Descripción general del producto: ¿Qué es el caudalímetro ultrasónico 93TA1?
En la industria química y de procesos, la medición de caudal afecta directamente la seguridad de producción, la optimización de procesos y el control de costos. Una desviación de caudal no solo causa fluctuaciones en la calidad del producto, sino que también puede provocar accidentes de seguridad y pérdidas económicas.
El caudalímetro ultrasónico 93TA1 corresponde al sistema de medición de caudal ultrasónico Proline Prosonic Flow 93P, diseñado específicamente para aplicaciones químicas y de procesos, conocido por su medición sin contacto, amplia relación de rango y abundantes interfaces de comunicación, adecuado para evaluación prioritaria por ingenieros técnicos y personal de compras.
Principio de funcionamiento: ¿Cómo mide el caudal el método de diferencia de tiempo?
Diferencia de tiempo de propagación en sentido directo e inverso
El sistema se basa en el método de diferencia de tiempo: la velocidad de propagación de las ondas acústicas en el fluido en sentido directo es mayor que en sentido inverso; dos sensores emiten y reciben alternativamente ultrasonidos, generando una diferencia de tiempo de funcionamiento medible.
La diferencia de tiempo de funcionamiento es proporcional a la velocidad de flujo del fluido. Combinada con el área de la sección transversal de la tubería, el instrumento puede calcular el caudal volumétrico, similar a estimar el caudal de un río mediante la velocidad y el área transversal.
Valor añadido de la medición de velocidad del sonido
El sistema también puede medir la velocidad de propagación de las ondas acústicas en el fluido, es decir, la velocidad del sonido. Este parámetro puede utilizarse para distinguir tipos de fluidos, determinar la pureza del producto o evaluar la calidad del medio, proporcionando una dimensión de diagnóstico adicional para procesos químicos.
Funciones principales: variables de medición y diseño de doble trayectoria
Variables y rango de medición
- Variable principal de medición: velocidad de flujo, proporcional a la diferencia de tiempo de funcionamiento de la señal acústica.
- Rango típico de medición: v = 0 - 15 m/s (0 - 50 ft/s).
- Relación de rango: mayor que 150 : 1, adaptable a condiciones de grandes fluctuaciones de caudal.
- Cálculo de salida: basado en la velocidad de flujo y el área de la sección transversal de la tubería, cálculo preciso del caudal volumétrico.
Medición de doble canal y doble trayectoria sónica
- Medición de doble canal: para monitoreo de caudal en dos puntos de medición independientes, similar a establecer estaciones de monitoreo en diferentes ubicaciones de un río, puede monitorear simultáneamente diferentes tuberías o diferentes partes de la misma tubería.
- Medición de doble trayectoria sónica: para medición redundante de caudal en un único punto de medición; si una trayectoria sónica se ve perturbada o falla, la otra aún puede funcionar, mejorando la continuidad y confiabilidad.
- Procesamiento y visualización independientes: los parámetros como velocidad de flujo y caudal volumétrico de los dos canales de medición pueden mostrarse de forma independiente, facilitando el análisis comparativo y la detección de anomalías.
Ventajas de rendimiento: ¿Por qué es adecuado para aplicaciones químicas y de procesos?
Medición precisa sin contacto
El 93TA1 utiliza medición sin contacto, los sensores se instalan en el exterior de la tubería, sin contacto directo con el fluido, lo que lo convierte en una solución ideal para la medición de caudal de líquidos puros o ligeramente contaminados.
Este método no se ve afectado por la presión del proceso ni la conductividad del medio, y puede proporcionar datos de caudal estables incluso en condiciones de alta presión o cambios de conductividad, reduciendo el riesgo de desgaste y corrosión de los instrumentos de contacto tradicionales.
Facilidad de instalación y mantenimiento
- Instalación tipo abrazadera: se instala en el exterior de la tubería, sin necesidad de interrumpir la operación del proceso, adecuado para escenarios de producción continua.
- Guía por menú: instalación de sensores guiada por menú simple y segura, reduce la dependencia de la experiencia del operador.
- Estructura robusta: los sensores y los componentes de instalación industrializados tienen una estructura robusta, capaces de resistir entornos adversos como alta temperatura, alta presión y alta corrosión, garantizando la integridad del sistema a largo plazo.
- Barrido automático de frecuencia: optimiza automáticamente el proceso de instalación y la frecuencia de medición, mejorando el rendimiento de medición del caudalímetro.
Transmisión de datos y ajuste remoto
El instrumento está equipado con interfaces de comunicación como HART, PROFIBUS DP/PA y Foundation Fieldbus (FF), lo que facilita la integración con sistemas de control distribuido (DCS) y logra una transmisión de datos rápida y precisa.
Junto con el software de operación FieldCare de Endress+Hauser, los usuarios pueden ajustar el caudalímetro de forma remota. Para grandes empresas químicas con amplia distribución en campo, puede mejorar significativamente la eficiencia de mantenimiento y reducir los costos de desplazamiento.
