Una instal·lació correcta és essencial per aconseguir mesures estables i precises amb un cabalímetre per ultrasons. Un dels requisits d'instal·lació més importants és ellongitud de tub recteabans i després del punt de mesura.

Com a guia general d'instal·lació, un mesurador de cabal ultrasònic hauria de tenir:

• Almenys 10D de canonada recta aigües amunt
• Almenys 5D de canonada recta aigües avall

onD és el diàmetre interior de la canonada.

Per exemple, si el diàmetre interior del tub és de 200 mm, la longitud recomanada del tub recte seria aproximadament2.000 mm aigües amunt i 1.000 mm aigües avall.

Però, per què un mesurador de cabal per ultrasons necessita una secció de canonada tan recta?

1. Què passa amb el flux després d'una connexió de canonada?

En condicions ideals, el líquid que flueix a través d'una canonada recta prou llarga desenvolupa un perfil de velocitat relativament estable.

No obstant això, les condicions de flux poden canviar significativament després de passar per components com ara:

• Colzes
• Vàlvules
• Samarretes
• Reductors
• Expansors
• Bombes

Aquests components poden crear:

• Turbulència
• Flux giratori
• Flux secundari
• Distribució asimètrica de velocitat
• Canvis locals en la velocitat del flux

Si el mesurador de cabal ultrasònic s'instal·la massa a prop d'aquestes pertorbacions, és possible que el perfil de velocitat no tingui prou distància per estabilitzar-se.

Això pot afectar la precisió i l'estabilitat de la mesura del flux.

2. Per què és més important la canonada recta aigües amunt?

Elsecció de canonada recta aigües amuntés particularment important perquè les pertorbacions generades abans del punt de mesura afecten directament el perfil de velocitat que entra a la secció de mesura.

Per exemple:

Colze → Turbulència → Flux giratori → Perfil de velocitat desigual → Mesurador de cabal ultrasònic

Si el cabalímetre s'instal·la immediatament després del colze, els transductors poden estar mesurant un perfil de flux molt distorsionat.

Proporcionant aproximadament10D de canonada recta aigües amuntdóna al flux més distància per desenvolupar-se fins a una condició més estable abans d'arribar al punt de mesura.

3. Per què es requereix la 5D aigües avall?

La secció recta de la canonada aigües avall també és important, tot i que la seva influència generalment és menys significativa que la secció aigües amunt.

Un recomanatCanonada recta 5D aigües avallajuda a garantir que la secció de mesura no es vegi afectada immediatament per pertorbacions del flux aigües avall.

També proporciona espai suficient perquè el flux continuï desenvolupant-se després de passar pel punt de mesura.

Per tant, un esquema d'instal·lació típic es pot representar com:

Aigües amunt: ≥10D → Mesurador de cabal ultrasònic → ≥5D: Aigües avall

4. Com afecta un perfil de flux distorsionat a la precisió de la mesura?

Un cabalímetre ultrasònic ha de determinar en última instància la velocitat mitjana del flux del líquid a través de la canonada.

No obstant això, la velocitat no és la mateixa en tots els punts de la canonada.

En condicions estables, la distribució de velocitats és relativament predictible.

Després d'un colze o una vàlvula, el perfil de velocitat pot esdevenir asimètric:

Flux estable

→ Distribució de velocitat relativament uniforme

Flux pertorbat

→ Distribució desigual de la velocitat + turbulència + remolí

Si la secció de mesura es troba massa a prop de la pertorbació, és possible que la mesura ultrasònica ja no representi amb precisió la velocitat mitjana del flux.

Això pot resultar en:

• Desviació de mesura
• Lectures inestables
• Mala repetibilitat
• Augment de la incertesa de mesura

5. Per què els colzes són una preocupació comuna?

Un sol colze pot canviar la direcció del líquid i crear un perfil de velocitat no uniforme.

La situació es pot complicar més quan hi ha:

• Dos colzes junts
• Colzes dobles en diferents plans
• Un colze seguit d'una vàlvula
• Un colze seguit d'un reductor
• Un colze a prop d'una bomba

Aquestes configuracions poden produir turbulències i remolins més forts.

