Qué es un caudalímetro ultrasónico
Un caudalímetro ultrasónico mide el caudal a partir de la diferencia que el movimiento introduce en el tiempo de recorrido del sonido a lo largo de la tubería. Dos transductores intercambian pulsos y el instrumento compara los tiempos a favor y en contra del flujo; la diferencia es proporcional a la velocidad media del líquido entre ambos. No se coloca nada en la corriente y, en la forma de abrazadera, tampoco se corta nada en la tubería, que es lo que convierte a este tipo en la respuesta estándar para medir una línea existente sin pararla.
La familia se divide según cómo se fijan los transductores. Los tipos de abrazadera se adhieren al exterior de la tubería y encajan con adaptaciones, grandes conducciones existentes y funciones que no admiten interrupción. Los tipos de inserción atraviesan la pared y llegan hasta la corriente, y dan una señal más fuerte en diámetros grandes y paredes gruesas. Una tercera disposición emplea el mismo juego de transductores para medir también el calor, combinando la lectura con una diferencia de temperatura en un circuito, que es como se usa el tipo para contabilidades de calefacción y refrigeración.
Esta página explica qué decide si una conducción concreta puede medirse así, es decir, el material y la pared de la tubería, el medio y el tramo recto disponible, y en qué se distingue este tipo del caudalímetro electromagnético en contacto con el líquido con el que tan a menudo se compara.
Cómo mide un caudalímetro ultrasónico
La medición se apoya en un hecho elemental: el sonido viaja más rápido a favor del flujo que en contra. Un transductor envía un pulso en diagonal a través de la tubería y el transductor opuesto lo recibe; después se repite el mismo intercambio en sentido inverso. Los tiempos de tránsito difieren en una cantidad que depende de la velocidad del flujo a lo largo del recorrido, y conociendo la longitud de ese recorrido y la geometría de la tubería el instrumento convierte esa diferencia en una velocidad media y luego en un caudal volumétrico. Como la comparación se hace entre dos mediciones tomadas a través de la misma tubería, gran parte de lo que la tubería y el medio le hacen a la señal se cancela.
De ahí se sigue que el instrumento lee a lo largo de todo su recorrido acústico y no en un punto, así que su exactitud depende de que el perfil de velocidades sea aquel para el que se configuró. Ese es el origen del requisito de tramo recto: una instalación próxima a un codo o a una válvula presenta un perfil que no coincide con el recorrido, y el error aparece como un desvío constante y no como ruido.
La instalación de abrazadera añade una segunda sensibilidad. La señal cruza la pared de la tubería dos veces y depende del acoplamiento entre el transductor y la pared, de modo que el material de la pared, su espesor, el estado de la superficie exterior y la calidad del acoplamiento forman parte de la medición. Una tubería que no deje pasar bien el ultrasonido, o cuyo espesor de pared se desconozca, no puede medirse desde fuera con confianza, y no porque el instrumento esté equivocado, sino porque su geometría es desconocida. Los transductores de inserción eliminan esa incertidumbre a cambio de abrir la tubería.
Opciones de configuración
La mayor parte de la especificación viene determinada por estas decisiones y no por la clase de exactitud. Cada una condiciona la siguiente, y por eso se resuelven en orden.
| Configuración | Opciones a definir | Qué decide realmente |
| Montaje del transductor | De abrazadera por el exterior de la tubería, o de inserción a través de la pared | Si hay que abrir la línea o puede medirse sin desmontarla. La abrazadera encaja con adaptaciones y grandes conducciones existentes; la inserción da una señal más fuerte en paredes gruesas y diámetros grandes, a cambio de una parada. |
| Forma del equipo principal | Instrumentos de pared, portátiles y de panel sobre la misma gama de transductores | Si el instrumento es un punto fijo de registro o una herramienta de reconocimiento que se lleva de un emplazamiento a otro. Un portátil responde a una pregunta de medición; un equipo de pared mantiene un total. |
| Tamaño del transductor y rango de tubería | Transductores pequeños, medianos y grandes, cada uno para una banda de diámetros | El recorrido acústico disponible y, por tanto, la intensidad de la señal. Un transductor dimensionado para una tubería pequeña no alcanza a cruzar una grande. |
| Material y pared de la tubería | Tuberías metálicas, plásticas y revestidas, que difieren en lo bien que conducen la señal | Si la tubería puede medirse desde fuera, y a qué cifras de revestimiento y de espesor de pared hay que configurar el instrumento. |
| Medio y temperatura | La familia del líquido y la banda de temperatura para la que están especificados los transductores | Si el medio es candidato en principio y si el transductor que encaja en la tubería resiste además la temperatura. |
| Función de caudal o función de calor | Solo caudal, o caudal combinado con una diferencia de temperatura para contabilidad de calefacción y refrigeración | Si la consulta es sobre volumen o sobre energía. La función de calor necesita sensores de temperatura apareados y su instalación en la tubería, que son una parte aparte del sistema y no un ajuste del instrumento. |
