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Medidor de vazão de água não invasivo

Medidor de vazão de água não invasivo

  • Medidor de vazão ultrassônico portátil com fixação por grampo

    Medidor de vazão ultrassônico portátil com fixação por grampo

    Medidores de vazão de fixação externa a preços acessíveis e com desempenho confiável. Oferecemos transmissores de vazão ultrassônicos portáteis, para montagem em parede, para montagem em painel e de mão.

  • Medidor de vazão eletromagnético tipo inserção

    Medidor de vazão eletromagnético tipo inserção

    O medidor de vazão eletromagnético da sonda de inserção é adequado para o tamanho da tubulação acima de 8 polegadas; é a solução ideal para medição de fluxo de líquido condutor de tamanho de tubo grande, como águas residuais, água portátil...

Desenvolvimento de medidor de vazão de água não invasivo

O medidor de vazão de água não invasivo utiliza tecnologia de medição de fluxo ultrassônico; os transdutores do medidor de vazão são geralmente do tipo de fixação externa, sem interferir nas tubulações de água. É comum encontrarmos medidores de vazão ultrassônicos portáteis, medidores de vazão ultrassônicos de mão ou medidores de vazão de parede com sensores de fluxo não invasivos para realizar a medição do fluxo de água.

A tecnologia de medidores de vazão ultrassônicos surgiu no mercado em 1970. Inicialmente, era baseada principalmente em Medidor de fluxo Doppler No entanto, em seus estágios iniciais, a tecnologia de medidores de vazão de água não invasivos foi aplicada em muitas situações inadequadas, resultando em medições imprecisas. Anos depois, aplicações mais bem-sucedidas foram promovidas e a medição ultrassônica de vazão de água com tecnologia não invasiva foi gradualmente reconhecida pelos usuários. Ao mesmo tempo, a capacidade da unidade de processamento eletrônico dos medidores de vazão ultrassônicos foi aprimorada nas últimas décadas com o avanço tecnológico da indústria eletrônica. Com o desenvolvimento contínuo, esses aprimoramentos não apenas expandiram o campo de aplicação dos medidores de vazão Doppler, mas também possibilitaram a aplicação do medidor de vazão ultrassônico de trânsito temporal em uma variedade de aplicações, obtendo maior precisão e, consequentemente, ampliando o uso da tecnologia de medidores de vazão ultrassônicos não invasivos.

non-invasion water flow meter
Medidor de vazão de água não invasivo


Desde 1990, muitas empresas de petróleo e gás e estações de calibração de vazão acumularam uma grande quantidade de dados práticos, culminando na publicação do primeiro relatório de pesquisa sobre a medição de gás natural por medidores de vazão ultrassônicos em 1996, que constitui uma parte importante do relatório AGA 9 de 1998. Desde então, os medidores de vazão ultrassônicos têm sido amplamente utilizados na área de medição de gás natural. Em 2005, também com base em um grande número de dados práticos, a norma API 5.8 para medição de hidrocarbonetos líquidos por medidor de vazão ultrassônico foi oficialmente promulgada, o que impulsionou efetivamente a aplicação do medidor de vazão ultrassônico para líquidos no setor de petróleo e seus derivados.

Ultrasonic flow meter for gas measurement
Medidor de vazão ultrassônico para medição de gás


Atualmente, o número de medidores de vazão ultrassônicos em uso no mundo cresce a uma taxa superior a 10% ao ano. A China é o país com o crescimento mais rápido, e a indústria de petróleo e gás é o principal setor de aplicação.

Princípio do medidor de vazão de água não invasivo

Existem duas tecnologias comuns de medidores de vazão ultrassônicos no mercado atualmente: o medidor de vazão por tempo de trânsito e o medidor de vazão Doppler. Embora os medidores de vazão não intrusivos com método de tempo de trânsito tenham sido inventados posteriormente, eles são amplamente utilizados e podem alcançar maior precisão na medição de água. Apesar de a aplicação da tecnologia Doppler apresentar muitas limitações, ela também possui aplicações específicas para a medição de águas residuais ou contaminadas.

Medidor de fluxo ultrassônico não invasivo Doppler
Medidor de fluxo ultrassônico não invasivo Doppler

Medidor de vazão por tempo de trânsito com sensor de fluxo de água não invasivo

O medidor de vazão de tempo de trânsito O método refere-se à técnica de determinar a velocidade da água na tubulação medindo o tempo entre os dois transdutores quando o pulso ultrassônico flui para frente e para trás. Cada transdutor atua como transmissor e, em seguida, como receptor. Os medidores de vazão por tempo de trânsito são usados ​​principalmente para água limpa, água da torneira, água subterrânea, água para combate a incêndio, etc., e não são adequados para água suja, esgoto ou efluentes.

How transit time flow meter work
Como funciona o medidor de vazão por tempo de trânsito


Sob a condição de que a água preencha o tubo e esteja parada, o tempo de propagação do pulso ultrassônico até e a partir do transdutor é teoricamente o mesmo. Isso ocorre porque, em um fluido estático, a velocidade de propagação do som ultrassônico em diferentes direções é constante. Se a água flui por um tubo, os pulsos ultrassônicos viajam mais rápido rio abaixo do que rio acima, e a diferença de tempo entre os dois é proporcional à velocidade da água no tubo. Tanto medidores de vazão ultrassônicos monocanal quanto multicanal podem ser usados ​​para medir vazões de água, mas os medidores de vazão ultrassônicos multicanal medem com maior precisão porque obtêm informações sobre a vazão em diferentes pontos do perfil da água, aproximando-se, assim, da situação real da vazão. A velocidade do fluxo é calculada a partir do tempo de percurso em uma distância fixa e não é afetada por fatores como temperatura da água, pressão e composição do fluido.

