Misuratore di Portata Ultrasonico: come funziona?

Il Misuratore di Portata Ultrasonico è un misuratore di tipo volumetrico per liquidi e gas proposto da TECNOVA HT sin dal lontano 1985.

Questo principio di misura è l’unica tecnologia che è in grado di misurare una portata senza necessariamente essere intrusiva o senza richiedere obbligatoriamente lavori meccanici sul piping. Non ha parti in movimento e quindi non ha manutenzione, non è intrusiva e quindi non crea perdite di carico ed è una delle poche soluzioni in grado di calcolare e totalizzare fluidi bidirezionali.

Il suo funzionamento si basa sulla propagazione di impulsi ultrasonici che, attraverso il liquido viaggiano ad una velocità sonica propria di ogni famiglia di fluido. All’esterno del piping vengono appoggiati 2 trasduttori ad una distanza predeterminata che alternativamente emettono un treno di ultrasuoni e ricevono il treno prodotto dal trasduttore gemello. Questo percorso assume diverse configurazioni: a Z, a V, a W…a seconda se i trasduttori siano appoggiati dalla stessa parte e del numero di passaggi del flusso di ultrasuoni.

Il microprocessore tiene conto anche

materiale del tubo ( metallico o plastico, funziona ugualmente )
spessore del tubo
fluido che passa e sua densità

Esattamente come in canoa si cerchi di attraversare un fiume e a seconda che si remi a favore o contro corrente il tempo di attraversamento è diverso, così funziona il principio Transit Time. Il tempo impiegato dagli ultrasuoni per andare dal primo trasduttore al secondo e viceversa, risente della direzione del flusso e comporta 2 tempi di percorrenza τ₁e τ₂ la cui differenza Δτ è proporzionale alla velocità del flusso e quindi conoscendo l’area di passaggio, si determina il volume fluente.

Con l’aggiunta di 2 sensori di temperatura il Misuratore di Portata Ultrasonico si trasforma in un eccellente contacalorie o contafrigorie per calcolare ad esempio la potenza termica scambiata.

Nel caso in cui la presenza di particelle solide in sospensione o bolle di gas non sia trascurabile, essa può causare l’interruzione del passaggio degli ultrasuoni con una misura che diventa non più ripetibile fino al suo azzeramento, in caso di mancanza prolungata del segnale. Per queste applicazioni giova utilizzare il principio di misura Doppler (Christian Andreas Doppler, 1845) : il trasduttore emette un treno di ultrasuoni che viene rimbalzato dalle particelle e dalle bolle presenti ritornando verso l’emettitore ma con una frequenza diversa a seconda della velocità del fluido misurato e quindi conoscendo l’area si ritorna alla portata volumetrica.

Nella vita di tutti i giorni il classico esempio è la sirena dell’ambulanza: se siamo fermi sul marciapiede l’ambulanza che si avvicina avrà una sirena con frequenza alta e man mano che si avvicina, il suono si abbassa di tono e superandoci, diventerà ancora più basso.

Tutti i misuratori ultrasonici sono composti da almeno una coppia di sensori che sono in versioni diverse:

Per zona sicura o zona pericolosa
Per diversi diametri di tubo da 14 mm a > 6,000 mm
Per alta temperatura
Clamp-on, appoggiati semplicemente sul tubo
Ad inserzione nel piping di processo
Come tronchetto flangiato
Con elettronica integrata, remota oppure in versione palmare

Le applicazioni del Misuratore di Portata Ultrasonico sono centinaia e aiutano qualsiasi Operatore in Campo per molteplici motivi:

Non essendoci lavori di “taglia & cuci” sul piping il risparmio è notevole e non serve fermare il processo
Le utilities tipo acqua demi, fuel oil, aria compressa….vengono misurate facilmente
Grazie alla misura di portata bidirezionale si calcola il consumo reale del reparto
Con i sensori clamp-on esterni qualunque applicazione igienica tipo alimentare/farma/biotech è possibile
Per le società che fanno service con la versione palmare è possibile misurare la portata dove e quando si vuole
Dalla vernice per automotive al latte condensato, dall’acqua al bunker oil…nessun liquido è escluso
Ha un costo veramente contenuto ideale anche per i budget più ristretti
Può essere provato in Campo direttamente sul tubo di interesse per verifica funzionamento prima dell’acquisto…
Qualunque misura di tubo da DN 13 ad oltre DN 6000
Per più punti di misura esistono versioni con 1 elettronica remota e 2 canali di misura