| Salida y comunicación | Salidas de pulso, corriente, relé y serie, incluido Modbus | Si la señal se cuenta, se muestra como caudal o la lee un sistema de control. |
| Alimentación | Red eléctrica o CC de baja tensión, según la forma del equipo principal | Si existe una alimentación en el punto de instalación y si la forma portátil se emplea precisamente porque no la necesita. |
Cómo elegir un caudalímetro ultrasónico
| Criterio | Por qué decide la respuesta | Cómo resolverlo antes de consultar |
|---|
| Material y espesor de pared de la tubería | El recorrido acústico atraviesa la pared, así que una pared desconocida es una geometría desconocida y la lectura queda sin fundamento | Indique el material, el diámetro exterior y el espesor de pared, y si la tubería está revestida. |
| Si la tubería puede abrirse | Decide entre abrazadera e inserción, y entre un reconocimiento y una instalación permanente | Indique si es posible una parada y durante cuánto tiempo. |
| Tramo recto disponible | El instrumento lee el perfil de velocidades a lo largo de su recorrido, así que los remolinos y la asimetría se convierten en un desvío constante y no en ruido | Envíe un croquis de lo que queda inmediatamente aguas arriba y aguas abajo del punto previsto. |
| Medio y temperatura | Junto con el tamaño de la tubería, deciden si existe un transductor que encaje y además resista | Facilite el líquido, su temperatura normal y su máxima, y si varía. |
| Sólidos y burbujas arrastrados | Ambos dispersan la señal, así que una corriente muy aireada o muy cargada queda fuera del tipo | Indique si el medio lleva sólidos, fibras o gas libre. |
| Si se necesita un total, un caudal o una cifra de calor | Decide la forma del equipo principal, las salidas y si los sensores de temperatura forman parte de la consulta | Diga para qué se usará la cifra y si se registra o solo se lee. |
Si alguno de estos puntos sigue abierto, envíe lo que se conozca. La cotización puede emitirse contra una descripción de la función y afinarse cuando se cierren los huecos.
Las alternativas más cercanas
Estos son los tipos a los que normalmente se refiere una consulta por un caudalímetro ultrasónico, y el punto en el que la elección se decide realmente.
| Alternativa más cercana | Qué la diferencia de un caudalímetro ultrasónico |
| Medidores de caudal electromagnéticos | Va montado en contacto con el líquido dentro de la línea y mide directamente el líquido, así que necesita un medio conductor y una tubería que pueda abrirse. A cambio, su lectura no depende del estado de la pared del tubo ni del acoplamiento acústico, y mantiene su exactitud en funciones sucias y abrasivas en las que la forma de abrazadera se vuelve marginal. |
| Medidores de caudal de vórtice | Es la respuesta para vapor y gas, que un caudalímetro ultrasónico no mide. Un cuerpo de vórtice también es indiferente al espesor de pared y al acoplamiento, pero va dentro de la corriente y exige un flujo monofásico limpio. |
| Medidores de caudal de turbina | Un conteo mecánico de un elemento giratorio, exacto y económico con líquidos limpios de baja viscosidad en diámetros pequeños. Hay que montarlo dentro de la línea, y los sólidos o el funcionamiento en seco lo dañan. |
| Medidores de caudal en canal abierto | Para el caudal con superficie libre, donde la profundidad se convierte en caudal a través de una estructura conocida. Un caudalímetro ultrasónico no puede medir una tubería que no vaya llena, así que esta es la respuesta donde no hay un tubo a presión en el que medir. |
| Medidores de caudal de desplazamiento positivo | Cuenta volúmenes discretos atrapándolos, lo que encaja con productos viscosos y con la dosificación. Sus piezas móviles y la pérdida de carga son lo que lo descarta en una gran conducción de agua. |
| Medidores de caudal de área variable | Indicación local sin alimentación, económico en líneas de purga y auxiliares. Sin total, sin lectura remota y no apto para medios opacos o sucios. |
El ultrasónico y el electromagnético son los dos tipos que se compran para una gran conducción de agua existente; la pregunta que decide suele ser si la tubería puede abrirse, y no cuál es más exacto.
Qué incluir en la consulta
La primera respuesta puede ser una cotización en lugar de una lista de preguntas si la consulta incluye estos datos. Si no conoce una cifra, envíe la descripción de la aplicación y le confirmaremos lo que implica.
- El medio, y si lleva sólidos, fibras o gas libre
- Material de la tubería, diámetro exterior y espesor de pared, y si la tubería está revestida
- Si la tubería puede sacarse de servicio y durante cuánto tiempo
- Caudal mínimo, normal y máximo
- Temperatura normal y máxima del medio
- Si la cifra requerida es un total de caudal, un caudal instantáneo o también calor además de caudal
- Si la instalación es permanente o se trata de un reconocimiento
- Salida necesaria y qué va a leerla
- Alimentación disponible en el punto de instalación
- Tramo recto de tubería disponible aguas arriba y aguas abajo
- Cantidad, puerto de destino y fecha de entrega requerida
