Medición ultrasónica clamp-on de flujo de vapor

El vapor es un commodity y una necesidad para muchas industrias en el mundo. Ya sea que se utilice para calefaccionar un edificio o como fuente de calentamiento para una aplicación industrial, la medición del vapor es un factor clave.

La medición clamp-on de caudal de líquidos con el principio de tiempo de tránsito ha estado en el mercado desde hace más de 40 años. Hace 15 años hizo su aparición la medición no intrusiva de caudal de gas, pero medir vapor con caudalímetros ultrasónicos clamp-on seguía siendo difícil de lograr. En los medidores ultrasónicos, el vapor seco saturado es como un gas salvo que las temperaturas sean mucho más elevadas.

 

Medición ultrasónica clamp-on de flujo de vapor
Los caudalímetros FLUXUS están disponibles para instalación fija y para uso portátil.

 

Medición ultrasónica clamp-on

Gracias a sus evidentes ventajas, la medición ultrasónica clamp-on ya es una tecnología estándar en innumerables aplicaciones de medición de caudal de líquidos o gases. Pero muchos se preguntan qué pasa con el vapor. Y es lógico, por lo que el vapor parece ser el último desafío para esta tecnología.

 

No invasivo y eficiente

El caudalímetro FLUXUS ST-LT de Flexim mide vapor a ‘baja temperatura’ (hasta 180°C) por el principio de tiempo de tránsito. Lo hace de manera no invasiva desde fuera de la cañería.

La medición no invasiva del flujo de vapor significa medir sin interrumpir la operación y el suministro. Puesto que los transductores ultrasónicos clamp-on se montan del lado externo de la cañería, requieren un trabajo mínimo de instalación y sin necesidad de abrir la cañería.

Este método acústico de medición muestra una dinámica de medición sumamente elevada, es muy sensible incluso en velocidades de flujo muy bajas y funciona independientemente de la dirección del flujo.

Gracias a su gran rango de velocidades de flujo (desde 0,01 m/s hasta 60 m/s), no hay necesidad de reducir el diámetro de la cañería para adaptarse al requerimiento de velocidad mínima de flujo. Además, la medición no invasiva no causa ninguna pérdida de presión. Asimismo, es posible aislar completamente los montajes del transductor para reducir pérdidas de calor al medio ambiente.

Con FLUXUS ST-LT se logra, por primera vez, capturar todo el uso de vapor desde caudales muy bajos a muy altos con un solo tamaño de medidor.

 

Medición ultrasónica clamp-on de flujo de vapor
Principio ultrasónico de tiempo de tránsito. Dos transductores ultrasónicos se encuentran montados a una cierta distancia sobre la cañería. Enviando señales de sonido alternadamente a favor y en contra del flujo, se puede medir una diferencia en el tiempo de tránsito, lo que corresponde a la velocidad del flujo.

 

Totalmente libre de mantenimiento

La medición no invasiva del flujo de vapor significa medir sin contacto directo con el medio que circula en la cañería.

FLUXUS ST-LT no tiene partes móviles. Sus transductores ultrasónicos se fijan a la cañería con abrazaderas de acero inoxidable y se encuentran protegidos dentro de una carcasa robusta de acero inoxidable. En lugar del gel o grasa de acoplamiento para mejorar la transferencia de la señal ultrasónica, se utilizan pads permanentes que no requieren mantenimiento ni se deterioran con el agua. De esta forma, el caudalímetro no se ve sometido a desgaste y no requiere mantenimiento alguno.

 

Medidores permanentes y portátiles

FLUXUS ST-LT mide caudal volumétrico y másico de vapor saturado y sobrecalentado a temperaturas de hasta 180°C.

FLUXUS G722 ST-LT es un caudalímetro permanente para vapor con distintas interfaces de comunicación digital, tales como HART, fieldbus Foundation, PROFIBUS, Mod­bus RTU, TCP y otros.

