Un misuratore di portata ad ultrasuoni per gas rileva la viscosità, la densità e la temperatura del flusso di gas utilizzando onde sonore meccaniche. Questi dispositivi sono attrezzati per misurare le variazioni di velocità delle onde ultrasoniche mentre passano attraverso un fluido di flusso, consentendo il calcolo delle proprietà del materiale in base al loro effetto sulle vibrazioni acustiche. I trasduttori ricevono impulsi sonori e li misurano rispetto ai differenziali tra le onde sonore che viaggiano con e contro i flussi di materiale. Questa apparecchiatura a stato solido è disponibile in dimensioni da palmare a clamp-on e fissa.
Tre tipi principali comprendono le tipiche apparecchiature per misuratori di portata a ultrasuoni per gas: trasmissione, spostamento Doppler e canale aperto. I tipi di trasmissione, o misuratori del tempo di volo, misurano il tempo di transito rispetto al flusso di un tubo, tramite sensori invasivi o unità clamp-on non invasive. Questi funzionano secondo il principio che le onde acustiche che viaggiano lungo un flusso arrivano in un momento diverso da quelle che viaggiano contro un flusso. Le differenze nei tempi di risposta riflettono i cambiamenti proporzionali con la velocità del flusso. Consentono l’analisi senza interruzione di alcun processo di flusso.
L’apparecchiatura che si basa sull’analisi di un effetto di spostamento Doppler può anche essere chiamata misuratore di riflessione. Un misuratore di portata a canale aperto potrebbe misurare i flussi esposti di fiumi, canali sotterranei e fognature. A differenza dei misuratori di portata meccanici, queste tecnologie sono meno costose e invasive.
I misuratori di portata industriali erano noti per prestazioni meno efficaci nella misurazione del gas rispetto ai liquidi. Ciò è dovuto a impedenze acustiche inferiori e livelli di attenuazione più elevati, o perdite del modello d’onda, delle proprietà del gas. Le innovazioni tecniche hanno permesso lo sviluppo diffuso di prodotti per misuratori di portata ad ultrasuoni per gas, performanti anche dove i rapporti segnale-rumore sono trascurabili. Questi dispositivi possono ora misurare con precisione la propagazione delle onde ultrasoniche attraverso le tubazioni. I mezzi di flusso possono includere aria, vapore, gas naturale e altri elementi di gas.
L’uso diffuso di apparecchiature per misuratori di portata a ultrasuoni per gas consente a numerose industrie di accedere a dati preziosi, che possono aiutare nei processi di produzione e nella valutazione dei costi operativi. La versatilità della tecnologia fornisce applicazioni nelle industrie che si occupano di acque reflue, prodotti petrolchimici e liquami. Le tecniche di misurazione come le riflessioni Doppler da particelle o bolle di flusso non bloccano i flussi o presentano strutture interferenti che possono intrappolare insetti o particelle; questo li rende adatti ad industrie che devono soddisfare standard igienici.
Questa tecnologia consente anche la misurazione di fluidi non conduttivi in un’ampia varietà di diametri e spessori di tubi. I misuratori di portata ad ultrasuoni per gas migliorano l’efficienza operativa dagli impianti di trattamento alle piattaforme offshore. È in grado di captare flussi attraverso piccoli tubi e condotti a grandi canne fumarie, in ampi intervalli di temperatura. Alcune unità forniscono opzioni per trasduttori a percorso singolo o doppio, nonché elettronica fissa o remota.
Costituita essenzialmente da un’interfaccia di controllo collegata a una coppia di trasduttori montabili su tubo, l’apparecchiatura ha molte applicazioni. I principi rilevanti della misurazione del flusso ad ultrasuoni sono numerosi e in evoluzione in molti campi. Possono includere usi non solo nel semplice monitoraggio del flusso, ma anche nel rilevamento delle perdite, nelle ispezioni dei contatori di installazioni fisse, nella gestione dell’energia e dell’energia e nel rilevamento. Le apparecchiature possono variare da rilevatori tascabili leggeri a serie di trasduttori massicce e complesse su strutture fisse.