O que é um medidor de vazão por ultrassom
Um medidor de vazão por ultrassom mede a partir da diferença que o movimento faz no tempo de trânsito do som ao longo do tubo. Dois transdutores trocam pulsos e o medidor compara os tempos a favor e contra o escoamento; a diferença é proporcional à velocidade média do líquido entre eles. Nada é colocado no escoamento e, na forma de fixação externa, nada é cortado no tubo também, e é isso que faz do tipo a resposta padrão para medir uma linha existente sem interrompê-la.
A família se divide pela forma como os transdutores são fixados. Os de fixação externa são presos do lado de fora do tubo e convêm a adaptações, a grandes tubulações já instaladas e a aplicações que não podem ser interrompidas. Os de inserção atravessam a parede e entram no escoamento, e dão sinal mais forte em grandes seções e paredes espessas. Um terceiro arranjo usa o mesmo conjunto de transdutores para medir calor além de vazão, combinando a leitura com uma diferença de temperatura através de um circuito, e é assim que o tipo é usado em contas de aquecimento e de refrigeração.
Esta página trata do que decide se um dado tubo pode sequer ser medido assim - o material e a parede do tubo, o meio e o trecho reto disponível - e de como o tipo é distinguido do medidor eletromagnético molhado contra o qual é tão frequentemente cotado.
Como um medidor de vazão por ultrassom mede
A medição repousa em um fato simples: o som se propaga mais depressa a favor do escoamento do que contra ele. Um transdutor envia um pulso na diagonal através do tubo e o transdutor oposto o recebe; a mesma troca acontece em seguida no sentido inverso. Os tempos de trânsito diferem de uma quantidade que depende da velocidade de escoamento ao longo do caminho e, conhecendo o comprimento do caminho e a geometria do tubo, o medidor converte essa diferença em uma velocidade média e depois em uma vazão volumétrica. Como a comparação é entre duas medições feitas através do mesmo tubo, grande parte do que o tubo e o meio fazem com o sinal se cancela.
Daí decorre que o medidor lê ao longo de todo o seu caminho acústico, e não em um ponto, então a sua exatidão depende de o perfil de velocidade ser aquele para o qual ele foi configurado. É daí que vem a exigência de trecho reto: uma instalação próxima de uma curva ou de uma válvula apresenta um perfil que não corresponde ao caminho, e o erro aparece como um desvio, e não como ruído.
A instalação de fixação externa acrescenta uma segunda sensibilidade. O sinal atravessa duas vezes a parede do tubo e depende do acoplamento entre transdutor e parede, então o material da parede, a sua espessura, o estado da superfície externa e a qualidade do acoplamento fazem todos parte da medição. Um tubo que não transmite ultrassom com limpeza, ou cuja espessura de parede é desconhecida, não pode ser medido por fora com segurança - não porque o instrumento esteja errado, mas porque a sua geometria é desconhecida. Os transdutores de inserção removem essa incerteza ao preço de abrir o tubo.
Opções de configuração
Grande parte da especificação é definida por essas decisões, e não pela classe de exatidão. Cada uma restringe a seguinte, e por isso elas são resolvidas em ordem.
| Configuração | Opções a definir | O que isso decide de fato |
| Montagem dos transdutores | Fixação externa sobre o tubo, ou inserção através da parede | Se a linha precisa ser aberta ou pode ser medida no lugar. A fixação externa convém a adaptações e a grandes tubulações existentes; a inserção dá sinal mais forte em paredes espessas e grandes seções, ao preço de uma parada. |
| Formato do instrumento | Instrumento de parede, portátil e de painel para a mesma família de transdutores | Se o medidor é um ponto fixo de registro ou uma ferramenta de levantamento transportada entre locais. Um portátil responde a uma pergunta de medição; uma unidade de parede mantém um total. |
| Tamanho do transdutor e faixa de tubo | Transdutores pequeno, médio e grande, cada um cobrindo uma faixa de bitolas | O caminho acústico disponível e, portanto, a força do sinal. Um transdutor dimensionado para um tubo pequeno não alcança um tubo grande. |
| Material e parede do tubo | Tubos metálicos, plásticos e revestidos, que diferem no quanto deixam o sinal passar | Se o tubo pode ser medido por fora, e quais valores de revestimento e de espessura de parede o medidor precisa receber. |
| Meio e temperatura | A família de líquidos e a faixa de temperatura para a qual os transdutores são classificados | Se o meio é um candidato em princípio e se o transdutor que cabe no tubo também resiste à temperatura. |
| Função de vazão ou função de calor | Somente vazão, ou vazão combinada com uma diferença de temperatura para contabilizar calor e refrigeração | Se a consulta é sobre volume ou sobre energia. A função de calor precisa de sensores de temperatura pareados, que são uma parte separada do sistema, e não um ajuste no medidor. |
