Nei processi industriali in cui la misurazione accurata del flusso di liquido ha un impatto diretto sull'efficienza, la sicurezza e il controllo dei costi, i flussometri tradizionali spesso falliscono.intasamento da supporti viscosi, e la necessità di costosi arresti per manutenzione hanno a lungo afflitto le operazioni in settori come la petrolchimica, il trattamento dell'acqua e la produzione.Inserire i misuratori di flusso ad ultrasuoni Yokogawa, una soluzione innovativa esemplificata dall'Ultra YEWFLO-UYF200Sulla base di decenni di esperienza di Yokogawa nella misurazione del flusso (da quando ha introdotto i flussimetri a vortice negli anni '70), questi dispositivi a base ultrasonica ridefiniscono l'affidabilità, la precisione, l'efficienza e la precisione.e facilità d'uso per applicazioni liquideQuesto articolo risponde alla domanda fondamentale: perché i misuratori di flusso ad ultrasuoni Yokogawa sono la scelta migliore per i moderni team industriali?vantaggi tecnici, e l'impatto nel mondo reale in tutte le industrie.

L'evoluzione dei misuratori di flusso ad ultrasuoni di Yokogawa: risolvere i tradizionali problemi
Yokogawa è leader nella misurazione del flusso da oltre 50 anni, lanciando il suo primo misuratore di flusso di vortice industriale (il YEWFLO) nel 1979.000 unità YEWFLO a livello mondialeTuttavia, i modelli convenzionali di YEWFLO basati sul rilevamento di vortici basati sulla tensione hanno avuto notevoli limitazioni per la misurazione dei liquidi:
- Suscettibilità alle vibrazioni: le vibrazioni dei tubi (comune nelle raffinerie o nelle centrali elettriche) distorcono le letture, portando a dati di flusso imprecisi.
- Rischi di intasamento: liquidi viscosi o residui (per esempio liquame, ruggine) attaccati ai sensori integrati, riducendo la sensibilità nel tempo.
- Spese di spegnimento: i sensori sono stati incorporati nei getti di vortice, il che significa che la loro sostituzione ha richiesto l'arresto del flusso di fluidi, interrompendo le operazioni e aumentando il tempo di inattività.

Per colmare queste lacune, Yokogawa ha sviluppato l'Ultra YEWFLO-UYF200, il fiore all'occhiello della sua gamma di misuratori di flusso ad ultrasuoni Yokogawa.eliminare i difetti tradizionali aumentando l'accuratezza e la flessibilità.

Oggi, i misuratori di flusso ad ultrasuoni Yokogawa sono fabbricati in quattro stabilimenti globali, garantendo una qualità costante e una consegna rapida per le industrie di tutto il mondo.

Come funzionano i flussometri ad ultrasuoni di Yokogawa: la scienza basata sulla precisione
Yokogawa Ultrasonic Flow Meters operate on two core principles—Karman Vortex Shedding (for flow rate correlation) and ultrasonic phase demodulation (for reliable vortex detection)—working in tandem to deliver precise, misurazioni prive di interferenze.

1. Karman Vortex Shedding: La base del calcolo del tasso di flusso
Quando il liquido scorre oltre un “vortice shedder” fisso (un ostacolo a forma speciale all'interno del tubo del misuratore), si formano vortici alternativi a valle.La frequenza di questi vortici ((f)) è direttamente proporzionale al flusso del liquido (Q)), descritta dall'equazione:
[ f = K cdot Q ]
Qui, (K) (il fattore K) è un valore quasi costante su una vasta gamma di numeri di Reynolds (una misura della turbolenza del fluido) un vantaggio chiave dei flussometri basati su vortici.Yokogawa ha ottimizzato la geometria dello shedder per mantenere una stabilità del fattore K di ±00,5% su numeri di Reynolds da 10.000 a 300.000 (quando si misura l'acqua in tubi da 50 mm).Questo garantisce l'accuratezza anche quando le portate di flusso o la viscosità del liquido cambiano..

