La mesura del cabal és una part crucial de diversos processos industrials, i seleccionar el cabalímetre adequat per a una aplicació específica és vital per aconseguir resultats precisos i fiables. Dos tipus comuns de cabalímetres utilitzats a les indústries actuals són els cabalímetres electromagnètics (EMF) i els cabalímetres ultrasònics (USM). A continuació es mostra una comparació detallada entre les dues tecnologies:
1. Principi de funcionament
-
Mesurador de cabal electromagnètic (EMF):
Els mesuradors de cabal electromagnètics funcionen segons la llei d'inducció electromagnètica de Faraday. Quan un fluid conductor flueix a través d'un camp magnètic, s'indueix un voltatge perpendicular tant al camp magnètic com a la direcció del flux. Aquest voltatge és proporcional a la velocitat del flux i, mesurant aquest voltatge, es pot determinar el cabal. Els mesuradors de FEM són més adequats per a líquids conductors, com ara aigua, àcids i suspensions.
-
Mesurador de cabal ultrasònic (USM):
Els mesuradors de cabal ultrasònics funcionen transmetent ones sonores ultrasòniques a través del fluid. El dispositiu mesura el temps que triguen les ones sonores a viatjar amb i en contra de la direcció del flux. La diferència en el temps de viatge ajuda a determinar el cabal. Hi ha dos tipus de mesuradors de cabal ultrasònics: de temps de trànsit i Doppler. Els mesuradors ultrasònics de temps de trànsit s'utilitzen per a líquids nets, mentre que els mesuradors ultrasònics Doppler s'utilitzen per a líquids amb partícules o bombolles en suspensió.
2.Tipus de fluids mesurats
-
CEM:
Els mesuradors de cabal electromagnètics són adequats per mesurar fluids conductors, com ara aigua, aigües residuals, productes químics i fangs. No poden mesurar fluids no conductors com olis i gasos. -
USM:
Els mesuradors de cabal ultrasònics poden mesurar fluids conductors i no conductors. Són versàtils i poden manejar líquids amb partícules en suspensió, bombolles o fins i tot gasos en determinades aplicacions.
3.Precisió
-
CEM:
Els mesuradors de cabal electromagnètics són d'alta precisió, amb nivells de precisió típics d'entre ±0,5% i ±1% de la lectura. Proporcionen mesures contínues i en temps real, cosa que els fa adequats per a aplicacions on es requereixen dades de cabal precises. -
USM:
La precisió dels mesuradors de cabal ultrasònics pot variar segons el tipus i l'aplicació. Per a fluids nets, la precisió sol ser d'entre ±1% i ±2%, però per a líquids amb sòlids en suspensió o bombolles de gas, la precisió pot degradar-se. Els mesuradors ultrasònics Doppler, en particular, poden tenir una precisió més baixa a causa de la interferència del senyal de partícules o bombolles.
4.Instal·lació i manteniment
-
CEM:
Els mesuradors de cabal electromagnètics generalment requereixen una secció de canonada recta per a mesures precises, cosa que pot limitar la flexibilitat de la instal·lació. Tanmateix, un cop instal·lats, requereixen poc manteniment perquè no tenen peces mòbils. Els problemes de manteniment més comuns impliquen el desgast o l'incrustació dels elèctrodes en determinades aplicacions, com ara els fangs. -
USM:
Els mesuradors de cabal ultrasònics es poden instal·lar externament a la canonada, cosa que els converteix en una opció no invasiva. Això és particularment útil per a canonades de difícil accés. La instal·lació és relativament senzilla, però pot requerir una calibració regular per mantenir la precisió. Els mesuradors ultrasònics tampoc tenen peces mòbils, cosa que redueix la necessitat de manteniment físic. Tanmateix, poden veure's afectats pels canvis en la temperatura o la composició del fluid.
5.Cost
-
CEM:
Els mesuradors de cabal electromagnètics solen ser més cars que els mesuradors de cabal ultrasònics, especialment quan es mesuren aplicacions d'alta precisió o especialitzades. El cost pot variar en funció de factors com la mida i el material de la canonada. -
USM:
Els mesuradors de cabal ultrasònics són generalment menys cars que els mesuradors electromagnètics, especialment en el cas dels models de fixació amb pinça. Ofereixen una solució més rendible per a mesures no invasives o monitorització temporal del cabal.
6.Perfil de flux i mida de la canonada
-
CEM:
Els mesuradors de cabal electromagnètics no es veuen afectats pels canvis en el perfil de flux, sempre que el fluid sigui conductor. Tanmateix, requereixen un cert diàmetre de canonada per funcionar de manera òptima. Una canonada massa petita o massa gran pot provocar inexactituds. -
USM:
Els mesuradors de cabal ultrasònics són sensibles al perfil de flux i la precisió pot veure's afectada per un flux turbulent o inconsistent. Sovint cal un condicionament del flux, com ara l'ús d'endreçadors de flux, per garantir lectures precises. Estan disponibles en diverses mides i són flexibles pel que fa a la instal·lació.
7.Aplicacions
-
CEM:
Ideal per a aplicacions que impliquen grans volums de líquids conductors, com ara el tractament d'aigües residuals, el processament químic, els sistemes de distribució d'aigua i la mesura de fangs. -
USM:
Aptes tant per a fluids conductors com no conductors, com ara petroli, gas, aigua i productes químics. Són particularment útils per a indústries on es requereix mesurament no invasiu, com ara en sistemes de climatització, gasoductes de gas natural i transport de petroli.
8.Avantatges i desavantatges
-
Avantatges dels camps electromagnètics:
- Alta precisió per a fluids conductors.
- Sense peces mòbils, baix manteniment.
- Apte per a una àmplia gamma d'aplicacions industrials.
-
Desavantatges dels camps electromagnètics:
- Limitat a fluids conductors.
- La instal·lació requereix una secció recta de canonada.
- Cost més elevat en comparació amb els mesuradors per ultrasons.
-
Avantatges de l'USM:
- No invasiu, cosa que facilita la instal·lació.
- Apte tant per a fluids conductors com no conductors.
- Instal·lació flexible, inclosos els models amb pinça.
-
Desavantatges de l'USM:
- La precisió pot veure's afectada per les condicions del fluid, com ara la turbulència o la presència de sòlids.
- Costos d'instal·lació més elevats per a certs models (per exemple, mesuradors ultrasònics de temps de trànsit).
- Requereix calibratge periòdic, especialment en aplicacions difícils.
Conclusió
Tant els mesuradors de cabal electromagnètics com els mesuradors de cabal per ultrasons tenen els seus avantatges únics, i l'elecció entre els dos depèn dels requisits específics de l'aplicació. La FEM és ideal per a mesures precises de fluids conductors, especialment en indústries com el tractament d'aigües i els productes químics. En canvi, els mesuradors per ultrasons ofereixen versatilitat, especialment en aplicacions de mesura de cabal no invasives, i poden gestionar una varietat més àmplia de fluids, inclosos els conductors i els no conductors.
Per a les indústries que requereixen una alta precisió en la mesura de líquids conductors i on el cost està justificat, els mesuradors de cabal electromagnètics són una bona opció. Per a solucions menys invasives i flexibles en diversos tipus i mides de fluids, els mesuradors de cabal per ultrasons ofereixen una excel·lent alternativa. Comprendre les característiques del fluid i l'entorn operatiu és clau per seleccionar la tecnologia de mesurador de cabal adequada.
Data de publicació: 12 de gener de 2025