Desarrollo de medidores de flujo de agua no invasivos
El medidor de flujo de agua no invasivo utiliza tecnología de medición de flujo ultrasónico; Los transductores del medidor de flujo a menudo son de tipo abrazadera sin intrusivos para las tuberías de agua, a menudo vemos medidores de flujo ultrasónicos portátiles, medidores de flujo ultrasónicos portátiles o medidores de flujo de agua de montaje en pared con sensor de flujo no invasivo para medir el flujo de agua.
La tecnología de caudalímetro ultrasónico ha surgido en el mercado desde 1970. Al principio, se basaba principalmente en el caudalímetro Doppler. Sin embargo, en la etapa inicial, la tecnología de medidores de flujo de agua no invasivos se aplicó en muchas aplicaciones inapropiadas que dieron como resultado resultados de medición deficientes. Años más tarde, se han promovido algunas aplicaciones más exitosas, y los usuarios han reconocido gradualmente la medición ultrasónica del flujo de agua con tecnología no invasiva. Al mismo tiempo, la capacidad de la unidad de procesamiento electrónico de los caudalímetros ultrasónicos se ha mejorado en las últimas décadas con la mejora del nivel técnico de la industria electrónica. Con el desarrollo continuo, estas mejoras no solo amplían el campo de aplicación de los caudalímetros Doppler, sino que también hacen que el caudalímetro ultrasónico de tránsito temporal se aplique a una variedad de aplicaciones y puede obtener una mayor precisión, lo que hace que la tecnología de caudalímetro ultrasónico no invasivo se utilice más.
Desde 1990, muchas compañías de petróleo y gas y estaciones de calibración de caudal han acumulado una gran cantidad de datos prácticos, completando así el primer informe de investigación sobre la medición de gas natural mediante caudalímetros ultrasónicos en 1996, que es la parte importante del informe AGA 9 de 1998. . Desde entonces, los caudalímetros ultrasónicos se han desarrollado ampliamente en el campo de la medición de gas natural. En 2005, también en base a una gran cantidad de datos prácticos, se promulgó oficialmente el estándar API 5.8 para medir hidrocarburos líquidos mediante caudalímetros ultrasónicos líquidos, que promovió efectivamente la aplicación de caudalímetros ultrasónicos líquidos en petróleo y sus productos.
En la actualidad, el número de caudalímetros ultrasónicos se aplica a nivel mundial a un ritmo superior al 10% anual. China es el país de más rápido crecimiento, y la industria del petróleo y el gas es la industria de aplicaciones más grande.
Principio del medidor de flujo de agua no invasivo
Hay dos tecnologías comunes de medidores de flujo ultrasónicos en el mercado hoy en día: el medidor de flujo de tiempo de tránsito y el medidor de flujo Doppler. Aunque el método de medidores de flujo no intrusivos con tiempo de tránsito se inventó más tarde, es ampliamente utilizado y puede lograr una mayor precisión para la medición del agua. Aunque la aplicación de la tecnología Doppler tiene muchas limitaciones, también tiene su aplicación única para la medición de aguas residuales o aguas sucias.
Medidor de flujo de tiempo de tránsito con sensor de flujo de agua no invasivo
El método del medidor de flujo de tiempo de tránsito se refiere a la técnica de determinar la velocidad del agua en la tubería midiendo el tiempo entre los dos transductores cuando el pulso ultrasónico fluye hacia adelante y hacia atrás. Cada transductor actúa como un transmisor y luego como un receptor. Los medidores de flujo de tiempo de tránsito son principalmente para agua limpia, agua del grifo, agua subterránea, agua de extinción de incendios, etc., no aptos para agua sucia, aguas residuales o efluentes.
Bajo la condición de que el agua llene la tubería y esté estacionaria, el tiempo del pulso ultrasónico hacia y desde el transductor es teóricamente el mismo. Porque en un fluido estático, la velocidad del sonido ultrasónico que se propaga en diferentes direcciones es constante. Si el agua fluye a través de una tubería, los pulsos ultrasónicos viajan más rápido aguas abajo que aguas arriba, y la diferencia de tiempo entre los dos es proporcional a la velocidad del agua en la tubería. Los caudalímetros ultrasónicos monocanal y multicanal se pueden utilizar para medir los caudales de agua, pero los caudalímetros ultrasónicos multicanal miden con mayor precisión porque obtienen información sobre el caudal desde diferentes ubicaciones en el perfil del agua, por lo que se acercan más a la situación real del caudal. La velocidad del flujo se calcula a partir del tiempo de viaje en una distancia fija y no se ve afectada por factores como la temperatura del agua, la presión y la composición del fluido.