| Saída e comunicação | Saídas de pulso, corrente, relé e serial, incluindo Modbus | Se o sinal é contabilizado, exibido como taxa ou lido por um sistema de controle. |
| Alimentação elétrica | Rede elétrica ou CC de baixa tensão, conforme o formato do instrumento | Se existe alimentação no ponto de instalação e se o formato portátil é usado justamente porque não precisa dela. |
Como escolher um medidor de vazão por ultrassom
| Fator | Por que isso decide a resposta | Como definir isso antes de cotar |
|---|
| Material do tubo e espessura de parede | O caminho acústico atravessa a parede, então uma parede desconhecida é uma geometria desconhecida e a leitura fica sem fundamento | Informe o material, o diâmetro externo e a espessura de parede, e se o tubo é revestido. |
| Se o tubo pode ser aberto | Decide entre fixação externa e inserção, e entre um levantamento e uma instalação permanente | Informe se uma parada é possível e por quanto tempo. |
| Trecho reto disponível | O medidor lê o perfil de velocidade ao longo do seu caminho, então turbilhão e assimetria viram um desvio, e não ruído | Envie um esboço do que há imediatamente a montante e a jusante do ponto previsto. |
| Meio e temperatura | Juntamente com a seção do tubo, decidem se existe um transdutor que caiba nele e que resista | Informe o líquido, a sua temperatura normal e a máxima, e se ela varia. |
| Sólidos e bolhas arrastados | Ambos espalham o sinal, então um escoamento muito aerado ou muito carregado está fora do tipo | Informe se o meio transporta sólidos, fibras ou gás livre. |
| Se é preciso um total, uma taxa ou um número de calor | Decide o formato do instrumento, as saídas e se sensores de temperatura pertencem à consulta | Diga para que o número será usado, e se ele é registrado ou apenas lido. |
Se algum destes pontos ainda estiver em aberto, envie o que souber. Um orçamento pode ser emitido a partir da descrição da aplicação e refinado quando as lacunas forem preenchidas.
As alternativas mais próximas
Estes são os tipos em que uma consulta sobre um medidor de vazão por ultrassom normalmente se resolve, e o ponto em que a escolha realmente se decide.
| Alternativa mais próxima | Diferença em relação a um medidor por ultrassom |
| Medidores de vazão eletromagnéticos | Fica molhado na linha e mede o líquido diretamente, então precisa de um meio condutivo e de um tubo que possa ser aberto. Em troca, a leitura não depende do estado da parede do tubo nem do acoplamento acústico, e ele mantém a exatidão em aplicações sujas e abrasivas em que a fixação externa fica no limite. |
| Medidores de vazão por vórtice | A resposta para vapor e gás, que um medidor por ultrassom não mede. Uma barreira geradora também é indiferente à espessura de parede e ao acoplamento, mas fica dentro do escoamento e espera um escoamento monofásico limpo. |
| Medidores de vazão por turbina | Uma contagem mecânica de um elemento que gira, exata e econômica em líquidos limpos de baixa viscosidade em pequenas seções. Precisa ser montada na linha, e sólidos ou operação a seco a danificam. |
| Medidores de vazão para canal aberto | Para escoamento com superfície livre, em que a profundidade é convertida em vazão através de uma estrutura conhecida. Um tubo que não corre cheio não pode ser medido por um medidor por ultrassom, então esta é a resposta quando não existe tubo pressurizado a medir. |
| Medidores de vazão de deslocamento positivo | Conta volumes discretos retendo-os, o que convém a produtos viscosos e à dosagem. As peças móveis e a perda de carga são o que o descarta em uma grande adutora de água. |
| Medidores de vazão de área variável | Indicação local sem alimentação, de baixo custo em linhas de purga e de utilidades. Sem total, sem leitura remota e sem adequação a meios opacos ou sujos. |
O medidor por ultrassom e o medidor eletromagnético são os dois tipos comprados para uma grande adutora de água existente; a pergunta que decide costuma ser se o tubo pode ser aberto, e não qual é mais exato.
O que incluir na solicitação
A primeira resposta pode ser um orçamento, e não um conjunto de perguntas, se a consulta trouxer esses dados. Quando um valor não for conhecido, envie a descrição da função e confirmaremos o que ela implica.
- O meio, e se ele transporta sólidos, fibras ou gás livre
- Material do tubo, diâmetro externo e espessura de parede, e se o tubo é revestido
- Se o tubo pode sair de serviço, e por quanto tempo
- Vazão mínima, normal e máxima
- Temperatura normal e máxima do meio
- Se o número exigido é um total de vazão, uma taxa, ou calor além de vazão
- Se a instalação é permanente ou um levantamento
- Saída exigida, e quem vai lê-la
- Alimentação disponível no ponto de instalação
- Trecho reto disponível a montante e a jusante
- Quantidade, porta de destino e data de entrega exigida
