Aplicación del medidor de flujo ultrasónico

Resumen: La información de aplicación del medidor de flujo ultrasónico es proporcionada por excelentes fabricantes de medidores de flujo y medidores de flujo. El medidor de flujo ultrasónico es un instrumento que mide el flujo volumétrico al detectar la acción de las ondas ultrasónicas (pulsos ultrasónicos) durante el flujo del fluido. El medidor de flujo ultrasónico tiene las siguientes características principales: no se inserta ningún elemento en el fluido medido y el caudal no se ve afectado. Más fabricantes de medidores de flujo eligen modelos y cotizaciones de precios. Le invitamos a consultar. Los siguientes son los detalles del artículo de aplicación de los medidores de flujo ultrasónicos. El medidor de flujo ultrasónico es un instrumento que mide el flujo volumétrico al detectar la acción de las ondas ultrasónicas (pulsos ultrasónicos) durante el flujo del fluido. El medidor de flujo ultrasónico tiene las siguientes características principales: no se insertan componentes en el fluido medido, no tiene efecto en el caudal y no hay pérdida de presión; se puede utilizar para cualquier líquido, especialmente el líquido con alta viscosidad, fuerte corrosión, no conductividad y otras propiedades. La medición de flujo también puede medir el flujo de gas; Para la medición de caudal en tuberías de gran diámetro, la inversión no se verá incrementada debido al gran diámetro de la tubería; el rango es relativamente amplio, hasta 5:1; la salida y el caudal son lineales, etc. Gracias a estas ventajas únicas, el caudalímetro ultrasónico se ha desarrollado rápidamente y se ha convertido en uno de los caudalímetros más utilizados. El principio de detección del caudalímetro ultrasónico incluye dos tipos: el método de diferencia de tiempo y el método Doppler. Actualmente, el caudalímetro ultrasónico más utilizado en el mercado es el de tiempo de tránsito. El caudalímetro ultrasónico Doppler presenta ciertas limitaciones debido a sus altos requisitos para el medio a medir. El principio de detección y la aplicación de selección de estos dos caudalímetros ultrasónicos se presentan por separado a continuación. 1 El principio de funcionamiento del caudalímetro ultrasónico de diferencia de tiempo se muestra en la Figura 1, que es un diagrama esquemático del caudalímetro ultrasónico instalado en la tubería durante la medición, que muestra claramente la relación geométrica simplificada de la propagación ultrasónica en la tubería entre las sondas A y B. Entre ellos, el ángulo entre el canal de propagación de la onda ultrasónica y el eje de la tubería es β, cuyo diámetro es D. El ultrasonido que viaja a través de una tubería es como un ferry que cruza un río. Si no hay líquido fluyendo en la tubería, el ultrasonido se propagará en ambas direcciones a la misma velocidad. Cuando la velocidad del fluido en la tubería no es cero, las ondas ultrasónicas que se propagan aguas abajo a lo largo de la dirección del flujo se acelerarán, mientras que las ondas ultrasónicas que se propagan a contracorriente se ralentizarán. Por lo tanto, cuando hay flujo de fluido en la tubería, el tiempo tD de flujo hacia adelante se acortará y el tiempo tU de contracorriente aumentará, en relación con el caso en que no hay flujo de fluido. A partir de la diferencia entre estos dos tiempos de propagación, se puede calcular la velocidad del fluido en la tubería. Este es el principio básico de medición del caudalímetro ultrasónico de tiempo de tránsito. Fig. 1 Diagrama esquemático de la medición del caudalímetro ultrasónico por el método de diferencia de tiempo En la Fig. 1, se establecen las siguientes relaciones: (1) (2) Al combinar y resolver las ecuaciones anteriores (1) y (2), podemos obtener: (3) ecuación Medio L: longitud del camino de propagación de la onda ultrasónica entre los energizadores, m; X: longitud de proyección de la longitud del canal en una línea paralela al eje del tubo, m; tD, tU: tiempo de propagación de las ondas ultrasónicas aguas arriba y aguas abajo, s; C: velocidad de propagación de las ondas ultrasónicas en un fluido estático, m/s; Vm: velocidad de flujo promedio del fluido a través del canal entre los transductores, m/s. De hecho, la velocidad de flujo calculada en la fórmula (3) es solo el valor promedio de la velocidad del fluido a lo largo de la dirección de propagación del canal. Lo que el usuario quiere saber es la velocidad promedio V sobre la sección transversal de la tubería. Para calcular V a partir de Vm, generalmente se introduce un coeficiente de calibración de distribución de velocidad Kc, que se puede obtener: V=KcVm (4) donde V: velocidad promedio sobre la sección transversal de la tubería, m/s; Vm: velocidad promedio de flujo del fluido a través del canal entre transductores, m/s. Kc: factor de calibración del perfil de velocidad. El valor de Kc depende principalmente del número de Reynolds del fluido. Si el canal está en el plano que pasa por el eje de la tubería, una aproximación de Kc se da por la ecuación (5): (5) donde ReD: el número de Reynolds del fluido; para una turbulencia completamente desarrollada, este coeficiente Kc y su relación con el número de Reynolds serán diferentes si el canal no está en el plano que pasa por el eje de la tubería (es decir, una cuerda inclinada). 2 Principio de funcionamiento del medidor de flujo ultrasónico del método Doppler El método Doppler (efecto) consiste en utilizar el principio del Doppler acústico para determinar el flujo del fluido. El efecto Doppler es el cambio en la frecuencia de las ondas sonoras causado por el movimiento relativo entre la fuente de sonido y el objetivo. Este cambio de frecuencia es proporcional a la velocidad relativa entre el objetivo en movimiento y el transductor transmisor estacionario. La FIG. 2 es un diagrama esquemático del caudalímetro Doppler durante la medición. Figura 2 Diagrama esquemático de la medición del caudalímetro ultrasónico por el método Doppler Como se muestra en la Figura 2, las sondas sensoras A y B del caudalímetro ultrasónico están instaladas fuera de la tubería, donde A es la sonda transmisora ​​y B es la sonda receptora. A envía una onda ultrasónica continua con una frecuencia de fA al fluido, y es dispersada por partículas suspendidas o burbujas en el líquido en el área irradiada, y la onda ultrasónica dispersada produce un desplazamiento de frecuencia Doppler fd, y la sonda B recibe la onda ultrasónica con una frecuencia de fB, podemos saber: (6) donde V—Velocidad de movimiento del dispersor, m/s; C: Velocidad de propagación de las ondas ultrasónicas en un fluido estático, m/s; θ: ángulo vocal. Dado que la velocidad del sonido en el líquido es de aproximadamente 1500 m/s, la velocidad de flujo medida es de tan solo unos pocos metros por segundo; es decir, C es mucho mayor que V. Por lo tanto, la fórmula (6) se puede simplificar como: (7) El desplazamiento de frecuencia Doppler fd es proporcional a la velocidad de flujo del dispersor, es decir: (8) De la fórmula (8) se desprende que (9) El caudalímetro ultrasónico Doppler mide la velocidad del flujo del fluido en la tubería mediante el principio descrito anteriormente. Este artículo contiene todo lo anterior. Le invitamos a consultar sobre la selección y cotización de caudalímetros en nuestra fábrica. "Aplicación del caudalímetro ultrasónico".

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