Conocimientos || Consideraciones para la instalación de medidores de flujo ultrasónicos

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1.1 Elección del tipo de transductor (1) Método del tiempo de propagación. Para este tipo de instrumentos se pueden utilizar diversos tipos de transductores. La estructura de los transductores varía según el fabricante, al igual que las condiciones del fluido en cuestión (temperatura, presión, etc.), las condiciones de las tuberías (material, forma, diámetro, longitud de las secciones rectas, etc.) y las condiciones de instalación. Además, está relacionado con el método de configuración de los canales, y este método a su vez está estrechamente vinculado a la precisión de las mediciones y a la repetibilidad. Para gases, se utiliza USF, ya que la eficiencia de propagación de las ondas ultrasónicas en la interfaz entre el sólido y el gas es muy baja; por lo tanto, solo se pueden utilizar transductores de tipo directo. Por lo tanto, la medición del caudal de gas generalmente no utiliza USF de tipo externo. (2) Transductor refractivo de tipo Doppler utilizado en este tipo de instrumentos. Actualmente, la mayoría de los productos nacionales utilizan transductores de tipo insertable. Sin embargo, sus características técnicas, como la frecuencia de emisión, difieren de las de los transductores de tipo insertable empleados en el método basado en el tiempo de propagación; por lo tanto, no se pueden utilizar juntos. Sin embargo, las condiciones de los tuberías para ambos son básicamente las mismas. 1.2 Consideraciones relacionadas con la instalación y disposición 1) Ubicación de instalación y dirección del flujo: La parte del sensor de caudal del USF (sensor de flujo ultrasónico o transductor ultrasónico) puede instalarse generalmente en tuberías horizontales, inclinadas o verticales. Es preferible que en los conductos verticales el flujo sea de abajo hacia arriba. Si el flujo es de arriba hacia abajo, entonces debe haber suficiente presión de retención aguas abajo, por ejemplo, a través de conductos posteriores que se encuentren a mayor altura que el punto de medición, con el fin de evitar que en ese punto haya un flujo parcial. 2) Flujo unidireccional o bidireccional: Por lo general, es un flujo unidireccional. Pero también se puede diseñar para que sea bidireccional, mediante circuitos electrónicos más complejos. En ese caso, la longitud de los tramos rectos a ambos lados del punto de medición del caudal debe ajustarse según los requisitos de los tramos rectos en la zona aguas arriba. 3) Condiciones de las tuberías: La capa de depósitos en la superficie interior de las tuberías USF de tipo externo provoca una transmisión deficiente de las ondas sonoras, así como desviaciones del camino y longitud esperados para dichas ondas; esto debe evitarse ； La superficie exterior se ve menos afectada por su facilidad de tratamiento. La superficie de contacto entre el transductor de tipo interno y la tubería debe recubrirse con un agente de acoplamiento. Cabe tener en cuenta que en las tuberías hechas de materiales con estructura granular (como el hierro fundido o el hormigón), es muy probable que las ondas sonoras se dispersen; por lo tanto, la mayor parte de las ondas sonoras no llega al fluido, lo que reduce su eficacia. No deben haber grietas entre el revestimiento del tubo o la capa de óxido en el lugar donde está instalado el transductor y la pared del tubo. En el método V, los puntos de suposición inversa deben evitarse en las zonas de soldadura y en las uniones (ver Figura 11). 4) Perturbaciones en el flujo aguas arriba: Al igual que la mayoría de los otros instrumentos de medición de caudal, el USF es sensible al perfil de distribución de la velocidad del flujo que pasa por él; por lo tanto, también requiere un tramo recto de tubería bastante largo aguas arriba. Ya se ha discutido en el texto anterior los requisitos para los tramos de tubería rectos. 5) Prevención de las interferencias acústicas: Es necesario prestar atención a las interferencias acústicas que se generan debido a la alta caída de presión en las válvulas de control. Esto es especialmente importante al medir el flujo de gas; por lo tanto, hay que tratar de evitarlo. Por ejemplo, los indicadores USF de la empresa Instromet ofrecen una alarma en tiempo real para la medición de interferencias sonoras ； Para medir en las tuberías, se emplean curvas como la mostrada en la Figura 9 para bloquear las interferencias acústicas. 2. Instalación del sensor de caudal o transductor (1) Instalación del sensor de caudal (es decir, el conjunto de transductor insertable con tubo de medición) 1) Al instalar este tipo de sensores de caudal, es necesario detener el flujo en la red de tuberías. El tubo en el punto de medición debe ser desconectado para poder conectarlo al sensor de caudal. 2) El diámetro interno de las tuberías que conectan el sensor de caudal debe ser igual al del propio sensor de caudal; la diferencia no debe superar el ±1%. 3) Los sensores del sensor de caudal deben instalarse, en la medida de lo posible, dentro del ángulo de 45 grados con respecto al diámetro horizontal, como se muestra en la Figura 10; se debe evitar su instalación cerca del diámetro vertical. De lo contrario, al medir líquidos, la superficie de ondas acústicas del transductor es susceptible a la influencia de gases o partículas; y al medir gases, es afectada por gotas de líquido o partículas. 4) Al medir un líquido, la posición de instalación debe estar completamente llena de líquido. 5) Deben existir tramos rectos adecuados en la sección superior e inferior. (2) Instalación de transductores de tipo externo. Además de prestar la misma atención a los puntos 2), 3), 4) y 5) mencionados anteriormente, también hay que tener en cuenta los siguientes puntos. 1) Quitar por completo la capa aislante y la capa de protección en el tramo de instalación, y pulir bien la superficie de la pared donde se instalará el transductor. Evitar hundimientos locales, alisar las protuberancias y pulir completamente la capa de óxido. 2) En el caso de tuberías instaladas verticalmente, si se trata de instrumentos que utilizan el método del tiempo de propagación monofónico, la posición del transductor debe estar lo más posible dentro del plano del eje de curvatura de la curva en el tramo superior de la tubería (ver Figura 11). De esta manera, se puede obtener un valor promedio más cercano a la realidad, teniendo en cuenta las distorsiones en el campo de flujo causadas por la curvatura de la tubería. 3) El lugar de instalación del transductor y los puntos de reflexión en la pared del tubo deben evitar las juntas y soldaduras, como se muestra en la Figura 12 con un ejemplo utilizando el método V. 4) El revestimiento de las tuberías y la capa de incrustaciones en el lugar donde está instalado el transductor no deben ser demasiado gruesas. No debe haber espacios entre el revestimiento, la capa de óxido y la pared del tubo. En los tuberías con corrosión severa, se puede utilizar un martillo para golpear la pared del tubo y así eliminar la capa de óxido que se encuentra en ella, lo que permite que las ondas sonoras se propaguen sin problemas. Pero es necesario tener cuidado de evitar que se formen hoyos. 5) Entre la superficie de trabajo del transductor y la pared del tubo debe haber suficiente agente de acoplamiento; no puede haber aire ni partículas sólidas, para garantizar un buen acoplamiento. 6) El transductor de tipo acoplado por método Doppler se puede instalar de dos maneras: de forma simétrica o en el mismo lado, como se muestra en la Figura 13. La instalación simétrica es adecuada para tuberías de diámetro medio y pequeño (generalmente menores a 600 mm), así como para líquidos que contienen pocas partículas en suspensión o burbujas ； La instalación en el mismo lado es adecuada para tuberías de todo diámetro y para líquidos que contienen muchas partículas en suspensión o burbujas.