejan en lugar de dejarlas pasar, la medición será muy inexacta y se pueden producir errores. Las partículas que pueden estar presentes en el material tienen su propia velocidad, diferente a la del conjunto del flujo, en el que se encuentran, y teóricamente, esto también puede dar lugar a grandes fluctuaciones y errores en las mediciones del caudal. A pesar de las posibles dificultades, es justo decir que los dispositivos ultrasónicos modernos han alcanzado un nivel tal que hacen frente incluso a obstáculos tales como líquidos muy oscuros e inhomogéneos. La gama de posibilidades de aplicación de un caudalímetro ultrasónico es alta: casi todo tipo de industria donde el material fluye en las tuberías, más extendida en el agua /aguas residuales, las industrias de producción de alimentos y bebidas, farmacéutica, química y otros.

Los caudalimetros por ultrasonido tienen ventajas evidentes que son muy valiosas y lo convierten en una herramienta insustituible cuando se trata de controles de mantenimiento y servicio, así como para la medición que debe llevarse a cabo preferentemente sin intrusión en las tuberías. Dependiendo del material y del tipo de empresa en la que se realiza la medición, la intrusión en las tuberías puede ser bastante indeseable (planta de energía o química), por eso es muy conveniente la aplicación del medidor sin contacto que mide el flujo de sustancias a veces peligrosas. El caudalímetro con el transductor de abrazadera puede ser incluso montado en la tubería, y llevar a cabo la medición externamente, desde el exterior, pero hay algunas cosas a las que hay que prestar atención: se debe montar y aplicar en la tubería correctamente para evitar el debilitamiento o la pérdida de la señal de ultrasonido para que este último fuera capaz de llegar plenamente al líquido. La aplicación del transductor de pinza permite aplicar el dispositivo en cualquier momento, sin depender de los tipos de líquido y sus propiedades, ya que el dispositivo permanece seco y no se daña. La medición se realiza de forma continua y los resultados se pueden recibir en tiempo real.

Un caudalímetro ultrasónico móvil / portátil facilita las mediciones hasta tal punto que el operario no necesita ningún instrumento adicional para realizar comprobaciones inmediatas allí donde sea necesario (desde agua hasta aceites y productos químicos). Es ideal para las situaciones en las que se debe realizar una medición rápida para detectar un problema o simplemente para comprobar el estado general del proceso en curso. Gracias al paquete de tuberías recargables, el dispositivo portátil garantiza unas horas de trabajo de regulación y el registrador de datos interno almacena las mediciones para su posterior análisis y procesamiento. Los caudalímetros móviles pueden utilizarse siempre como referencia para los caudalimetros instalados de forma fija, ya que, a pesar de su compacidad, proporciona buenos resultados de medición.

Uno de los nuevos campos de aplicación de los caudalímetros es el control de la climatización. Dado que hoy en día existen estrictos requisitos y normativas en cuanto a calefacción, aire acondicionado y ventilación, especialmente en espacios cerrados, salas, oficinas y similares, la necesidad de realizar una medición precisa del flujo de aire bastante elevada. Para este tipo de mediciones, la temperatura se convierte en un parámetro importante y la medición se realiza teniendo en cuenta un principio de flujo térmico. La mejor solución, cuando se trata de mediciones en calentadores, sistemas de calefacción, sistemas de extinción de incendios, es un contador de calor de pinza. Sin invasión adicional en la tubería con sustancias calientes / frías en el interior, el medidor se fija en la tubería (el tamaño de la misma no importa) y permite llevar a cabo la supervisión en las partes más difíciles y peligrosas de alcanzar.

La aplicación del caudalimetro no sólo ayuda a encontrar los problemas y llevar a cabo la solución de problemas en las tuberías, sino que proporciona posibilidades para llevar el seguimiento y control de calidad (por ejemplo, en la producción de bebidas o el análisis de los equipos de calefacción e instalaciones). Si el dispositivo tiene la opción de doble o multicanal, permite realizar mediciones simultáneas no sólo en algunos puntos de una tubería, sino también en varias tuberías, lo que proporciona una mayor precisión y posibilidades de comparar los valores. Los transductores de abrazadera y los de aguja pueden ser utilizados para hacer el proceso de medición más conveniente y son adecuados tanto para las temperaturas de funcionamiento bajas como para las altas, lo que garantiza la aplicación para el control de los sistemas de refrigeración y de calefacción.

