sondas ultrasonicas.docx

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P-6/A Integrantes: González Pacheco Sergio, Guzmán Moreno sthepanie, Hernández De La Cruz José Luis, Morales Tolentino Leticia Instituto Tecnológico Superior de Tantoyuca Desviación Lindero Tametate S/N Col. La Morita C.P. 92100 RAÚL HERNÁNDEZ RIVERA

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Integrantes:Gonzlez Pacheco Sergio, Guzmn Moreno sthepanie,Hernndez De La Cruz Jos Luis, Morales Tolentino Leticia

Instituto Tecnolgico Superior de Tantoyuca

Desviacin Lindero Tametate S/N Col. La Morita C.P. 92100

P-6/ARAL HERNNDEZ RIVERA

Sinopsis

Los medidores de flujo ultrasnicos son los que mejor se ajustan para la medida de flujo de fluidos en lneas presurizadas as como en canales y tuberas parcialmente llenas.Principio de medicin Nadar contra corriente requiere siempre mayor potencia y ms tiempo que nadar en sentido de la corriente. La medicin de caudal por ultrasonidos se basa en este efecto elemental de la diferencia de tiempos de transito de la seal.Dos o ms pares de sensores montados sobre la tubera envan y reciben simultneamente impulsos ultrasnicos. Si no hay caudal, los dos sensores reciben simultneamente la onda ultrasnica transmitida, es decir, el tiempo de transito no presenta ningn retraso.En cambio, cuando el lquido est en movimiento, las ondas ultrasnicas no alcanzan los dos sensores al mismo tiempo. Este diferencia en el tiempo de trnsito apreciada es directamente proporcional a la velocidad y, por lo tanto, al caudal volumtrico.

Principales ventajas Mayor flexibilidad: Si el fluido es homogneo, la medida no depende de la presin, la temperatura, la conductividad, ni la viscosidad. Apto para una amplia gama de dimetros nominales (DN 15 a 4,000). No se estrecha el paso de la tubera, ni se producen perdidas de carga. Servicio ms sencillo: Extensas funciones de autodiagnstico para indicar y registrar errores. Cambio de transductores sin interrupcin del servicio.Gama de aplicacin Los caudalmetros ultrasnicos integrados son adecuados para la medicin de lquidos con buena permeabilidad acstica, con independencia de la conductividad, la viscosidad, la temperatura, la densidad y la presin. Mx. 3% de slidos. Mx. 3% en aire y gas. Mx. 350 cSt.

Se aplican en primer lugar en los siguientes sectores: Afluencia del agua sin tratar en plantas de tratamiento de agua. Aguas residuales tratadas. Produccin de energa y suministro de energa. Industrias del petrleo, gas y petroqumica. Sistemas de riego. Instalaciones de agua de refrigeracin en el sector industrial y en centrales elctricas. Instalaciones para el transporte de lquidos no conductores. HART /salida 4 a 20 mA. PROFIBUS PA ATEX

FuncionesPrincipio Fsico

Distribucin de velocidad a lo largo de la ruta del sonido

Una onda acstica que se mueve hacia arriba en el flujo llega, proveniente del punto A, al punto B ms rpido que la onda acstica que se mueve hacia abajo en el flujo (del punto B a A). La diferencia del tiempo de propagacin del sonido muestra la velocidad de flujo en el tubo.Debido a que el tiempo de retardo se mide en intervalos cortos tanto en el sentido de flujo como en sentido contrario al flujo, la viscosidad y la temperatura no tienen influencia sobre la precisin de la medicin.

Los dos transductores ultrasnicos estn dispuestos a un ngulo en relacin al eje del tubo. Los transductores realizan la funcin de transmisor y receptor de las seales ultrasnicas. Para efectuar la medicin se determina el tiempo que la seal ultrasnica requiere para moverse en el sentido de flujo y en sentido contrario. El principio puede expresarse de la siguiente manera:

v = Velocidad media del flujot = Tiempo de propagacinK = Factor de geometra proporcional del tubo

Este principio de medicin tiene la ventaja de ser independiente de las fluctuaciones de la velocidad efectiva del sonido del liquido y, por lo tanto, tambin de la temperatura.

El factor proporcional K se define mediante calibracin en hmedo.

Procesamiento directo de seales

La seal de ultrasonidos se transmite directamente entre los transductores. La ventaja de la transmisin directa punto a punto de seales consiste en que la fuerza de seal es extraordinariamente alta.

Versin de 2 vas

Caudalmetro ultrasnico de 2 vas con 4 transductores. En la va superior se muestran los transductores 1/1B y, en la inferior, los transductores 2/2B.

La precisin de los caudalmetros ultrasnicos depende de la geometra del tubo delante y detrs del caudalmetro y, adems del nmero de vas de medicin ultrasnica.

Cuando a travs de un tubo fluye agua, en funcin de la configuracin del tubo, est tendr la tendencia a producir remolinos o a fluir dentro del tubo con diferentes velocidades.

