Preguntas Frecuentes y Consideraciones para Medidores de Flujo Ultrasónicos

Los medidores de flujo por ultrasonido (tiempo tránsito) presentan una alternativa sumamente confiable, precisa y versátil para medir en flujo en líquidos; siempre y cuando se utilicen adecuadamente. A continuación presentamos las preguntas frecuentes y consideraciones a tener para la utilización correcta de esta tecnología.

Acerca de los fluidos:

¿Es posible medir el flujo en tuberías que no están llenas?

No se recomienda. En tuberías horizontales, si la tubería está llena de líquido a 2/3 del diámetro interno, la velocidad del flujo puede ser medida colocando los transductores de manera lateral. Sin embargo, el flujo se asume como tubería llena, por lo que el flujo medido sería mayor que el flujo real.

De manera similar, si hay residuos o sedimentos acumulados en el fondo de la tubería, la velocidad de flujo puede ser medida hasta 1/3 del diámetro interno de la tubería. En este caso, el flujo medido es de igual manera asumiendo que la tubería está llena sin sedimentos.

¿Qué es el flujo homogéneo en el que las ondas de ultrasonido pueden ser transmitidas?

El agua puede ser medida desde un rango de no potable a potable. Los flujos de drenaje pueden ser medidos siempre y cuando no contengan partículas con tamaño superior a 75μm (75 micrometros) y en una concentración de menos de 10,000 ppm.
Si el flujo contiene muchas burbujas, no podrá ser medido. En general, entre menos partículas y burbujas contenga el flujo, mejor será la medición.

¿Qué pasa cuando el líquido contiene burbujas de aire?

Los medidores de flujo ultrasónicos son resistentes a la entrada de burbujas de aire hasta cierto punto. Cuando el líquido contiene un exceso de burbujas de aire, no se puede hacer mediciones debido a fallas de transmisión de las ondas de ultrasonido. Cuando las burbujas de aire entran al sistema de manera momentánea, el equipo mantiene la medición con la función de compensación y no hay problema en la medición.
Las burbujas de aire entran al sistema en los siguientes casos:

• Succión de aire debido a nivel bajo de líquido en el sitio de bombeo (pozo, cisterna, tanque)
• Cavitación
• Presión negativa en el sistema que introduce aire mediante las conexiones.

Acerca de las tuberías:

¿Cómo se mide el flujo cuando las especificaciones de la tubería no se saben?

El flujo puede ser medido introduciendo un valor estándar de la tubería, sin embargo, la precisión no puede ser garantizada. Para obtener la mejor precisión es necesario tener las especificaciones exactas. Para obtenerlas se puede medir la circunferencia de la tubería con un flexómetro apropiado o bien medir el diámetro directamente con un calibrador o micrómetro. De manera similar el espesor de la tubería puede medirse con un medidor de espesor ultrasónico.

¿Qué efecto tiene el recubrimiento de la tubería?

Cuando el recubrimiento es parejo y está bien aplicado, no hay problema en la medición. En caso de que el recubrimiento sea grueso, es necesario introducir su espesor en la configuración del equipo para mejores resultados. Si la tubería se encuentra oxidada, con sarro y/o contaminada, la medición se verá afectada ya que los transductores no podrán sentarse de manera uniforme.

Acerca de la posición de los transductores.

¿Cómo deben ser montados los transductores en tuberías horizontales?

El sensor debe ser montado en dirección horizontal (lateral) de la circunferencia de la tubería para prevenir los efectos de los sedimentos en la parte baja de la tubería y las burbujas en la parte alta.

¿Cómo debe ser montado el sensor en tuberías horizontales?

Los transductores pueden ser montados en cualquier posición para tuberías verticales. Se recomienda que la dirección de flujo sea hacia arriba para evitar vacíos y burbujas en la tubería.

Cuando la longitud de la tubería recta es corta y hay una bomba, válvula, orificio, etc., ¿qué se requiere para la medición?

En general, la longitud de la tubería recta en el lado de aguas arriba (en sentido del flujo) debe ser mayor a 10D, y la del lado de aguas abajo (contra flujo) debe ser mayor a 5D. Cuando hay una bomba, válvula, orificio, etc., la medición debe realizarse en un lugar a más de 30D de distancia en el lado de aguas arriba y a más de 5D de distancia en el lado de aguas abajo.

¿Hasta dónde se puede extender el cable de extensión del sensor?

Los cables de extensión se pueden conectar y extender hasta 100 m. (Cable especial bajo pedido)

Acerca de la precisión:

¿Cuál es la precisión aproximada de la medición?