• Agricultura: estos caudalimetros se pueden utilizar para la verificación de las condiciones para regar por aspersión los cultivos o quemar rastrojos, verificación de las condiciones para el ganado.
• Automóviles: para las mediciones de calefacción y aire acondicionado.
• Aviación: estos caudalímetros se pueden utilizar en planeadores, para ala delta, en parapentes, en ultraligeros, en paracaídas, en vuelos en globo.
• Ingeniería civil: estos caudalimetros se pueden utilizar en la seguridad de emplazamientos, condiciones de trabajo, seguridad en las obras, operación para la seguridad de las grúas, mediciones del esfuerzo del viento.
• Guardacostas: estos caudalímetros de aire se pueden utilizar para realizar evaluaciones de las condiciones para la supervivencia o la seguridad.
• Formación: estos caudalimetros de aire se pueden utilizar en mediciones y experimentos con el flujo de aire, evaluación de condiciones exteriores para la práctica de deportes escolares, estudios medioambientales.
• Extinción de incendios: estos caudalímetros de aire se pueden utilizar en la indicación sobre el peligro de la propagación del fuego.
• Calefacción y ventilación: con los caudalimetros de aire se realizan mediciones del flujo y la temperatura del aire, verificación del estado de los filtros.
• Aficiones: estos caudalímetros de aire se pueden utilizar para aeromodelismo, modelismo de barcos, vuelo de cometas.
• Industria: estos caudalimetros de aire se pueden utilizar en mediciones del flujo y de la temperatura del aire, control de la contaminación.
• Policía: estos caudalímetros de aire se pueden utilizar para las mediciones de los vientos de costado en carreteras.
• Actividades al exterior: se pueden utilizar los caudalimetros como por ejemplo tiro con arco, ciclismo, tiro, pesca, golf, vela, atletismo, camping, senderismo, montañismo, ...
• Trabajos al exterior: se pueden utilizar los caudalímetros en la evaluación de condiciones ambientales.
• Ciencia: se pueden utilizar los caudalimetros como por ejemplo en la aerodinámica, ciencia medioambiental, meteorología.
• En definitiva es un campo muy amplio en donde se pueden utilizar los caudalímetros.

¿Qué es un caudalímetro ultrasónico?
Un caudalímetro ultrasónico utiliza ondas ultrasónicas para determinar sin contacto la velocidad de flujo de medios líquidos. 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. Otra opción es medir la velocidad de flujo en un sistema de tuberías desde el exterior utilizando un caudalímetro ultrasónico que envíe ondas sonoras desde el exterior a través del medio. En este método, dos sensores ultrasónicos, que actúan como transmisor y receptor, se fijan a una distancia definida entre sí en una tubería que transporta el medio.

El ultrasonido se emite en el medio en un ángulo oblicuo y se acelera o desacelera en función de la velocidad del medio. De este modo, es posible determinar la velocidad del medio en el sistema de tuberías mediante el método de diferencia de tiempo de tránsito. En combinación con el área de la sección transversal de la tubería, también se puede determinar el caudal volumétrico o la velocidad de flujo. 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 traduce las señales en valores de medición reales.

¿Qué principio de medición utiliza un caudalímetro ultrasónico?
Un caudalímetro ultrasónico determina la velocidad de flujo en un medio mediante la medición de la diferencia de tiempo de tránsito. Dos sensores ultrasónicos se montan en una tubería a una distancia previamente calculada y actúan como emisor y receptor. Los sensores se conectan acústicamente a la superficie de la tubería mediante un gel de acoplamiento y emiten las ondas sonoras en el medio con un ángulo definido. Las ondas sonoras se aceleran en la dirección del flujo del medio y se desaceleran en sentido contrario. Midiendo estas diferencias de tiempo, el caudalímetro ultrasónico determina la velocidad del flujo, siempre que se conozca la velocidad del sonido específica del medio.

¿Qué medios pueden medirse con un caudalímetro ultrasónico?
Con un caudalímetro ultrasónico pueden medirse todos los medios líquidos homogéneos con bajo contenido en sólidos como, por ejemplo, agua, aceites, alcoholes, etc. La temperatura del medio puede oscilar entre -30 °C y + 160 °C, en función de la tecnología de sensores seleccionada. No es posible medir con un caudalímetro ultrasónico gases, ni líquidos con contenido sólido, medios viscosos o pastas. Debido a la falta de homogeneidad de estos medios, las partículas y los componentes sólidos dispersan y refractan las ondas ultrasónicas hasta tal punto que la intensidad de la señal disminuye considerablemente, impidiendo obtener resultados de medición precisos.

