TDS-100H Medidor ultrassônico de vazão portátil

Medidor de vazão ultrassônico – o que é?

O medidor de vazão ultrassônico mede a velocidade de um fluido com ultrassom para calcular a vazão do líquido. Ele calcula a diferença no tempo de trânsito medido entre os pulsos de ultrassom que se propagam na direção e contra a direção do fluxo ou medindo a mudança de frequência devida ao efeito Doppler.TDS-100H Medidor ultrassônico de vazão portátil

Medidor de vazão ultrassônico – como funciona?

O medidor ultrassônico de vazão é um tipo de medidor de vazão que mede a velocidade de um fluido com ultrassom para calcular a vazão do líquido. Usando transdutores ultrassônicos, o medidor de vazão pode medir a velocidade média ao longo do caminho de um feixe de ultrassom emitido, calculando a média da diferença no tempo de trânsito medido entre os pulsos de ultrassom que se propagam na direção e contra a direção do fluxo ou medindo a mudança de frequência devida ao efeito Doppler. Os medidores de vazão ultrassônicos são afetados pelas propriedades acústicas do fluido e podem ser afetados pela temperatura, densidade, viscosidade e partículas suspensas. Os medidores de vazão ultrassônicos apresentam ótima relação custo benefício pois não utilizam peças móveis, são fáceis de instalar, não demandam seccionar ou furar a tubulação, e são de fácil manutenção.

Tipos de medidores de vazão ultrassônicos

Existem três tipos diferentes de medidores de vazão ultrassônicos. Os medidores de vazão de transmissão por tempo de transito – intrusivo e clamp-on (não intrusivo). Os medidores de vazão ultrassônicos por efeito Doppler são chamados de medidores de vazão de reflexão ou Doppler. O terceiro tipo é o medidor de vazão de canal aberto.

Medidor de vazão ultrassônico por tempo de trânsito

Os medidores ultrassônicos de vazão medem o tempo de trânsito dos pulsos ultrassônicos que se propagam com e contra a direção do fluxo. Essa diferença de tempo é uma medida para a velocidade média do fluido ao longo do caminho do feixe ultrassônico. Usando os tempos de trânsito absolutos Tup e Tdown, tanto a velocidade média do fluido v quanto a velocidade do som c podem ser calculados. Usando esses dois tempos de trânsito, a distância entre os transdutores de recepção e transmissão L e o ângulo de inclinação α , se assumirmos que o som tem que ir contra o fluxo ao subir e ao longo do fluxo ao retornar para baixo, pode-se escrever as seguintes equações a partir da definição de velocidade:

TDS-100H Medidor ultrassônico de vazão portátil

Somando e subtraindo as equações acima obtemos,

TDS-100H Medidor ultrassônico de vazão portátil

onde v é a velocidade média do fluido ao longo do caminho do som e c é a velocidade do som.

Medidores de vazão ultrassônico por efeito Doppler

Outro método na medição de vazão ultrassônica é o uso do deslocamento Doppler que resulta da reflexão de um feixe ultrassônico em materiais refletivos, como partículas sólidas ou bolhas de ar aprisionadas em um fluido em fluxo, ou a turbulência do próprio fluido, se o líquido está limpo. Os medidores de vazão Doppler são usados ​​para lamas, líquidos com bolhas, gases com partículas refletoras de som.

Este tipo de medidor de vazão também pode ser usado para medir a taxa de fluxo sanguíneo, passando um feixe ultrassônico através dos tecidos, refletindo em uma placa, invertendo a direção do feixe e repetindo a medição, o volume do fluxo sanguíneo pode ser estimado. A frequência do feixe transmitido é afetada pelo movimento do sangue no vaso e, comparando a frequência do feixe a montante versus a jusante, permitindo a medição do fluxo de sangue através do vaso. A diferença entre as duas frequências é uma medida do fluxo de volume real. Um sensor de feixe largo também pode ser usado para medir o fluxo independente da área da seção transversal do vaso sanguíneo.

Medidores de vazão ultrassônico de canal aberto

Neste caso, o elemento ultrassônico está na verdade medindo a altura da água no canal aberto; com base na geometria do canal, o fluxo pode ser determinado a partir da altura. O sensor ultrassônico geralmente também possui um sensor de temperatura porque a velocidade do som no ar é afetada pela temperatura.

TDS-100H Medidor ultrassônico de vazão portátil

O medidor ultrassônico de vazão TDS-100H foi projetado para medir a velocidade do fluido dentro de uma tubulação. Os transdutores são do tipo clamp-on sem contato, o que proporcionará facilidade de instalação, operação e manutenção.