Los medidores de flujo de agua ultrasónicos tienen una precisión muy alta en un rango de flujo muy amplio sin pérdida de presión en la tubería. Debido a que no hay partes móviles, los medidores de flujo ultrasónicos tienen un rendimiento muy estable como medidores de flujo no intrusivos. En general, los medidores de flujo de agua no invasivos tienen las siguientes ventajas principales sobre otros tipos de medidores de flujo: medidores de flujo sin partes móviles, medidores de flujo sin contacto , sin pérdida de presión; amplia relación de cobertura; medición bidireccional; no necesita mantenimiento periódico; trabajo de plomería simple requerido para la instalación; estable y larga vida.
Abrazadera en medidor de flujo de agua ultrasónico
Los caudalímetros ultrasónicos del método Doppler y el método de transmisión de tiempo tienen una instalación de abrazadera; se puede sujetar en medidores de flujo de agua. Los caudalímetros no invasivos no penetran en la pared de la tubería y sus sondas no entran en contacto con el agua. Este caudalímetro no intrusivo tiene ventajas en la medición de fluidos corrosivos, pero su precisión es baja y no puede cumplir con los requisitos de alta precisión. El caudalímetro de abrazadera debe cumplir estrictamente con las siguientes operaciones: el material de la tubería a medir debe ser adecuado para la transmisión de ondas sonoras; la superficie de montaje debe estar limpia y limpia; la sonda debe acoplarse acústicamente al exterior de la tubería (normalmente se utiliza grasa o epoxi); la pared interna de la tubería a medir debe estar libre de sustancias capaces de absorber ondas sonoras. Por ejemplo, los fabricantes de medidores de flujo brindan diferentes formas de instalar abrazaderas en los medidores de flujo para colocar la sonda. Algunos fabricantes fijan el conjunto de la sonda a la pared exterior de la tubería por medio de rieles de alineación, correas, cadenas de eslabones o montaje en superficie para montar todo el módulo en la tubería. La velocidad del sonido a la que viaja una onda de sonido está determinada por el material que atraviesa, y el ángulo de refracción resultante varía ampliamente. Debido a que tanto la tubería como el agua pueden producir ángulos de refracción, es muy difícil colocar la sonda con precisión. Además, el posicionamiento de la sonda que funciona para un fluido no funcionará para otros fluidos debido a los cambios en el ángulo de refracción.
Cuando se completa el posicionamiento preciso de la sonda, la sonda debe acoplarse acústicamente a la pared exterior de la tubería con grasa o epoxi. Las superficies de acoplamiento ásperas pueden hacer que la sonda se separe de la pared de la tubería, afectando la transmisión y recepción de pulsos entre las sondas. Para aplicaciones de transferencia de custodia, los medidores de flujo ultrasónicos con abrazadera no tienen la precisión y estabilidad requeridas.
Especificaciones del medidor de flujo de agua no invasivo
- El medidor de flujo de agua no invasivo se puede fabricar como un medidor de flujo de agua invasivo de montaje en pared o un medidor de flujo de agua de tipo portátil o medidores de flujo de agua de mano;
- El flujo de agua directo e inverso se puede medir y registrar en los datos mediante medidores de flujo no intrusivos.
- Hay disponible una variedad de protocolos de comunicación mediante transmisores de caudalímetros no invasivos, como 4-20 mA, pulso, relé, RS485, Modbus. El medidor de flujo puede transmitir datos a la PC o a la nube a través del protocolo para realizar el Internet de las cosas. El protocolo de comunicación es adecuado para diferentes condiciones ambientales.
- El transmisor de flujo tiene un registrador de datos incorporado para guardar los datos de medición del agua y los datos se pueden exportar a la computadora. Los datos de la tubería de inspección se pueden exportar en la inspección de mantenimiento. Los datos incluyen el tiempo, la tasa de flujo de agua, el flujo total de agua, el flujo de agua hacia adelante y hacia atrás, y se puede configurar el tiempo del intervalo de medición, que es adecuado para el trabajo de monitoreo de flujo de agua en el trabajo de inspección de tuberías.
- Diferentes formas de instalar una sonda ultrasónica de flujo no invasiva, como un eslabón de cadena, un riel de alineación o una correa. Medidores de flujo sin contacto para tener una pérdida de presión cero.
- Los medidores de flujo de agua no invasivos tienen abrazaderas en los transductores para no dañar la tubería de agua y no provocarán fugas en la tubería de agua.
- Tamaño de la tubería de agua de DN32 a DN2000, el tamaño de solicitud normal es un medidor de flujo de agua no invasivo de 1 pulgada, 2 ", 3" 4 pulgadas, DN100, sensor de flujo ultrasónico de 6 pulgadas, medidores de flujo de abrazadera de 8 pulgadas, 10 ", 12 pulgadas o DN300
- Rango de velocidad del agua: ±0,01 m/s~±12,0 m/s