FLUXUS G601 ST es un caudalímetro portátil que constituye una verdadera multiherramienta para mantenimiento y gestión de energía; además de vapor, el sistema también puede medir líquidos, gases, aire comprimido y energía térmica.

Para uso en áreas peligrosas, ambos caudalímetros están disponibles como transmisores con certificación ATEX / IECEx Zona 2 y los transductores correspondientes se pueden utilizar incluso hasta Zona 1.

 

Medición de flujo de vapor de alta temperatura

FLUXUS G722 ST-HT ofrece una solución inteligente ultrasónica que mide vapor a ‘alta temperatura’ de hasta 400°C por ahora, pero más alta aún en el futuro, por el principio de correlación de señales.

 

No invasivo y eficiente

FLUXUS G722 ST-HT mide el flujo de vapor saturado o sobrecalentado de manera no invasiva desde el exterior de la cañería.

Una medición no invasiva significa medir sin interrumpir la operación o el suministro. Puesto que los transductores ultrasónicos clamp-on se montan simplemente del lado externo de la cañería, se requiere un trabajo mínimo de instalación y no hay penetraciones en la cañería.

Como características destacadas se pueden mencionar:

  • Sin pérdida de presión;
  • No hay interrupciones del proceso;
  • No requiere modificaciones de la cañería;
  • No es susceptible a vías de fuga.

El método de medición acústica tiene dinámicas muy elevadas de medición y funciona sin importar la dirección del flujo. Ofrece una medición precisa de flujo bidireccional con un turndown de hasta 25:1.

 

Medición ultrasónica clamp-on de flujo de vapor
Sistema de montaje WaveInjector para alta temperatura.

 

Principio de correlación de señales

Dos pares de transductores ultrasónicos se montan a una cierta distancia sobre la cañería formando dos compuertas, y envían señales ultrasónicas a través de la cañería. La modulación de las señales sigue las características de turbulencia del flujo de vapor. Mediante la correlación cruzada de las señales de modulación de ambas compuertas en el tiempo, el caudalímetro determina la velocidad del flujo de vapor.

 

Medición ultrasónica clamp-on de flujo de vapor
Principio de correlación en la medición de flujo.

 

Totalmente libre de mantenimiento, robusto y seguro de operar

La medición no invasiva de flujo de vapor significa medir sin contacto directo con el medio que circula por la cañería.

FLUXUS G722 ST-HT no tiene partes móviles. Sus transductores ultrasónicos se fijan a la cañería con abrazaderas de acero inoxidable o con el sistema WaveInjector colocado dentro de carcasas robustas de acero inoxidable. De esta forma, el caudalímetro no está sometido a desgaste ni rasgaduras y no requiere mantenimiento alguno. No se necesita venteo ni drenaje, lo que garantiza un funcionamiento totalmente seguro.

 

Medición ultrasónica clamp-on de flujo de vapor
Rango de aplicación. Utilizando el sistema de montaje WaveInjector es posible medir vapor hasta 400ºC.

 

Diseñado para aplicaciones de vapor de alta temperatura

WaveInjector es un accesorio de montaje de transductor muy robusto para la medición ultrasónica de caudal. Ha sido diseñado específicamente para aplicaciones de alta temperatura por encima de 240°C pero, con una tecnología patentada, puede separar térmicamente los transductores ultrasónicos de la cañería caliente, lo que permite su operación a temperaturas de proceso de hasta 400°C.

WaveInjector ha demostrado su eficacia en numerosas aplicaciones de alta temperatura en todo el mundo. No hay necesidad de trabajo con las cañerías ni interrumpir el proceso. Se monta sobre la superficie externa de la cañería y cuenta con dispositivos de montaje resistentes que brindan una medición de elevada estabilidad a largo plazo. Una vez instalada, la cañería puede ser completamente aislada hasta y alrededor de WaveInjector para reducir cualquier pérdida de calor hacia el medio ambiente.

Preparado con el asesoramiento de Pablo A. Batch, Gte. Ingeniería y Servicios, Esco Argentina S.A.

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