I misuratori di portata ad ultrasuoni misurano acqua o altri liquidi e, in alcuni casi, gas, che scorrono attraverso i tubi. Questi misuratori possono misurare sia la velocità che la portata volumetrica di un liquido. Sono semplici da usare perché, a differenza della maggior parte dei tipi di misuratori, i misuratori di portata ad ultrasuoni si fissano sui tubi anziché essere installati al loro interno, quindi il flusso non deve essere interrotto per installarne uno.
Esistono due tipi principali di misuratori di portata ad ultrasuoni: misuratori di portata a tempo di transito e misuratori di portata Doppler. Entrambi i tipi si fissano all’esterno dei tubi, ma differiscono nel metodo utilizzato per misurare il flusso e ogni metodo ha i suoi vantaggi e svantaggi. I flussimetri a tempo di transito funzionano meglio per liquidi puliti, che non hanno molte bolle d’aria o particelle solide. I flussimetri Doppler, al contrario, richiedono che il liquido contenga bolle o particelle al suo interno per misurare il flusso, ma richiedono anche che il liquido si muova a una certa velocità o oltre.
I misuratori di portata ad ultrasuoni a tempo di transito, chiamati anche misuratori di portata a trasmissione, utilizzano un principio chiamato sfasamento. Due trasduttori, che inviano e ricevono raggi di energia ultrasonica, sono posizionati a una certa distanza l’uno dall’altro sul tubo. Il misuratore misura il tempo impiegato dall’energia per viaggiare in ciascuna direzione e trova la differenza tra i due tempi. Questa differenza è direttamente proporzionale alla velocità del liquido, che viene calcolata dal flussimetro ogni volta che effettua una misura.
I misuratori di portata ad ultrasuoni Doppler utilizzano l’effetto Doppler, che afferma che la frequenza delle onde sonore dipende da come si muovono sia la sorgente che l’osservatore del suono. Come i misuratori del tempo di transito, le varietà Doppler utilizzano due trasduttori, ma un solo trasduttore invia e l’altro solo riceve. Il trasduttore di invio invia raggi di energia ultrasonica e le particelle o le bolle nel liquido fanno cambiare la frequenza dei raggi. Questo spostamento di frequenza è misurato dal trasduttore ricevente ed è proporzionale alla velocità del liquido.
I misuratori di portata ad ultrasuoni sono versatili, in quanto possono misurare il flusso di diversi liquidi, tra cui non solo acqua, ma anche acque reflue, oli e liquidi prodotti da processi industriali. Questi misuratori sono più comunemente usati per misurare il flusso nei tubi, ma possono anche essere usati per misurarlo in canali aperti. Questo viene fatto misurando il livello dell’acqua nel canale, che può essere poi messo in relazione con la portata volumetrica.