¿Cuáles son las ventajas de un caudalímetro ultrasónico?
Con un caudalímetro ultrasónico es posible medir de forma móvil, rápida y flexible. Móvil, porque puede utilizarse independientemente del lugar gracias a su tamaño manejable y a la alimentación autosuficiente mediante batería recargable. Rápido, porque tras la configuración del caudalímetro y la instalación del sensor en el sistema de tuberías, la medición puede iniciarse inmediatamente. Flexible, porque el caudalímetro ultrasónico permite instalar diferentes sensores en tuberías con diferentes diámetros de diferentes materiales. Al mismo tiempo puede medir una amplia gama de medios dentro de un amplio rango de temperatura.

La calibración de un caudalímetro ultrasónico suele realizarse comparando los valores de medición con los de otro dispositivo fiable. En un nuevo método patentado tan sólo en 2020, los caudalímetros ultrasónicos que utilizan un método de diferencia de tiempo de tránsito se calibran cambiando la distancia entre los sensores según lo previsto. Este cambio en la posición de los sensores, como el movimiento de un medio que fluye, permite evaluar las diferencias de tiempo de tránsito en las señales acústicas generadas por el caudalímetro ultrasónico. Dado que en este método sólo se miden el tiempo y la distancia, el caudalímetro ultrasónico puede calibrarse con gran precisión para el método de diferencia de tiempo de tránsito con total independencia del medio que fluye y de la geometría de la tubería.

En su laboratorio de metrología, PCE Instruments utiliza un soporte de calibración de caudal, en el que el agua se bombea a través de un sistema cerrado de tuberías de cobre durante la calibración. El caudal puede controlarse mediante válvulas y modificando la velocidad de la bomba en el panel de control de la misma. Actualmente se realizan calibraciones de un punto, mientras que el sistema bombea con una presión fija de unos 4 bares. Las cuatro secciones de medición están dispuestas una encima de otra en forma de largas secciones horizontales. El caudalímetro de referencia está instalado en el tubo superior. Los sensores del caudalímetro ultrasónico a calibrar se fijan en uno de los tres tubos inferiores, sujetándolos con tiras de velcro. Las dimensiones de los tubos de cobre son 28,0 x 1,0 mm para los dos tubos superiores, 54,0 x 1,5 mm para el tercero desde arriba y 88,9 x 2,0 mm para el inferior.

Como referencia se utiliza un caudalímetro magnético de fácil manejo y lectura, tipo induQ VMM de la casa SIKA, que está instalado en el sistema. Durante la medición, se genera un campo magnético de intensidad constante en el tubo de medición del caudalímetro de referencia. El campo magnético induce una tensión en el agua conductora que fluye, cuyo nivel es proporcional al caudal. Esta tensión se mide, a partir de la cual se determina la velocidad del caudal y se indica en metros por segundo.

El valor de medición que indica el caudalímetro ultrasónico a calibrar se compara con este valor. Por supuesto, la comparación directa de los valores de medición sólo funciona si ambos puntos de medición tienen la misma sección transversal de tubería y las mismas condiciones de flujo. Así, en el puesto de calibración de caudal de PCE Instruments, si el caudalímetro ultrasónico se calibra en la tubería de sección transversal de 28,0 x 1,0 mm, se puede comparar directamente con el valor del caudalímetro de referencia inductivo magnético. Para las otras dos secciones transversales podrá leer el valor nominal corregido de la velocidad de flujo en un dispositivo de evaluación independiente.

A la hora de determinar la velocidad de flujo con los sensores ultrasónicos, la velocidad sónica del medio fluido desempeña un papel decisivo. Sin embargo, la velocidad sónica no sólo depende de la composición del material, sino también de su temperatura. Por lo tanto, es necesario tener siempre en cuenta la temperatura del medio a la hora de determinar la velocidad de flujo con el caudalímetro ultrasónico. La unidad de evaluación situada en el soporte de calibración del caudal, justo encima de las tuberías de calibración, indica la velocidad del caudal y también la temperatura del agua mediante un sensor integrado en la tubería. Además, también se registran los valores actuales de temperatura y humedad del aire.

En el certificado de calibración de fábrica del caudalímetro ultrasónico se anotan las condiciones ambientales, el dispositivo de calibración, el procedimiento de calibración, las condiciones de medición y el resultado o resultados de la comparación del valor nominal y real. Si el valor real mostrado por el caudalímetro ultrasónico se desvía del valor nominal (punto de consigna) del dispositivo de referencia más de lo especificado en el dispositivo.