O TDS-100H funciona por tempo de trânsito e utiliza dois transdutores que funcionam como transmissores e receptores ultrassônicos. Os transdutores são fixados na parte externa de um tubo fechado a uma distância específica um do outro. Os transdutores podem ser montados em método V, onde o som atravessa o tubo duas vezes, ou pelo método W, onde o som atravessa o tubo quatro vezes, ou em método Z, onde os transdutores são montados em lados opostos do tubo e o som atravessa o tubo uma vez. Esta seleção do método de montagem depende das características do tubo e do líquido. O medidor de vazão opera transmitindo e recebendo alternadamente uma sequência de emissões de energia sonora modulada em frequência entre os dois transdutores e medindo o tempo de trânsito que leva para o som viajar entre os dois transdutores. A diferença no tempo de trânsito medido está direta e exatamente relacionada à velocidade do líquido na tubulação, conforme mostrado a figura.

TDS-100H Medidor ultrassônico de vazão portátil

 

Onde:

  • θ é o ângulo na direção do fluxo
  • M é o tempo de trânsito do feixe de ultrassom
  • D é diâmetro da tubulação
  • Tup é o tempo de trânsito do transdutor upstream até o transdutor downstream
  • Tdown é o tempo de trânsito do transdutor downstream até o transdutor upstream
  • ΔT=Tup -Tdown

Módulo principal do medidor de vazão

TDS-100H Medidor ultrassônico de vazão portátil

 

TDS-100H Medidor ultrassônico de vazão portátil TDS-100H Medidor ultrassônico de vazão portátil

Transdutores ultrassônicos

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Aplicações do medidor de vazão ultrassônico

O medidor de vazão TDS-100H pode ser aplicado em uma ampla gama de medições em tubulações de 20 a 6.000 mm [0,5 a 200 polegadas]. É possível medir a vazão de diversos tipos de líquidos , como: líquidos puros, água potável, produtos químicos, esgoto bruto, água tratada, água de resfriamento, água bruta, efluente, etc. O medidor de vazão não é afetado pela pressão do sistema, sujeira ou desgastes. Os transdutores padrão são classificados para aplicações em até 110 graus centígrados. Temperaturas mais altas podem ser avaliadas sob consulta.

Retentividade dos dados e relógio de tempo real

Todos os valores de configuração inseridos pelo usuário são retidos na memória flash não volátil integrada, que pode armazená-los por mais de 100 anos, mesmo se a energia for perdida ou desligada. Para evitar alterações de configuração inadvertidas ou reinicializações do totalizador, a programação do instrumento é protegida por senha.

O instrumento é dotado de relógio de tempo real que permite acumular valores de vazão instantânea e de volumes totalizados formando um registro de valores no tempo. Ele continua operando enquanto a tensão da bateria for superior a 1,5V. Em caso de falha da bateria, o registro de dados não é garantido. O usuário deve reinserir os valores de tempo adequados caso a bateria fique totalmente esgotada. Um valor de tempo impróprio não afeta outras funções além dos registros no tempo.

Especificações técnicas do produto

Linearidade 0.5%
Repeatibilidade 0.2%
Precisão +1%
Tempo de resposta 0-999 segundos ( configurável)
Velocidade +32 m/s
Diâmetro da tubulação 20mm-6000mm
Unidade de medida Metros, pés, metros cúbicos, litros, pés cúbicos, galões USA, galões Ingleses, Barril de óle, Barril líquido, imperial liquid barrel, milhões de galões, configurável.
Totalizador 7 dígitos, positivo e negativo.
Tipos de líquido Virtualmente qualquer tipo de líquido
Segurança Senha de acesso para ajustes.
Display 4×16 para caracteres Inglês, 4×8 para caracteres chineses
Interface serial RS-232C, baud rate: de 75 a 57600 bps.  Protocolo próprio compatível com medidores de vazão FUJI. Outros protocolos sob consulta.
Transdutores Modelo M1 padrão, outros modelos sob consulta.
Comprimento dos cabos dos trandutores Padrão 2 x 10 metros.
Fonte de alimentação 3 baterias recarregáveis AAA Ni-H internas. 10 horas de operação. Carregador 100V-240VAC.
Data Logger Data logger interno para até 2000 registros de dados.
Totalizador manual Totalizador de 7 dígitos com zeramento pelo teclado.
Material do gabinete ABS
Dimensões do módulo portátil 100 x 66 x 20 mm
Peso do módulo portátil 514g (1.2 libras) baterias.

Composição do conjunto

O medidor de vazão é fornecido com acessórios e maleta.

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