Per tant, sempre que sigui possible, el mesurador de cabal per ultrasons s'ha d'instal·lar en una secció de canonada amb una longitud recta suficient.

6. Les bombes i les vàlvules de control requereixen una atenció especial

Les bombes i les vàlvules de control parcialment obertes poden produir pertorbacions de flux particularment fortes.

Per exemple:

Bomba → Mesurador de cabal

pot exposar la secció de mesura a:

• Fortes turbulències
• Flux giratori
• Distribució de velocitat no uniforme
• Fluctuacions de pressió

De la mateixa manera:

Vàlvula parcialment oberta → Mesurador de cabal

pot crear un patró de flux molt pertorbat aigües avall de la vàlvula.

En aquestes situacions, mantenir una longitud adequada de canonada recta aigües amunt esdevé especialment important.

7. Què passa si no hi ha prou canonada recta?

En instal·lacions industrials reals, no sempre és possible aconseguir els 10D ideals aigües amunt i 5D aigües avall.

Si la canonada recta disponible és massa curta, el cabalímetre pot experimentar:

• Augment de l'error de mesura
• Lectures inestables
• Mala repetibilitat
• Major sensibilitat a les condicions d'instal·lació

És important destacar que un senyal ultrasònic fort fanosignifica necessàriament que la mesura del cabal és precisa.

El cabalímetre pot rebre un fort senyal ultrasònic mentre que el perfil de velocitat real encara està molt distorsionat.

Per tant:

Una bona intensitat del senyal i una bona precisió en la mesura del cabal estan relacionades, però no són el mateix.

8. Com s'ha de seleccionar la posició d'instal·lació?

Quan seleccioneu una ubicació d'instal·lació, intenteu proporcionar:

Aigües amunt

Almenys 10D de canonada recta

Aigües avall

Almenys 5D de canonada recta

A més, eviteu instal·lar el cabalímetre:

• Immediatament aigües avall d'una bomba
• Immediatament aigües avall d'una vàlvula de control
• Immediatament després d'una instal·lació de canonades complexa
• En llocs amb fortes vibracions de les canonades
• En llocs on es pot acumular aire
• En trams de canonada parcialment plens

La canonada també hauria de romandrecompletament ple de líquiddurant el funcionament normal.

9. Què significa «D»?

En el10D/5Dguia d'instal·lació,D fa referència al diàmetre interior de la canonada.

Per exemple:

Per tant, a l'hora de seleccionar una ubicació d'instal·lació, cal tenir en compte la longitud de canonada recta disponible abans d'instal·lar el mesurador de cabal ultrasònic.

10. Per què és important la longitud de la canonada recta per als mesuradors de cabal ultrasònics amb pinça?

Un avantatge important d'un mesurador de cabal ultrasònic de fixació amb pinça és que els transductors es poden instal·lar externament sense tallar ni modificar la canonada.

Això fa que sigui relativament fàcil seleccionar una altra ubicació de mesurament adequada si la ubicació original no té prou canonada recta.

Per exemple, en comptes d'instal·lar els transductors immediatament després d'un colze, l'enginyer els pot moure més aigües avall per obtenir una secció de canonada recta més llarga.

Aquest és un dels avantatges pràctics del mesurament de cabal ultrasònic amb pinça per a canonades industrials existents.

La finalitat dels trajectes de canonada rectes és proporcionar al mesurador de cabal ultrasònic unaperfil de flux estable i representatiual punt de mesura.

Els colzes, les vàlvules, les bombes, les connexions en T, els reductors i altres accessoris poden pertorbar el flux i crear turbulències, remolins i distribucions de velocitat desiguals. Si el mesurador de cabal per ultrasons s'instal·la massa a prop d'aquestes pertorbacions, la precisió i l'estabilitat de la mesura poden veure's afectades.

Com a guia general d'instal·lació:

Canonada recta aigües amunt ≥ 10D
Canonada recta aigües avall ≥ 5D

onD és el diàmetre interior de la canonada.

Seguir els requisits recomanats per a canonades rectes, juntament amb una instal·lació adequada del transductor i una canonada completament plena, pot millorar significativament la fiabilitat i la repetibilitat del mesurament del cabal per ultrasons.