Escenarios de aplicación: ¿Qué industrias y medios cubre?
- Industria química: medición de caudal de reactivos químicos, disolventes, hidrocarburos líquidos, etc., especialmente adecuado para el control preciso del caudal de materias primas en la producción de plásticos.
- Industria petroquímica: monitoreo de caudal de petróleo crudo, productos refinados y productos intermedios, facilita la planificación de producción y transporte.
- Industria de tratamiento de agua: medición de caudal en suministro urbano de agua y tratamiento de aguas residuales industriales, adaptable a agua limpia y aguas residuales con impurezas.
- Fluidos corrosivos/peligrosos: en condiciones de ácidos fuertes y álcalis fuertes como en galvanoplastia, la medición sin contacto evita la corrosión, mejorando la confiabilidad y la vida útil del equipo.
Especificaciones técnicas detalladas
Señales de entrada/salida y comunicación
| Elemento | Parámetros clave |
|---|---|
| Variables y rango de medición | Velocidad de flujo v = 0 - 15 m/s (0 - 50 ft/s), relación de rango > 150 : 1 |
| Entrada de estado (entrada auxiliar) | U = 3 - 30 V DC, Ri = 5 kΩ, aislamiento eléctrico; configurable para reinicio de acumulador, supresión de valor de medición, reinicio de información de fallo |
| Salida de corriente | Activa/pasiva seleccionable; activa 0/4 - 20 mA, RL < 700 Ω (HART: RL ≥ 250 Ω); pasiva 4 - 20 mA, máx. 30 V DC, Ri ≤ 150 Ω; constante de tiempo 0.01 - 100 s |
| Salida de pulso/frecuencia | Activa/pasiva seleccionable; salida de frecuencia 2 - 10 000 Hz (fmax = 12 500 Hz), en aplicaciones a prueba de explosión EEx ia 2 - 5 000 Hz; ancho de pulso ajustable 0.05 - 2000 ms |
| PROFIBUS DP | EN 50170 Volume 2, Profile 3.0, 9.6 KBaud - 12 MBaud, código NRZ; 8 × AI, 3 × módulos acumuladores |
| PROFIBUS PA | EN 50170 Volume 2, IEC 61158 - 2 (MBP), 31.25 kBit/s, 11 mA, FDE = 0 mA, código Manchester II |
| Foundation Fieldbus (FF) | IEC 61158 - 2, 31.25 kBit/s, 12 mA, FDE = 0 mA, código Manchester II; 8 × AI, 1 × DO, 1 × PID, soporte LAS |
| Salida de conmutación | Salida de relé, NC/NO seleccionable; máx. 30 V / 0.5 A AC; 60 V / 0.1 A DC, aislamiento eléctrico; configurable para información de fallo, dirección de flujo, valor límite |
Alimentación y conexión de cables
| Elemento | Parámetro |
|---|---|
| Alimentación del transmisor (HART) | 85 - 260 V AC, 45 - 65 Hz; 20 - 55 V AC, 45 - 65 Hz; 16 - 62 V DC |
| Alimentación del transmisor (PROFIBUS DP/PA, FF) | 9 - 32 V DC |
| Alimentación del sensor | Alimentado por el transmisor, simplifica el cableado y la gestión de energía |
| Entrada de cable de alimentación/señal | Prensaestopas M20 × 1.5, adecuado para cables de 8 - 12 mm o 6 - 12 mm; opcional rosca ½"NPT, G ½" |
| Cable de conexión sensor/transmisor | Cada entrada puede conectar 1 × ∅ 8 mm o 2 × ∅ 4 mm; con entradas roscadas M20 × 1.5, ½"NPT, G ½" |
Recomendaciones de selección y compra
- Confirmar medio y diámetro de tubería: priorizar la confirmación del tipo de líquido, si contiene partículas o burbujas, material y diámetro de la tubería.
- Confirmar protocolo de comunicación: seleccionar la interfaz HART, PROFIBUS DP/PA o FF según el sistema DCS o PLC.
- Confirmar protección contra explosiones y alimentación: en áreas peligrosas, prestar atención a las limitaciones de frecuencia en aplicaciones a prueba de explosión EEx ia, y verificar el voltaje de alimentación en sitio.
- Confirmar espacio de instalación: la instalación externa tipo abrazadera requiere reservar espacio para la instalación de sensores y la entrada de cables.
Resumen: El caudalímetro ultrasónico 93TA1 (Proline Prosonic Flow 93P) ofrece una solución confiable de medición de caudal para las industrias química, petroquímica, tratamiento de agua y fluidos corrosivos, gracias a su medición por método de diferencia de tiempo, instalación sin contacto, redundancia de doble canal/doble trayectoria sónica y abundantes interfaces de bus.