Tipos y diseños de caudalimetros por ultrasonido: clamp-on y de insercion

26 Octubre 2010

 

Actualmente disponemos de varios tipos de sensores de ultrasonidos, que permiten su instalación directamente en la tubería o que pueden venir ya preinstalados en un tubo de medición. Distinguimos dos suhgrupos de este tipo de sensores, según se empleen con el método del efecto Doppler o con el método de tiempo de tránsito de la señal:

■ Los sensores de fijación externa, tipo "clamp-on"

■ Los sensores de inserción

 

 

Sensores de fijación externa, tipo "clamp-on"

 

Las ondas sonoras pueden atravesar la materia sin causarle efectos perjudiciales. Gracias a esta propiedad, las ondas sonoras resultan de gran utilidad para aplicaciones en diagnósticos médicos, en pruebas de resistencia de materiales y en medición de caudales. En lo que concierne a la medición de caudales, dicha propiedad permite que el sensor pueda hallarse en el exterior de la tubería y no tenga que estar necesariamente en contacto con el fluido. Nos referimos normalmente a los dispositivos montados de esta manera como sensores de fijación extema (Fig. siguiente). Una característica de los sensores de fijación externa es que las ondas ultrasonoras siempre atraviesan todo el diámetro central de la tubería porque la pared de la tubería permite el paso de las ondas ultrasonoras.

 

Fig. : Los sensores de fijación externa se montan directamente en el exterior de la tubería. Un riel especial de montaje facilita su posicionamiento exacto.

 

 

Sensores de inserción

 

Los sensores que se hallan en contacto directo con el fluido se conocen como "sensores de inserción o de inmersión". Los sensores de inserción se emplean cuando la tubería está hecha de materiales como el hormigón granular, que no dejan pasar las ondas sonoras. También se emplean en caudalímetros con sistema por tiempo de tránsito de la señal mul-ticamino, es decir, que miden caminos acústicos distintos del que pasa por el plano medio de la tubería. Un ejemplo de ello son los sistemas de camino acústico dual. Los sistemas multicamino ofrecen un mejor comportamiento lineal y son menos susceptibles a las perturbaciones en el perfil de velocidades de flujo.

 

 

Fig. : Los sensores de inserción están inmersos en el fluido. El soporte de instalación del sensor está soldado a la pared de la tubería. Foto: Sensores de inserción "Prosonic How", de E+H.

 

 

Tubo de medición/sensor en línea:

 

Los sensores de ultrasonidos pueden sujetarse directamente a la tubería (sensores de fijación externa) o bien pueden ir soldados a la pared de la tubería (sensores de inserción). Así, los tubos de medición prefabricados no resultan imprescindible para los caudalímetros de ultrasonidos. Un tubo de medición actúa básicamente como soporte para los sensores.

 

Fig.:  Tubo de medición prefabricado con cuatro sensores de inserción y dos caminos acústicos de medición. Foto: Caudalímetro en línea "Prosonic Flow" de E+H.

 

 

Los tubos de medición prefabricados (véase la Fig. anterior) resultan ideales para trasladar exactitudes de medición determinadas en el laboratorio directamente al lugar de ejecución. Un sensor en línea consiste en un tubo de medición prefabricado completo con sensores de inserción preinstalados. Las configuraciones de este tipo suelen emplear sensores en línea con un sistema multicamino que consta de dos, tres o cinco pares de sensores.

 

José Carlos Villajulca

Soy un apasionado ingeniero especializado en Control, Automatizacion e Instrumentación Industrial. Con mas 9 años de experiencia desarrollando proyectos y manteniendo sistemas de control en diversas plantas industriales. Soy director y webmaster de InstrumentacionyControl.NET y de MyAutomationClass.com. Cualquier consulta o comentario lo puedes hacer en la parte de abajo y escribiendo nuestro foro: http://instrumentacionycontrol.net/foros/.

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