Diámetro Interno	Velocidad de flujo	Precisión
Ø13 a Ø25 o menos	2 a 32m/s	± 2.5 % del flujo medido
	0 a 2m/s	± 0.05m/s
Ø25 a Ø50 o menos	2 a 32m/s	± 1.5 % del flujo medido
	0 a 2m/s	± 0.03m/s
Ø50 a Ø300 o menos	2 a 32m/s	± 1.0 a 1.5 % del flujo medido
	0 a 2m/s	± 0.02m/s a 0.03m/s
Ø300 a Ø6000	1 a 32m/s	± 1.0 a 1.5 % del flujo medido
	0 a 1m/s	± 0.01m/s a 0.02m/s

Anteriormente, se usaba a menudo la expresión % de la escala completa. Pero, en la era reciente del sistema digital, se expresa con mayor frecuencia en % del valor mostrado. En condiciones de baja velocidad de flujo, el valor absoluto de error se utiliza como estándar de precisión en consideración del umbral de rendimiento del dispositivo.

¿Qué causa los factores de error?

En el caudalímetro ultrasónico, las ondas ultrasónicas se emiten desde el exterior de la tubería y el tiempo se mide mientras las ondas pasan a través del fluido. Los siguientes puntos se convierten en los factores de error a considerar al evaluar los valores medidos:

• Tamaño de la tubería: Cuando el valor establecido para el tamaño de la tubería es diferente del tamaño real de la tubería, y si la diferencia con el diámetro interior es de aproximadamente el 1 % del tamaño, el error es de aproximadamente el 3 % de la desviación obtenida por conversión de caudal. (A continuación, se muestra un ejemplo de desviación de 1 mm en el diámetro interior).

• Diferencia en la distancia entre transductores: Cuando los transductores no se instalan de manera precisa y el error es ± 1mm, el error de flujo estará dentro del 1%

• El flujo en la tubería está desviado: Cuando la tubería recta es corta (particularmente en el lado aguas arriba), el flujo se ha desviado y se producirá algún error de desviación, o se producirá una fluctuación del valor indicado cuando el flujo esté en remolino.
• Diámetro interior diferente del valor establecido debido a depósitos de incrustaciones dentro de la tubería: El error es el mismo que se indica en el primer punto. Si el sarro está mal depositado, las ondas receptoras no estarán disponibles y la medición puede desactivarse.
• Cambio en la temperatura del agua: La velocidad del sonido del agua se calcula en tiempo real y el cambio en la temperatura del fluido se compensa (nuevo sistema de medición de la velocidad del sonido), pero hay un ligero error.

• Onda recibida débil debido a condiciones de montaje y de tubería incorrectas: Es posible que se pueda realizar la medición. Pero, si la onda recibida es débil, puede resultar en un gran error debido al efecto del ruido externo.
• Salida cuando el líquido contiene burbujas de aire: Cuando la cantidad de burbujas de aire contenidas en el líquido es inferior al valor permitido indicado anteriormente, el caudalímetro ultrasónico de tipo portátil indica el caudal volumétrico que contiene burbujas de aire.
• Cuando la tubería recta es corta (particularmente en el lado aguas arriba), el flujo se ha desviado y se producirá algún error de desviación, o se producirá una fluctuación del valor indicado cuando el flujo esté girando (turbulencia).

Comparación con otros medidores de flujo:

Aunque los termómetros y los manómetros se pueden calibrar fácilmente en un sitio, los medidores de flujo generalmente son muy difíciles de calibrar en un sitio. Por lo tanto, el medidor de flujo ultrasónico de tipo portátil se usa a menudo para verificar otros medidores de flujo. Después de la verificación, el resultado de la comparación de los caudalímetros debe evaluarse con cuidado teniendo en cuenta los siguientes puntos:

• Consideración del error de cada caudalímetro. Evaluar el error de calibración en consideración para la indicación de precisión (porcentaje en FS o porcentaje de la tasa).
• Estudiar los datos sistemáticamente, si se encuentra un error. No compare valores solo en 1 punto de flujo. Dibuje muchas muestras en un gráfico y ordénelas de forma esquemática para una evaluación clara.
• Revise minuciosamente el sistema de tubería. Si el fluido entra o sale de una tubería secundaria en medio de un sistema de tuberías, es posible que los datos de comparación de cada lado de dicha unión de tuberías no coincidan entre sí. Cuando hay almacenamiento en medio del sistema de tuberías y se convierte en un amortiguador para el flujo, se debe tener en cuenta el nivel de líquido del área de almacenamiento.
• La comparación de 2 conjuntos diferentes de caudalímetros es difícil. Cuando hay una diferencia entre 2 juegos de medidores de flujo, es difícil juzgar cuál es el correcto. Por lo tanto, es necesario considerar otro criterio de juicio.

Otros factores a considerar:

Cómo determinar la velocidad sónica de un fluido no estándar