Integrantes:Gonzlez Pacheco Sergio, Guzmn Moreno
sthepanie,Hernndez De La Cruz Jos Luis, Morales Tolentino
Leticia
Instituto Tecnolgico Superior de Tantoyuca
Desviacin Lindero Tametate S/N Col. La Morita C.P. 92100
P-6/ARAL HERNNDEZ RIVERA
Sinopsis
Los medidores de flujo ultrasnicos son los que mejor se ajustan
para la medida de flujo de fluidos en lneas presurizadas as como en
canales y tuberas parcialmente llenas.Principio de medicin Nadar
contra corriente requiere siempre mayor potencia y ms tiempo que
nadar en sentido de la corriente. La medicin de caudal por
ultrasonidos se basa en este efecto elemental de la diferencia de
tiempos de transito de la seal.Dos o ms pares de sensores montados
sobre la tubera envan y reciben simultneamente impulsos
ultrasnicos. Si no hay caudal, los dos sensores reciben
simultneamente la onda ultrasnica transmitida, es decir, el tiempo
de transito no presenta ningn retraso.En cambio, cuando el lquido
est en movimiento, las ondas ultrasnicas no alcanzan los dos
sensores al mismo tiempo. Este diferencia en el tiempo de trnsito
apreciada es directamente proporcional a la velocidad y, por lo
tanto, al caudal volumtrico.
Principales ventajas Mayor flexibilidad: Si el fluido es
homogneo, la medida no depende de la presin, la temperatura, la
conductividad, ni la viscosidad. Apto para una amplia gama de
dimetros nominales (DN 15 a 4,000). No se estrecha el paso de la
tubera, ni se producen perdidas de carga. Servicio ms sencillo:
Extensas funciones de autodiagnstico para indicar y registrar
errores. Cambio de transductores sin interrupcin del servicio.Gama
de aplicacin Los caudalmetros ultrasnicos integrados son adecuados
para la medicin de lquidos con buena permeabilidad acstica, con
independencia de la conductividad, la viscosidad, la temperatura,
la densidad y la presin. Mx. 3% de slidos. Mx. 3% en aire y gas.
Mx. 350 cSt.
Se aplican en primer lugar en los siguientes sectores: Afluencia
del agua sin tratar en plantas de tratamiento de agua. Aguas
residuales tratadas. Produccin de energa y suministro de energa.
Industrias del petrleo, gas y petroqumica. Sistemas de riego.
Instalaciones de agua de refrigeracin en el sector industrial y en
centrales elctricas. Instalaciones para el transporte de lquidos no
conductores. HART /salida 4 a 20 mA. PROFIBUS PA ATEX
FuncionesPrincipio Fsico
Distribucin de velocidad a lo largo de la ruta del sonido
Una onda acstica que se mueve hacia arriba en el flujo llega,
proveniente del punto A, al punto B ms rpido que la onda acstica
que se mueve hacia abajo en el flujo (del punto B a A). La
diferencia del tiempo de propagacin del sonido muestra la velocidad
de flujo en el tubo.Debido a que el tiempo de retardo se mide en
intervalos cortos tanto en el sentido de flujo como en sentido
contrario al flujo, la viscosidad y la temperatura no tienen
influencia sobre la precisin de la medicin.
Los dos transductores ultrasnicos estn dispuestos a un ngulo en
relacin al eje del tubo. Los transductores realizan la funcin de
transmisor y receptor de las seales ultrasnicas. Para efectuar la
medicin se determina el tiempo que la seal ultrasnica requiere para
moverse en el sentido de flujo y en sentido contrario. El principio
puede expresarse de la siguiente manera:
v = Velocidad media del flujot = Tiempo de propagacinK = Factor
de geometra proporcional del tubo
Este principio de medicin tiene la ventaja de ser independiente
de las fluctuaciones de la velocidad efectiva del sonido del
liquido y, por lo tanto, tambin de la temperatura.
El factor proporcional K se define mediante calibracin en
hmedo.
Procesamiento directo de seales
La seal de ultrasonidos se transmite directamente entre los
transductores. La ventaja de la transmisin directa punto a punto de
seales consiste en que la fuerza de seal es extraordinariamente
alta.
Versin de 2 vas
Caudalmetro ultrasnico de 2 vas con 4 transductores. En la va
superior se muestran los transductores 1/1B y, en la inferior, los
transductores 2/2B.
La precisin de los caudalmetros ultrasnicos depende de la
geometra del tubo delante y detrs del caudalmetro y, adems del
nmero de vas de medicin ultrasnica.
Cuando a travs de un tubo fluye agua, en funcin de la
configuracin del tubo, est tendr la tendencia a producir remolinos
o a fluir dentro del tubo con diferentes velocidades.
Ventajas del caudalmetro ultrasnico de 2 vas: Menor sensibilidad
frente a los obstculos antepuestos como codos, bombas o vlvulas.
Alta seguridad de medicin, ya que el instrumento de medicin tambin
sigue midiendo en caso de que falle una va por algn motivo.