El caudalímetro ultrasónico también pueden utilizarse para determinar el calor cuando se utilizan sensores adicionales para determinar la temperatura del medio antes y después de la emisión de calor. Para mediciones puntuales resultan especialmente adecuados dispositivos móviles, que se montan y desmontan de forma rápida y sencilla, y que adicionalmente no causan ninguna fuga en la tubería. El caudalímetro ultrasónico puede medir el caudal sin interferencias en el sistema de tuberías y sin contacto directo con el medio de transferencia de calor o el refrigerante. Especialmente prácticos son los dispositivos que incluyen la medición de temperatura, en los que los sensores ultrasónicos y los sensores de temperatura se fijan con velcro.

Este conjunto de contadores térmicos ultrasónicos móviles suele incluir tres componentes: el caudalímetro ultrasónico, un registrador de datos de temperatura de dos canales y el software para evaluar los datos. El caudalímetro ultrasónico determina la velocidad de flujo. A partir de esta velocidad de flujo y de la sección transversal de la tubería introducida previamente, determina el volumen que fluye por la tubería. El registrador de datos de temperatura registra las temperaturas en el flujo y el retorno del sistema de tuberías. Para ello, se fija un sensor de contacto de temperatura en el exterior de la tubería de ida y otro en la de retorno. Los datos de medición y cálculo de los dos dispositivos pueden almacenarse o transferirse a un ordenador durante la medición.

El software de evaluación, especialmente adaptado a estos equipos, calcula la potencia calorífica en kW o kJ/h y la cantidad de calor en kJ o kWh durante el periodo de medición a partir de los datos transmitidos sobre el caudal volumétrico y la diferencia de temperatura entre las tuberías de ida y de retorno. Permite visualizar inmediatamente los datos registrados y calculados en forma de tabla y gráfica, lo que permite la evaluación directa de las mediciones in situ con un ordenador portátil. Si no es posible realizar una evaluación inmediata en el punto de medición, los datos de medición almacenados en el caudalímetro ultrasónico y en el registrador de datos de temperatura pueden transferirse y evaluarse posteriormente en la oficina.

El caudalímetro ultrasónico para la determinación de la cantidad de calor permiten realizar mediciones rápidas y sencillas en el sector de la tecnología de climatización y en la industria, ya sea para mediciones de control puntuales en distintos lugares o para el control continuo de sistemas de calefacción o refrigeración. Debido a que los sensores no entran en contacto con el medio de transferencia de calor durante la medición, el caudalímetro ultrasónico puede utilizarse sin problemas con medios agresivos, pero también en áreas con altos requisitos de higiene, como en la industria farmacéutica y la producción de alimentos. También se suele preferir el proceso de medición desde el exterior, ya que no es necesario detener ningún proceso para la medición y porque el comportamiento de flujo del fluido no se ve influido por los sensores en los puntos de medición.

La precisión de medición de los caudalímetros y termómetros ultrasónicos puede comprobarse periódicamente en un laboratorio de metrología especialmente adecuado, tarea y confirmarse mediante un certificado de calibración ISO. Para ello, el laboratorio de metrología debe estar equipado con un soporte de calibración de caudal adecuado.

El caudalímetro ultrasónico es utilizado cada vez en más sectores técnicos, ya que miden sin afectar al comportamiento del flujo y pueden optimizarse para diferentes aplicaciones. El usuario puede elegir entre una amplia variedad de modelos para un uso móvil o de instalación fija. Los requisitos higiénicos más exigentes pueden cumplirse tanto en el caso de los dispositivos instalados en línea como en los dispositivos en los que el sensor no tiene contacto directo con el medio fluyente. La posibilidad de medir desde el exterior permite registrar sin problemas la velocidad de flujo en los sistemas de tuberías existentes y sin tener que cortar la tubería. Existen caudalímetros ultrasónicos homologados para realizar mediciones legales, como para la facturación del consumo de agua, otros líquidos, gases, vapor o aire comprimido o incluso hidrógeno.

Tecnología médica y de laboratorio
En medicina y en el análisis de líquidos y gases se utiliza el caudalímetro ultrasónico para controlar con precisión los caudales bajos. Ya sea en cuidados intensivos, durante operaciones, en diálisis o en el análisis de gases respiratorios, se han desarrollado sensores especiales para controlar los caudales. Se colocan sobre los tubos habituales y miden el caudal desde el exterior con gran precisión.

Industria farmacéutica y biotecnología
En la producción de medicamentos y en la biotecnología también son esenciales una elevada pureza de las sustancias y el cumplimiento exacto de las relaciones de flujo previstas. El caudalímetro ultrasónico puede utilizarse tanto para dosificar los componentes líquidos según sea necesario, como para controlar los procesos de limpieza especificados.