Ventajas del caudalmetro ultrasnico de 2 vas: Menor sensibilidad frente a los obstculos antepuestos como codos, bombas o vlvulas. Alta seguridad de medicin, ya que el instrumento de medicin tambin sigue midiendo en caso de que falle una va por algn motivo.

Los requisitos de entrada rectos tpicos son corriente ascendente ( = dimetro del caudalmetro) y corriente descendente .

Caudalmetro ultrasnico de 4 vas

Con entradas extremadamente cortas y la presencia de remolinos, algunas aplicaciones requieren una precisin que no puede obtenerse con las soluciones de 2 vas.

Gua para seleccionar un sensor Rango de medicin min.: 0 1 m/s Rango de medicin mx.: 0 10 m/s

Velocidad de caudal nominal: Normal: 1 3m/s Mnima: no permanentemente por debajo de 0,5 m/s Mxima: hasta 8 m/s

Sensores "clamp-on"

La principal caracterstica de los sensores "clamp-on" es que pueden ser instalados en el exterior de tuberas existentes en cualquier momento. Por este motivo, resultan ideales para aplicaciones en industrias diversas que pueden ir desde el sector del tratamiento de aguas hasta la ingeniera de procesos industriales. Aptos para dimetros de tuberas de hasta 4.000 mm. Adecuados para todos los materiales empleados en sistemas de tuberas: plstico, acero, hierro fundido y componentes, con o sin revestimientos. Ideales para montaje sin interrupciones del proceso.

Sensor en lnea

Una precisin garantizada y traceable es un requisito indispensable en muchas aplicaciones, y en estos casos se aprovechan todas las ventajas de los sensores en lnea; especialmente en las industrias qumica y petroqumica, y asimismo en la industria del agua. Estos sensores, que han sido calibrados en los bancos de calibracin de nuestra empresa con la tecnologa ms avanzada, se instalan directamente en la tubera.

Aptos para dimetros de tuberas de hasta 2.000 mm. La tubera no queda obstruida, no se producen prdidas de carga. Corto requisito de tramos rectos de entrada. Diseo industrial robusto.

Frmula para calcular la velocidad de flujo:

en m/s, en , en m

Adems de la comprobacin de la velocidad de la velocidad del caudal, se recomienda observar el nmero de Reynolds (Re):

El rendimiento ptimo del caudalmetro se consigue con un Re superior a 10 000 tpico de velocidades de caudal (agua) superiores a 0,5 m/s. Se deben evitar valores de Re de entre 2000 y 5000.

Para observar esta indicacin y estar por encima del lmite recomendado de velocidad de caudal de 0,5 m/s, se debe reducir el tamao del sensor.

Frmula de Re: Re = V x Di / Viscosidad

V en m/s, Di en m, Viscosidad en cSt (x x E-6 )

Ejemplo: Viscosidad del agua a 20C = 1 x E-6.

Montaje del equipo

Condiciones de admisin y salida

Entradas y salidas recomendadas

Para obtener ptimos resultados, los tramos de admisin y de salida tienen que ser rectos. Entre el caudalmetro y los codos, las bombas y las vlvulas se deben mantener a una distancia determinada. Adems, el caudalmetro debe colocarse centrado con respecto a las bridas y a las juntas de los tubos.

Las vlvulas deben estar instaladas despus del caudalmetro. La nica excepcin es la instalacin del sensor en un tubo vertical. En tal caso deber colocarse una vlvula bajo el sensor para el ajuste del cero.

Esta vlvula deber seleccionarse de manera que en estado totalmente abierto no provoque ningn cambio de flujo.

Reducciones

El caudalmetro se puede instalar entre dos reductores (p. ej. DIN 28545). A 8 se aplica la siguiente curva de cada de presin.

Ejemplo:

Un caudal de 3 m/s (V) en un sensor con una reduccin de dimetro de DN 250 a DN () produce una cada de presin de 3 mbar.

El sensor debe estar siempre totalmente lleno de lquido.

Deben evitarse las siguientes instalaciones:

Instalacin en el punto ms alto del sistema de tubera. El montaje en tuberas verticales con salida libre.

En caso de tubos parcialmente llenos o tuberas con salida libre, el caudalmetro debe estar ubicado en un tubo en forma de U.

Se recomienda una instalacin de los transductores en posicin horizontal:

Curva de presin/temperatura para bridas EN (DIN)

Curva de presin- temperatura para bridas conformes a ANSI B16.5

Condiciones de referencia

Para garantizar en todo momento la precisin de la medicin del caudal es necesario calibrar los caudalmetros. La calibracin se realiza con instrumentos trazables directamente referenciados a la unidad fsica de medida segn el Sistema Internacional de unidades (SI).

Efectos adicionales en caso de desviacin de las condiciones de referencia

Salida de corriente: Como la salida de frecuencia del caudal efectivo + 0,05% del valor de fin de escala). Influencia de la temperatura ambiente:Salida de frecuencia/impulsos: < 0,005%.Salida de corriente: < 0.0075%. Influencia de la tensin de alimentacin: 0,005 del valor medido con 1% de alteracin.

Datos tcnicos

Tamao nominal y caudal