Los requisitos de entrada rectos tpicos son corriente ascendente
( = dimetro del caudalmetro) y corriente descendente .
Caudalmetro ultrasnico de 4 vas
Con entradas extremadamente cortas y la presencia de remolinos,
algunas aplicaciones requieren una precisin que no puede obtenerse
con las soluciones de 2 vas.
Gua para seleccionar un sensor Rango de medicin min.: 0 1 m/s
Rango de medicin mx.: 0 10 m/s
Velocidad de caudal nominal: Normal: 1 3m/s Mnima: no
permanentemente por debajo de 0,5 m/s Mxima: hasta 8 m/s
Sensores "clamp-on"
La principal caracterstica de los sensores "clamp-on" es que
pueden ser instalados en el exterior de tuberas existentes en
cualquier momento. Por este motivo, resultan ideales para
aplicaciones en industrias diversas que pueden ir desde el sector
del tratamiento de aguas hasta la ingeniera de procesos
industriales. Aptos para dimetros de tuberas de hasta 4.000 mm.
Adecuados para todos los materiales empleados en sistemas de
tuberas: plstico, acero, hierro fundido y componentes, con o sin
revestimientos. Ideales para montaje sin interrupciones del
proceso.
Sensor en lnea
Una precisin garantizada y traceable es un requisito
indispensable en muchas aplicaciones, y en estos casos se
aprovechan todas las ventajas de los sensores en lnea;
especialmente en las industrias qumica y petroqumica, y asimismo en
la industria del agua. Estos sensores, que han sido calibrados en
los bancos de calibracin de nuestra empresa con la tecnologa ms
avanzada, se instalan directamente en la tubera.
Aptos para dimetros de tuberas de hasta 2.000 mm. La tubera no
queda obstruida, no se producen prdidas de carga. Corto requisito
de tramos rectos de entrada. Diseo industrial robusto.
Frmula para calcular la velocidad de flujo:
en m/s, en , en m
Adems de la comprobacin de la velocidad de la velocidad del
caudal, se recomienda observar el nmero de Reynolds (Re):
El rendimiento ptimo del caudalmetro se consigue con un Re
superior a 10 000 tpico de velocidades de caudal (agua) superiores
a 0,5 m/s. Se deben evitar valores de Re de entre 2000 y 5000.
Para observar esta indicacin y estar por encima del lmite
recomendado de velocidad de caudal de 0,5 m/s, se debe reducir el
tamao del sensor.
Frmula de Re: Re = V x Di / Viscosidad
V en m/s, Di en m, Viscosidad en cSt (x x E-6 )
Ejemplo: Viscosidad del agua a 20C = 1 x E-6.
Montaje del equipo
Condiciones de admisin y salida
Entradas y salidas recomendadas
Para obtener ptimos resultados, los tramos de admisin y de
salida tienen que ser rectos. Entre el caudalmetro y los codos, las
bombas y las vlvulas se deben mantener a una distancia determinada.
Adems, el caudalmetro debe colocarse centrado con respecto a las
bridas y a las juntas de los tubos.
Las vlvulas deben estar instaladas despus del caudalmetro. La
nica excepcin es la instalacin del sensor en un tubo vertical. En
tal caso deber colocarse una vlvula bajo el sensor para el ajuste
del cero.
Esta vlvula deber seleccionarse de manera que en estado
totalmente abierto no provoque ningn cambio de flujo.
Reducciones
El caudalmetro se puede instalar entre dos reductores (p. ej.
DIN 28545). A 8 se aplica la siguiente curva de cada de presin.
Ejemplo:
Un caudal de 3 m/s (V) en un sensor con una reduccin de dimetro
de DN 250 a DN () produce una cada de presin de 3 mbar.
El sensor debe estar siempre totalmente lleno de lquido.
Deben evitarse las siguientes instalaciones:
Instalacin en el punto ms alto del sistema de tubera. El montaje
en tuberas verticales con salida libre.
En caso de tubos parcialmente llenos o tuberas con salida libre,
el caudalmetro debe estar ubicado en un tubo en forma de U.
Se recomienda una instalacin de los transductores en posicin
horizontal:
Curva de presin/temperatura para bridas EN (DIN)
Curva de presin- temperatura para bridas conformes a ANSI
B16.5
Condiciones de referencia
Para garantizar en todo momento la precisin de la medicin del
caudal es necesario calibrar los caudalmetros. La calibracin se
realiza con instrumentos trazables directamente referenciados a la
unidad fsica de medida segn el Sistema Internacional de unidades
(SI).
Efectos adicionales en caso de desviacin de las condiciones de
referencia
Salida de corriente: Como la salida de frecuencia del caudal
efectivo + 0,05% del valor de fin de escala). Influencia de la
temperatura ambiente:Salida de frecuencia/impulsos: <
0,005%.Salida de corriente: < 0.0075%. Influencia de la tensin
de alimentacin: 0,005 del valor medido con 1% de alteracin.
Datos tcnicos
Tamao nominal y caudal