Sensori dei misuratori di portata a ultrasuoni

Per la misura a ultrasuoni sono disponibili diversi modelli e vari tipi di misuratori di portata. Il termine "ultrasuoni" non definisce in modo univoco la tipologia dei misuratori di portata. "Ultrasuoni" indica semplicemente che la portata viene misurata mediante ultrasuoni. La portata effettiva viene misurata con tre metodi fondamentalmente diversi:

• Metodo del tempo di transito differenziale (tempo di volo)
• Metodo Doppler
• Metodo di correlazione incrociata

Il metodo più applicato e più accurato è il tempo di transito differenziale (tempo di volo). Può essere applicato a liquidi, gas, fluidi criogenici (LNG incluso) e in applicazioni ad alta temperatura.

Attualmente sono disponibili diversi tipi di sensori a ultrasuoni che possono essere installati direttamente sul tubo o forniti preinstallati in un tubo di misura. I sensori possono essere suddivisi in tre sottogruppi:

• Sensori clamp-on
• Sensori a inserzione
• Sensori "in linea"

Le onde sonore possono attraversare i materiali senza causare danni. La diagnosi medica, i test sui materiali e la misura della portata sfruttano tutti in modo estremamente efficace questa proprietà. Per quanto riguarda la misura della portata, ciò significa che il sensore può essere esterno al tubo e non deve necessariamente essere a contatto con il fluido. I dispositivi montati in questo modo sono generalmente denominati sensori "clamp-on" (Fig. 1). Una caratteristica dei sensori "clamp-on" è che le onde ultrasonore passano sempre attraverso il centro del tubo.

I sensori a contatto diretto con il fluido sono noti come "sensori a inserzione o bagnati". Vengono utilizzati anche con misuratori a tempo di transito multipercorso, che hanno percorsi sonori sfalsati rispetto al piano mediano del tubo. I sistemi a doppio percorso sono un esempio (Fig. 3). I sistemi multipercorso assicurano una migliore linearità e sono meno suscettibili ai disturbi nel profilo del flusso. Alcuni produttori offrono anche sensori a inserzione con presa in carico.

I tubi di misura prefabbricati (v. Fig. 3) sono ideali per trasferire direttamente nel processo la precisione di misura determinata in laboratorio. Un sensore "in linea" è costituito da un tubo di misura prefabbricato completo di sensori a inserzione preinstallati – che possono essere immersi nel fluido o isolati. Generalmente, configurazioni come questa impiegano sensori "in linea" con un sistema multipercorso consistente in due, tre, quattro o più coppie di sensori.