Che cos'è un misuratore di portata a ultrasuoni per gas?
Un misuratore di portata a ultrasuoni per gas rileva viscosità, densità e temperatura del flusso di gas mediante onde sonore meccaniche. Questi dispositivi sono equipaggiati per misurare le variazioni di frequenza delle onde ultrasoniche mentre attraversano un mezzo di flusso, consentendo il calcolo delle proprietà del materiale in base al loro effetto sulle vibrazioni acustiche. I trasduttori ricevono impulsi sonori e li misurano rispetto ai differenziali tra le onde sonore che viaggiano con e contro i flussi di materiale. Questa apparecchiatura a stato solido è disponibile in dimensioni da palmare a clamp-on e fissa.
Tre tipi principali comprendono le tipiche apparecchiature per misuratori di portata a ultrasuoni a gas: trasmissione, spostamento Doppler e canale aperto. I tipi di trasmissione, o il tempo dei misuratori di volo, misurano il tempo di transito rispetto al flusso di un tubo, attraverso il rilevamento invasivo o le unità di bloccaggio non invasive. Questi operano in base al principio secondo cui le onde acustiche che viaggiano lungo un flusso arrivano in un momento diverso rispetto a quelle che viaggiano contro un flusso. Le differenze nei tempi di risposta riflettono variazioni proporzionali con la velocità del flusso. Consentono l'analisi senza interruzioni di alcun processo di flusso.
L'apparecchiatura che si basa sull'analisi di un effetto di spostamento Doppler può anche essere definita un misuratore di riflessione. Un misuratore di portata a canale aperto potrebbe misurare i flussi esposti di fiumi e canali sotterranei e fognature. A differenza dei misuratori di portata meccanici, queste tecnologie sono meno costose e invasive.
I misuratori di portata industriali erano noti per prestazioni meno efficaci nella misurazione del gas rispetto ai liquidi. Ciò è dovuto a minori impedenze acustiche e livelli di attenuazione più elevati, o perdite del modello d'onda, delle proprietà del gas. Le innovazioni tecniche hanno permesso lo sviluppo diffuso di misuratori di portata a ultrasuoni a gas, funzionando anche quando i rapporti segnale-rumore sono trascurabili. Questi dispositivi ora possono misurare accuratamente la propagazione delle onde ultrasoniche attraverso le tubazioni. I fluidi di flusso possono includere aria, vapore, gas naturale e altri elementi gassosi.
L'uso diffuso di apparecchiature per misuratori di portata a ultrasuoni per gas consente a numerose industrie di accedere a dati preziosi, che possono aiutare nei processi di produzione e nella valutazione dei costi operativi. La versatilità della tecnologia offre applicazioni in settori che trattano acque reflue, prodotti petrolchimici e liquami. Tecniche di misurazione come i riflessi Doppler da particelle di flusso o bolle non bloccano i flussi o presentano strutture interferenti che possono intrappolare insetti o particelle; questo li rende adatti per le industrie che devono soddisfare gli standard di igiene.
Questa tecnologia consente anche la misurazione di fluidi non conduttivi in un'ampia varietà di diametri e spessori dei tubi. Le apparecchiature per misuratori di portata a ultrasuoni a gas migliorano l'efficienza operativa dagli impianti di trattamento alle piattaforme offshore. È in grado di catturare flussi attraverso piccoli tubi e condotti verso grandi canne fumarie, in ampi intervalli di temperatura. Alcune unità offrono opzioni per trasduttori a percorso singolo o doppio, nonché elettronica fissa o remota.
Essenzialmente costituito da un'interfaccia di controllo collegata con una coppia di trasduttori montabile su tubo, l'apparecchiatura ha molte applicazioni. I principi pertinenti della misurazione del flusso ad ultrasuoni sono numerosi e in evoluzione in molti campi. Possono includere usi non solo nel semplice monitoraggio del flusso, ma anche nel rilevamento delle perdite, ispezioni di contatori di installazioni fisse, gestione della potenza e dell'energia e rilevamento. Le apparecchiature possono variare da rilevatori tascabili leggeri a serie di trasduttori massicci e complessi su strutture fisse.