Elección de una tecnología por ultrasonido para medición de flujo
Los medidores de flujo ultrasónicos con abrazadera se deben considerar para aplicaciones que incluyen agua y aguas residuales, petróleo y gas, alimentos y bebidas, energía y más.
La medición y control, así como el análisis de los datos de los procesos industriales empleando la instrumentación y equipos adecuados, son necesarios para la confiabilidad, cumplimiento de normas y reglamentos necesarios en toda planta industrial.
Entre las variables más comunes a llevar su monitoreo, registro y control se encuentran el flujo (caudal), la presión y la temperatura. Es a través de las variables consideradas como principales para un proceso determinado que se puede tener un indicativo temprano en caso de problemas que pueden tener repercusiones importantes para el proceso (y el negocio) en general.
En el caso de la medición de flujo. una medición inexacta puede tener consecuencias graves y posiblemente dañinas para una instalación. Hay cuatro razones por las que la medición de flujo es importante:
- Seguridad: los caudales no controlados pueden hacer que la temperatura y la presión alcancen niveles peligrosos con consecuencias graves para las instalaciones y los trabajadores de la empresa.
- Integridad del producto: el caudal puede ayudar a garantizar que la cantidad correcta de materiales mezclados esté presente en todo momento. Esto incluye todo, desde alimentos procesados hasta gasolina.
- Indicación de eficiencia: las empresas pueden determinar qué tan eficiente es un proceso midiendo la cantidad de cada insumo que se ha incorporado al producto en comparación con la cantidad de producto producido.
- Control de variables de proceso: el caudal se mide y controla durante las aplicaciones de transferencia de energía.
Contar con un sistema que tome en cuenta estas cuatro razones clave, puede significar para la organización la diferencia entre obtener ganancias o pérdidas.
Incluso si una empresa sabe que necesita medir y controlar el flujo de fluidos en sus procesos, no significa que sepa la mejor manera de hacerlo. Hay varias opciones para elegir, desde medidores de flujo de desplazamiento positivo, medidores de turbina y medidores de flujo basados en presión diferencial hasta medidores ultrasónicos, medidores de vórtice, medidores Coriolis y más. La mayoría de los medidores de flujo están integrados en una tubería, insertándose en la corriente de flujo, y cada tipo de medidor tiene sus propias ventajas y desventajas. La decisión de qué tecnología utilizar se basa en varios factores, incluidos, por ejemplo, la ubicación de la tubería, las condiciones del proceso, la composición de la corriente y la frecuencia de medición.
Cambio en la tendencia de uso para los medidores de flujo.
El medidor de flujo ultrasónico se considera nueva tecnología y ha estado reemplazando a los medidores tradicionales, especialmente debido a los avances en el procesamiento electrónico y la creciente confianza en este principio de medición.
Un medidor ultrasónico puede utilizar varias técnicas para medir el flujo de fluidos de proceso, incluido el tiempo de tránsito, el Doppler y la etiqueta de correlación, siendo la medición del tiempo de tránsito el método más común.
En un medidor ultrasónico que utiliza el tiempo de tránsito para obtener el valor de flujo en una tubería, dos transductores ultrasónicos actúan como generadores y receptores de señales y están en comunicación acústica entre sí. El principio de medición está basado en el intervalo de tiempo entre la transmisión y la recepción de las señales ultrasónicas, las cuales se miden en ambas direcciones. Cuando hay fluido en la tubería, el tiempo de tránsito aguas abajo (en la dirección en que circula el fluido en la tubería) es menor que el tiempo aguas arriba (en la dirección contraria a la circulación del fluido en la tubería), ya que los pulsos aguas abajo son acelerados por el flujo y los pulsos aguas arriba son ralentizados por él. La diferencia entre los dos tiempos de tránsito es proporcional a la velocidad del flujo.
Las ventajas de los caudalímetros ultrasónicos incluyen:
- No hay partes móviles que requieran mantenimiento
- No hay caída de presión por pérdida de energía
- No hay restricciones en la tubería que puedan dañarse por impurezas en el fluido, ya que los transductores no sobresalen hacia el proceso
- Medidas de flujo bidireccional (hacia adelante y hacia atrás)
Diagnósticos como la intensidad de la señal y la velocidad del sonido que brindan información adicional sobre las condiciones de la medición de flujo y el fluido del proceso
Instalación
Una ventaja de los medidores de flujo tipo ultrasónicos, es la versatilidad de los métodos de instalación. Estos medidores ultrasónicos se pueden instalar con una celda de flujo (o pieza de carrete de tubería) o se pueden instalar externamente a la tubería con transductores ultrasónicos con abrazaderas.
Los accesorios con abrazaderas con transductores ultrasónicos se sujetan con abrazaderas al exterior de una tubería nueva o existente sin la necesidad de cortar la tubería o detener el proceso, lo que ahorra tiempo y dinero. Al utilizar abrazaderas para su montaje en la tubería, se pueden instalar en cualquier momento, en ubicaciones difíciles y sin contaminación del proceso. Esto los hace adecuados para mediciones rápidas de verificación puntual, en instalaciones temporales y para el monitoreo de flujo permanente. Los medidores de abrazadera se pueden dejar en su lugar para instalaciones fijas o funcionar con baterías y ser portátiles para diferentes puntos de medición.
Las mediciones de flujo con abrazaderas se utilizan en múltiples industrias, incluidas las del petróleo y el gas, la química, la fabricación, el acero, la alimentación y las bebidas y la energía.
Otra industria que ha aceptado estos medidores es la del agua y las aguas residuales. Una importante empresa multinacional de procesamiento de alimentos y bebidas solicitó apoyo para validar el rendimiento de sus medidores de flujo existentes en sus plantas de tratamiento de agua. Los medidores de flujo existentes continuamente experimentaban fallas y problemas de rendimiento, incluso después de haber sido reemplazados por otros iguales.
De la conversación con el equipo de procesos de la planta se desprendió que los problemas de fiabilidad de los medidores de flujo instalados en sus líneas de proceso comenzaron después de que el proceso de limpieza in situ cambiara de productos químicos a ozono. Se creía que estas sustancias estaban dañando los medidores de flujo existentes. Para validar rápidamente el rendimiento de un medidor ultrasónico, se instalaron medidores portátiles con abrazaderas para comprobar algunos de los medidores de flujo existentes, y las lecturas generales con diagnósticos de instrumentos coincidieron con las expectativas.
A partir de los resultados anteriores la empresa instaló entonces medidores de flujo permanentes con pinza para una prueba más prolongada junto con el medidor que ya tenían existente, el resultado fue que los medidores de flujo ultrasónicos con pinza cumplieron con las expectativas de la empresa. Estos medidores son ahora el estándar en la instalación para estas mediciones de agua e ilustran la versatilidad de los medidores de flujo ultrasónicos.
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