Para la medida no invasiva de caudal en tuberÃas se emplean dos tecnologÃas: Tiempo de tránsito y Doppler. Ambas, son tecnologÃas ultrasónicas que miden el caudal mediante el uso de sensores fijados en el exterior de la tuberÃa. La principal diferencia entre ellas es que cada una funciona mejor que la otra en situaciones opuestas. Comprender las diferencias entre estas tecnologÃas le permitirá tomar la decisión correcta para tener una instalación fiable y precisa.
Los caudalÃmetros de tiempo de tránsito miden, como su nombre indica, el tiempo requerido para que una señal ultrasónica (sonido generado por encima del rango de audición humana, que es de 20 kHz) se transmita desde un sensor situado aguas arriba, atraviese una tuberÃa diagonalmente y sea recibida por un segundo sensor situado aguas abajo y viceversa.
Se comparan las dos medidas de tiempo y, si no existe flujo, el tiempo de tránsito serÃa el mismo en ambas direcciones. Con el flujo, la señal viaja más rápido a favor del mismo y más lentamente en dirección contraria. La diferencia de tiempo medida depende directamente de la velocidad del fluido a través de la tuberÃa y es el valor relevante para medir y monitorizar el caudal de lÃquidos y gases.
LÃquidos y gases limpios
Debido al hecho de que la señal ultrasónica debe cruzar la tuberÃa desde un sensor (emisor) al otro sensor (receptor) y viceversa, el fluido dentro de la tuberÃa puede contener solo una concentración mÃnima de burbujas de aire o sólidos (<30%). Si superase esta concentración, el sonido de alta frecuencia se atenuará y, por lo tanto, la señal será demasiado débil para alcanzar el otro lado de la tuberÃa. Si este es su caso, le aconsejamos que opte por un caudalÃmetro Doppler.
Para realizar una medición bidireccional, nuestros caudalÃmetros de tiempo de tránsito siempre se suministran con dos sensores. Los dos sensores pueden funcionar como transmisor o receptor de la señal ultrasónica.
La generación actual de caudalÃmetros de tiempo de tránsito logra resultados con una precisión del 0.5 - 1% FS.
Los caudalÃmetros de Katronic serie KATflow 200 y KATflow 100, distribuidos en España por Rosetta Technology Solutions S.L., de tiempo de tránsito son adecuados para tuberÃas y tubos fabricados con una amplia gama de materiales (también de doble pared). Sus diámetros pueden variar desde 3 mm hasta 6500 mm.
La tecnologÃa de medición de caudal Doppler se basa en el principio de que las ondas de sonido volverán al transmisor a una frecuencia alterada si los reflectores en el lÃquido están en movimiento. Todos escuchamos ejemplos del 'efecto Doppler' a diario; el cambio de tono de un tren que pasa, un avión o el escape de un coche de carreras. Escuchamos cómo varÃan estos tonos porque estamos parados y el transmisor del sonido está en movimiento.
El principio de funcionamiento del caudalÃmetro Doppler se basa en una relación lineal entre este cambio de frecuencia y la velocidad del fluido. El instrumento lo mide con la mayor precisión posible para calcular la velocidad de flujo.
Los caudalÃmetros Doppler se utilizan únicamente para medir los caudales de fluidos y dependen del reflejo del sonido. Solo los lÃquidos con sólidos y / o burbujas de gas son adecuados para esta tecnologÃa. Estos son lÃquidos "difÃciles" que pueden dañar los caudalÃmetros tradicionales; hablamos de lodos, aguas residuales, abrasivos, productos quÃmicos viscosos y corrosivos. Con concentraciones inferiores al 30% (de sólidos o burbujas), le aconsejamos que opte por un caudalÃmetro de tiempo de tránsito.
A diferencia de los caudalÃmetros de tiempo de tránsito, que siempre tienen dos sensores (pueden tener 4 sensores para medidas más precisas), existen caudalÃmetros Doppler en diferentes versiones, con uno o con dos sensores. En los modelos de sensor único, tanto el transmisor como el receptor se combinan en la misma carcasa. En los modelos con dos sensores, un sensor transmite la señal ultrasónica y el otro actúa como el receptor.
Aunque la tecnologÃa de medición de caudal Doppler asume que las partÃculas reflectantes se mueven a la misma velocidad que el lÃquido, en la práctica esto nunca sucede. Las partÃculas tienden a bajar mientras que las burbujas de gas quieren subir. Como resultado, una medida de caudal Doppler proporciona resultados con una precisión del 2% FS.
Los caudalÃmetros Doppler de Katronic modelo Katflow10 son adecuados para tuberÃas y tubos de una amplia gama de materiales. Sus diámetros pueden variar desde 30 mm hasta 350 mm.
Las aplicaciones incluyen detección de funcionamiento de bombas, aplicaciones de desbordamiento y fluidos viscosos.
Resumiendo: Los caudalÃmetros Doppler funcionan mejor en lÃquidos con burbujas y con aire: aguas residuales, lÃquidos viscosos y abrasivos. Los caudalÃmetros de tiempo de tránsito funcionan mejor con lÃquidos limpios: agua, aceite y productos quÃmicos.