2Demodulazione di fase ad ultrasuoni: l'innovazione che elimina le interferenze
A differenza dei convenzionali misuratori di vortice, i misuratori di flusso ad ultrasuoni Yokogawa utilizzano onde ultrasoniche (non sensori di sforzo) per rilevare i vortici, eliminando le vibrazioni e i problemi di intasamento.
- Trasmissione ultrasonica: gli elementi piezoelettrici (alloggiati in supporti in acciaio inossidabile) trasmettono onde ultrasonore da 1,2 MHz attraverso la parete del tubo del contatore.Un ricevitore sul lato opposto rileva le onde.
- Cambiamenti di fase indotti da vortici: i vortici alternativi alterano la direzione di propagazione dell'onda ultrasonografica, modificando il tempo di percorrenza delle onde.Questo crea uno spostamento di fase sincronizzato con la frequenza del vorticeL'ampiezza di spostamento di fase ((phi)) è calcolata utilizzando:
[ phi = frac{2pi f_c D m nu} {C^2} cdot sinomega t ]
Dove:
- (f_c) = frequenza delle onde ultrasoniche
- (D) = diametro interno del tubo
- (m) = coefficiente di modulazione (fissato dalla progettazione dello shedder/sensore)
- (nu) = velocità del fluido
- (C) = velocità ultrasonica in fluido stazionario
- (omega) = Frequenza angolare dei vortici
- Trattamento del segnale: il convertitore del contatore demodula il segnale spostato in fase, filtrando il rumore e convertendolo in una lettura di frequenza vorticale chiara.Questa frequenza viene quindi utilizzata per calcolare il flusso tramite l'equazione del fattore K.

Questo approccio ad ultrasuoni offre due vantaggi rivoluzionari:
- Immunità alle vibrazioni: le vibrazioni del tubo non influenzano la trasmissione delle onde ultrasonore, garantendo letture stabili in ambienti ad elevate vibrazioni (ad esempio, vicino a pompe o compressori).

- Sensibilità a basso flusso: l'intensità del segnale è proporzionale alla velocità del fluido (rispetto alla velocità al quadrato in metri basati sulla tensione),che consente una misurazione accurata dei bassi flussi ideale per applicazioni quali il dosaggio chimico o il rilevamento delle perdite.

Caratteristiche chiave dei misuratori di flusso ad ultrasuoni Yokogawa: costruiti per essere affidabili e semplici
I misuratori di flusso ad ultrasuoni Yokogawa (come l'Ultra YEWFLO-UYF200) sono progettati tenendo conto delle esigenze industriali, presentano disegni modulari, materiali resistenti,e funzionalità intelligenti che riducono la manutenzione e aumentano il tempo di attività.

1- Costruzione robusta per ambienti difficili
- Scalatore di vortice integrato: il tubo del metro (disponibile in tipo wafer o flange) è realizzato mediante fusione di investimento, che fusiona lo scalatore di vortice in un unico pezzo.Questo riduce al minimo le perdite e l' attenuazione delle onde ultrasoniche, migliorando il rapporto segnale/rumore (S/N) per letture più chiare.
- Sensore a prova di perdite: i sensori sono montati all'esterno del tubo, con una sezione saldata che impedisce il contatto del liquido.La saldatura laser YAG garantisce che i supporti dei sensori siano a prova di fiamma e resistenti alla corrosione.
- Corrispondenza acustica: la sezione di presa del tubo e i supporti del sensore sono progettati per essere multipli di 1⁄2 della lunghezza d'onda ultrasonico (lambda), massimizzando l'efficienza di trasmissione delle onde.Sensori di legame dell'olio di silicone resistenti al calore per il tubo, migliorando ulteriormente le prestazioni acustiche.

2. Sostituzione dei sensori on-line: non ci saranno più spegnimenti
Una caratteristica distintiva dei misuratori di flusso ad ultrasuoni Yokogawa è la loro capacità di sostituire i sensori ** senza interrompere il flusso del fluido**.I sensori di Yokogawa sono esterni e modulari.I tecnici possono sostituirli in pochi minuti, riducendo i tempi di inattività non pianificati fino al 90% ed eliminando le perdite di entrate derivanti da processi fermati.

3. Miniaturizzati, Smart Converter
- Progettazione compatta: utilizzo di circuiti integrati specifici per applicazioni (ASIC);Yokogawa ha ridotto il convertitore per abbinarlo alle dimensioni dei suoi popolari trasmettitori della serie EJA, riducendo il peso al ~ 60% dei convertitori YEWFLO convenzionaliCiò consente di risparmiare spazio nei pannelli di controllo e di semplificare l'installazione.
- regolazione automatica dei parametri: la CPU del convertitore ottimizza automaticamente le impostazioni del filtro, il guadagno e i cancelli di rilevamento in base alle dimensioni del tubo e alla velocità ultrasonica.Ciò significa che un unico modello di convertitore funziona per tutti i tipi di liquidi e diametri di tubi (da piccole linee da 15 mm a grandi tubi da 300 mm) ̇ semplificando l'inventario e riducendo i costi.
- Connettività digitale: per la prima volta nella linea di misuratori di vortice di Yokogawa, il convertitore supporta la comunicazione on-line (ad esempio, HART, Modbus) e le uscite analoghe simultanee (4 ‰ 20 mA) e d'impulso.Ciò consente la condivisione dei dati in tempo reale con i sistemi di controllo (e.g., DCS) e piattaforme di analisi basate sul cloud sono fondamentali per le iniziative di Industria 4.0.