Il requisito relativo al tubo rettilineo per il flussometro a ultrasuoni a pinza è rigoroso; di seguito sono riportate le istruzioni dettagliate:
basi teoriche
Il flussometro a ultrasuoni calcola la portata di un fluido misurando il tempo di propagazione dell'onda ultrasonica al suo interno. Per una misurazione accurata del tempo di propagazione degli ultrasuoni è essenziale un flusso stabile e uniforme. Se la lunghezza del tratto rettilineo del tubo è insufficiente, il flusso del fluido, dopo aver attraversato curve, valvole e altri raccordi, diventerà caotico, generando vortici e una distribuzione irregolare della velocità del flusso. Ciò modificherà il percorso e il tempo di propagazione dell'onda ultrasonica, con conseguente aumento dell'errore di misurazione.
Requisiti specifici
Tratto rettilineo di condotta a monte
In generale: in condizioni di installazione ideali, ovvero quando nel sistema di tubazioni a monte sono presenti pochi o nessun raccordo che possa interferire con il flusso, il flussimetro a ultrasuoni con pinza esterna richiede che la lunghezza del tratto rettilineo a monte non sia inferiore a 10 volte il diametro del tubo. Ad esempio, per un tubo con un diametro di 200 mm, la lunghezza del tratto rettilineo a monte non dovrebbe essere inferiore a 2000 mm. Ciò consente al fluido di avere una distanza sufficiente prima di entrare nell'area di misurazione per stabilizzare lo stato del flusso, in modo che la distribuzione della velocità del flusso tenda ad essere uniforme e fornisca condizioni di campo di flusso ottimali per una misurazione accurata.
In presenza di raccordi che interferiscono con il flusso: se a monte sono presenti curve, raccordi a T, valvole, tubi di riduzione e altri raccordi che causano disturbi al flusso, per eliminare l'influenza di tali raccordi sullo stato del flusso, è necessario aumentare ulteriormente la lunghezza del tratto rettilineo a monte. In circostanze normali, la lunghezza del tratto rettilineo dovrebbe essere aumentata fino a 15 o addirittura 20 volte il diametro del tubo. Ad esempio, quando il diametro del tubo è di 300 mm e a monte sono presenti curve, la lunghezza del tratto rettilineo a monte potrebbe dover raggiungere i 4500-6000 mm. Questo perché tali raccordi possono causare la formazione di vortici, correnti e altri fenomeni di flusso irregolare nel fluido; solo attraverso un tratto rettilineo sufficientemente lungo, il fluido si sviluppa e si stabilizza completamente, per poi tornare a uno stato di flusso uniforme e stabile che soddisfi i requisiti di precisione della misurazione.
Tratto rettilineo a valle: In genere, la lunghezza del tratto rettilineo a valle non è inferiore a 5 volte il diametro del tubo. Per un tubo con un diametro di 400 mm, la lunghezza del tratto rettilineo a valle non dovrebbe essere inferiore a 2000 mm. Il suo scopo è garantire che il fluido abbia a disposizione un numero sufficiente di tratti rettilinei per mantenere uno stato di flusso stabile dopo la misurazione e impedire che i raccordi a valle interferiscano con il campo di flusso nell'area di misurazione. Se il tratto rettilineo a valle è troppo corto, il modello di flusso nel punto di misurazione potrebbe cambiare a causa dell'influenza del raccordo a valle, compromettendo così la precisione della misurazione.
Situazioni particolari e contromisure
Spazio di campo limitato: In alcuni scenari applicativi pratici, a causa dello spazio di campo limitato, potrebbe non essere possibile soddisfare i requisiti standard di lunghezza del tratto rettilineo del tubo. In questo caso, è possibile adottare alcune misure compensative per ridurre al minimo l'errore di misurazione. Ad esempio, è possibile installare un regolatore di flusso, in grado di correggere il flusso turbolento in modo che il fluido ritorni a uno stato il più uniforme e stabile possibile prima di entrare nell'area di misurazione. Tuttavia, l'installazione del regolatore di flusso richiede anche una certa lunghezza del tratto rettilineo del tubo, che generalmente deve essere almeno 3 volte il diametro a monte e 2 volte il diametro a valle.
Valutazione delle condizioni di installazione non standard: Se non è possibile soddisfare in loco tutte le condizioni sopra indicate, è necessaria una valutazione dettagliata da parte di un professionista, basata sulla specifica configurazione delle tubazioni, sulle caratteristiche del fluido, sul tipo di raccordo e su altri fattori. Potrebbe essere necessario determinare l'errore di misurazione nelle effettive condizioni di installazione mediante simulazione numerica, prove sul campo e altri metodi, e adottare le opportune misure correttive, come la regolazione delle impostazioni dei parametri del flussometro o l'adozione di algoritmi di misurazione più avanzati, per migliorare il più possibile la precisione della misurazione. Tuttavia, in tali condizioni di installazione non standard, è più difficile ottenere la stessa precisione di misurazione di un'installazione standard, ed è necessario prestare molta attenzione all'accuratezza dei dati di misurazione nelle applicazioni pratiche ed eseguire regolarmente calibrazioni e manutenzioni.
Data di pubblicazione: 19 marzo 2025