Producción de semiconductores
En la producción de semiconductores se plantean exigencias especiales al entorno de fabricación, ya que el más mínimo cuerpo extraño puede inutilizar los componentes. En el proceso de fabricación se utilizan diversos líquidos abrasivos, adhesivos o corrosivos de gran pureza. Para garantizar que los distintos procesos se desarrollan de forma segura y eficaz, el caudal de las sustancias puede controlarse mediante un caudalímetro ultrasónico de forma continua y no intrusiva.

Industria química y petroquímica
En la industria química y petroquímica, el caudalímetro ultrasónico permite la medición segura de sustancias agresivas o tóxicas. Ya sea para el control de procesos, la dosificación de aditivos o la supervisión continua de líneas, el caudalímetro ultrasónico es adecuado para una gran variedad de tareas. Disponemos de modelos con protección ATEX para zonas potencialmente explosivas.

Petróleo, gas, calefacción urbana, refrigeración
En el ámbito del suministro de energía térmica, el caudalímetro ultrasónico no sólo es adecuado para la transferencia de custodia o la medición interna de consumo continuo. También puede utilizarse para mediciones de control puntuales en los sistemas existentes. Por ejemplo, es adecuados para auditorías energéticas, para la coordinación de los componentes del sistema y para la optimización de procesos. Pero la inspección de los contadores de consumo de instalación fija también puede realizarse con un caudalímetro ultrasónico móvil adecuado.

Gestión del agua y de las aguas residuales
Para la medición del consumo en redes de abastecimiento de agua potable, existen caudalímetros ultrasónicos calibrados para medición en línea, que no requieren una sección adicional de entrada o salida. El valor de consumo acumulado no sólo se visualiza, sino que también puede leerse de forma inalámbrica. Esto evita tener que bajar al sótano para la lectura. Además, los datos de medición de estos contadores de agua pueden utilizarse para detectar fugas en la instalación doméstica o para limitar la posición y el alcance de las fugas en caso de averías en la red de agua potable.

Estos contadores digitales ya no tienen que sustituirse cada 6 años, como los antiguos contadores mecánicos, sino sólo al cabo de 15 años. Por lo tanto, un caudalímetro ultrasónico ofrece ventajas considerables como contador de agua tanto para el proveedor como para el cliente final. También existen caudalímetros ultrasónicos especiales para las aguas residuales y para el control del nivel y el caudal de los ríos, por ejemplo, durante las lluvias torrenciales.

El caudalímetro ultrasónico también es adecuados para controlar caudales muy pequeños en la producción farmacéutica, la biotecnología, la fabricación de semiconductores y la tecnología médica. Hay que distinguir entre los sistemas de abrazadera (clamp-on) y los sistemas en línea (inline). Mientras que los sensores de un caudalímetro ultrasónico clamp-on se colocan en el exterior de la tubería y no tienen contacto directo con el medio, en los sistemas en línea son mojados directamente por el fluido.

El caudalímetro ultrasónico de alta precisión especialmente diseñado para pequeños volúmenes de flujo se utilizan en medicina, por ejemplo, en

• ventiladores,
• sistemas de asistencia cardiaca,
• máquinas de circulación extracorpórea,
• máquinas de diálisis y
• transfusiones y
• en el análisis de muestras en cromatógrafos de gases.

En la industria, estos dispositivos pueden utilizarse, entre otras cosas, para controlar la mezcla de ingredientes y la dosificación de soluciones de limpieza y agua de refrigeración del proceso, de acuerdo con los criterios especificados. Cada vez se integran los caudalímetros ultrasónicos para caudales pequeños en los flujos de proceso de muchos sectores, entre ellos

• en la industria farmacéutica
• en la tecnología de laboratorio
• en la biotecnología y
• en la producción de semiconductores.

Como en el campo de la medicina, pero también en muchas aplicaciones industriales, es muy importante controlar con precisión los pequeños caudales, el caudalímetro ultrasónico que allí se utiliza está equipado con interfaces. A través de estas interfaces se transmiten los valores de medición directamente al controlador del proceso. En caso necesario, las bombas o válvulas pueden controlarse automáticamente. Algunos dispositivos combinan sensores para la detección de burbujas de aire, de modo que las burbujas no deseadas puedan detectarse y se notifique de forma automática.

Las burbujas de aire son absolutamente indeseables, no sólo en la mayoría de las transferencias de líquidos en aplicaciones médicas, sino también en muchas aplicaciones de líquidos de baja dosificación en la industria. Por ejemplo, una burbuja de aire en una fotorresistencia puede inutilizar los componentes recubiertos y las bolsas de aire en el agua de refrigeración pueden provocar interrupciones del proceso.