Ultrassônico medidores de vazão de água Os medidores de vazão ultrassônicos possuem altíssima precisão em uma ampla faixa de vazão, sem perda de pressão na tubulação. Por não possuírem partes móveis, apresentam desempenho muito estável como medidores de vazão não intrusivos. Em geral, os medidores de vazão de água não invasivos têm as seguintes vantagens principais em relação a outros tipos de medidores: não possuem partes móveis, não são medidores de vazão sem contato, não apresentam perda de pressão; possuem ampla faixa de medição; medição bidirecional; não necessitam de manutenção periódica; requerem instalações hidráulicas simples; e possuem longa vida útil.

Vantagens dos medidores de vazão de água ultrassônicos
Sem perda de pressão, sem peças móveis, medidor de vazão sem contato, possui ampla faixa de vazão.

Medidor de vazão de água ultrassônico de fixação por grampo

Transdutores de fixação
Transdutores de fixação


Os medidores de vazão ultrassônicos dos métodos Doppler e de transmissão de tempo possuem instalação por fixação externa; podem ser utilizados em medidores de vazão de água. Os medidores de vazão não invasivos não penetram na parede da tubulação e suas sondas não entram em contato com a água. Este tipo de medidor de vazão não invasivo apresenta vantagens na medição de fluidos corrosivos, porém sua precisão é baixa e não atende aos requisitos de alta exatidão.

Medidores de vazão de fixação por grampo
Os medidores de vazão de fixação por abraçadeira impõem exigências aos tubos de montagem.


O medidor de vazão tipo alicate deve cumprir rigorosamente os seguintes procedimentos:
✅ O material do tubo a ser medido deve ser adequado para a transmissão de ondas sonoras;
✅ A superfície de montagem deve estar limpa e higienizada;
✅A sonda deve ser acoplada acusticamente à parte externa do tubo (geralmente utiliza-se graxa ou epóxi);
✅A parede interna do tubo a ser medido deve estar livre de substâncias capazes de absorver ondas sonoras.

Por exemplo, os fabricantes de medidores de vazão oferecem diferentes maneiras de instalar medidores de vazão com fixação por grampo para posicionar a sonda. Alguns fabricantes fixam o conjunto da sonda à parede externa da tubulação por meio de trilho de alinhamento, cinta, correntes ou montagem em superfície para fixar todo o módulo ao tubo. A velocidade de propagação de uma onda sonora é determinada pelo material que ela atravessa, e o ângulo de refração resultante varia bastante. Como tanto o tubo quanto a água podem produzir ângulos de refração, é muito difícil posicionar a sonda com precisão.

Além disso, o posicionamento da sonda que funciona para um fluido não funcionará para outros fluidos devido a mudanças no ângulo de refração.
Após o posicionamento preciso da sonda, esta deve ser acoplada acusticamente à parede externa do tubo com graxa ou epóxi. Superfícies de acoplamento ásperas podem causar o desprendimento da sonda da parede do tubo, afetando a transmissão e a recepção de pulsos entre as sondas. Para aplicações de transferência de custódia, os medidores de vazão ultrassônicos de fixação externa não possuem a precisão e a estabilidade necessárias.

Superfícies de acoplamento rugosas
Superfícies de acoplamento rugosas podem causar baixo desempenho em medidores de vazão ultrassônicos do tipo clamp-on.

Especificações do medidor de vazão de água não invasivo

  • Os medidores de vazão de água não invasivos podem ser fabricados na versão de parede, invasiva, portátil ou de mão;
  • O fluxo de água, tanto direto quanto reverso, pode ser medido e registrado nos dados por medidores de vazão não intrusivos.
  • Os transmissores de medidores de vazão não invasivos oferecem uma variedade de protocolos de comunicação, como 4-20mA, pulso, relé, RS485 e Modbus. O medidor de vazão pode transmitir dados para um computador ou para a nuvem através do protocolo escolhido, possibilitando a integração com a Internet das Coisas. O protocolo de comunicação é adequado para diferentes condições ambientais.


Segue abaixo a informação técnica sobre a configuração MODBUS RS485 do medidor de vazão ultrassônico não invasivo: Configuração MODBUS RS485>

  • O transmissor de vazão possui um registrador de dados integrado para salvar os dados de medição de água, que podem ser exportados para um computador. Os dados de inspeção da tubulação podem ser exportados para inspeção de manutenção. Os dados incluem tempo, vazão de água, vazão total, fluxo de água direto e reverso, e o intervalo de tempo de medição pode ser configurado, sendo adequado para trabalhos de inspeção e monitoramento de vazão de água em tubulações.
  • Existem diferentes maneiras de instalar uma sonda ultrassônica de fluxo não invasiva, como por meio de corrente, trilho de alinhamento ou cinta. Medidores de vazão sem contato apresentam perda de pressão zero.


 

Medidor de vazão ultrassônico montado em trilho de alinhamento
Medidor de vazão ultrassônico montado em trilho de alinhamento


 

  • Os medidores de vazão de água não invasivos possuem transdutores de fixação por grampo para não danificar a tubulação de água e evitar vazamentos.
  • Tubulações de água com diâmetros de DN32 a DN2000, sendo os tamanhos normalmente solicitados: medidor de vazão não invasivo de 1 polegada, 2”, 3”, 4”, DN100, sensor de vazão ultrassônico de 6 polegadas, 8”, 10”, 12” ou medidores de vazão de fixação por abraçadeira DN300.
  • Faixa de velocidade da água: ±0,01 m/s a ±12,0 m/s


Segue anexado um vídeo de como instalar um medidor de vazão ultrassônico não invasivo >>

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