Mediante le onde a ultrasuoni, è possibile misurare in maniera affidabile la portata volumetrica di un'ampia varietà di gas e liquidi, indipendentemente dalla conducibilità elettrica, dalla pressione, dalla temperatura o dalla viscosità.
Nuotare controcorrente richiede molta più energia e tempo. Questo è il concetto che sta alla base della misura della portata a ultrasuoni secondo il metodo del “tempo di transito differenziale”: questo metodo si avvale di due sensori, posti frontalmente nel tubo di misura.
Ciascun sensore trasmette e riceve segnali a ultrasuoni in maniera alternata, misurando al tempo stesso il tempo di transito del segnale. Non appena il fluido nel tubo comincia a scorrere, i segnali accelerano verso la direzione del tubo ma rallentano nella direzione opposta. Il tempo di transito differenziale, misurato mediante i due sensori, è direttamente proporzionale alla portata.
Guardate il video per scoprire come funziona il principio di misura della portata a ultrasuoni e leggete ulteriori informazioni al riguardo qui!
Colpo d'occhio sui vantaggi dei misuratori di portata a ultrasuoni
- Principio di misura universale per liquidi e gas
- Multiparametro – misura simultanea di portata massica, temperatura e viscosità
- Elevata precisione di misura: tipicamente: ± 0,1% v.i., opzionalmente: ± 0,05% v.i. (PremiumCal)
- Principio di misura indipendente dalle caratteristiche fisiche del fluido e dal profilo della portata
- Nessun tratto in ingresso/uscita necessario
Transcript Title
Ogni giorno nei sistemi di tubazioni vengono trasportate e distribuite le più diverse sostanze.
Queste comprendono solventi e agenti chimici, oli vegetali nell'industria alimentare, refrigeranti nell'industria primaria o prodotti petrolchimici.
Spesso i fluidi che scorrono nei tubi hanno caratteristiche completamente diverse. Di conseguenza sono necessari diversi principi per la loro misura.
Uno di questi principi è la misura del flusso basata sul metodo del tempo di transito differenziale tramite ultrasuoni.
La fisica alla base di questo principio può essere ricondotta Lord Raleigh, fisico inglese vincitore del premio Nobel.
Nel suo libro "Teoria del suono”, pubblicato nel 1877, è descritta la propagazione delle onde sonore in solidi e gas.
Qui viene mostrato come funziona questo metodo di misura:
all'interno del misuratore di portata a ultrasuoni, le coppie di sensori sono poste frontalmente nel tubo di misura.
Ciascun sensore può trasmettere e ricevere segnali a ultrasuoni in maniera alternata. Contemporaneamente vengono misurati i tempi di transito di questi segnali.
I segnali a ultrasuoni vengono generati applicando tensione a cristalli piezoelettrici. Viceversa, un cristallo piezoelettrico genera tensione quando il sensore viene colpito da un segnale a ultrasuoni.
Aumentando il numero di coppie di sensori è possibile rilevare accuratamente e compensare matematicamente le distorsioni del profilo di flusso lungo l'intera sezione del tubo.
In assenza di flusso, i tempi di transito dei segnali sono uguali, a monte e a valle.
Una volta che il fluido inizia a scorrere nel tubo di misura, i segnali a ultrasuoni vengono accelerati nella direzione del flusso e rallentati nella direzione contraria al flusso.
Quindi a questo punto i segnali a ultrasuoni hanno tempi di transito diversi – meno tempo nella direzione del flusso e più tempo nella direzione contraria al flusso.
Pertanto, il tempo di transito differenziale misurato mediante i sensori è direttamente proporzionale alla velocità di deflusso nel tubo.
Conoscendo questo dato e la sezione del tubo, è possibile calcolare l'effettiva portata volumetrica.
Maggiore è la velocità di deflusso, maggiore è la differenza di tempo misurata tra i due segnali a ultrasuoni.
Per la misura della portata a ultrasuoni, non è necessario che i sensori siano montati nella parete del tubo.
Ad esempio, i sensori clamp-on vengono fissati direttamente sulla parte esterna del tubo. Ciò significa che possono essere montati a posteriori in qualsiasi momento senza interruzione del processo.
Con i sensori clamp-on, il segnale a ultrasuoni viene trasmesso direttamente attraverso la parete del tubo e nel fluido. Il segnale prosegue attraverso il fluido, viene riflesso sulla parete opposta del tubo e quindi misurato dal secondo sensore; in questo esempio, con installazione per misure mediante due traverse.
La struttura clamp-on è unica nel suo genere perché permette di misurare le portate in tubi molto grandi, con diametro fino a 4 metri. Ciò aumenta le possibilità di applicazione, ad esempio in impianti idrici e idroelettrici.
Flessibilità di montaggio, sicurezza di processo ed economicità sono i vantaggi che contraddistinguono la misura della portata a ultrasuoni.
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