MX2012002121A - Ensamble de medidor de flujo, ensambles de compuerta y metodos para la medicion de flujo. - Google Patents

Abstract

La presente invención proporciona un ensamble de medidor de flujo acústico para tuberías o canales abiertos, dicho ensamble incluye un armazón con una geometría predeterminada. El armazón tiene por lo menos un puerto que puede ser accedido por un usuario adaptado para recibir un cartucho intercambiable, el cual contiene por lo menos un transductor acústico para medir la velocidad de fluido a través de dicho armazón. La invención también se refiere a ensambles de compuerta vertical, de elevación y de elevación de inclinación para usarse para medir flujos de fluido, métodos para medir la velocidad de fluido en tuberías y canales abiertos caracterizados por el uso de un circuito de retraso, medidores de flujo de fluido caracterizados por el uso de pares de transductores redundantes, y un método para la sincronización de dos transductores en un aparato de medición de flujo para un canal abierto.

Description

ENSAMBLE DE MEDIDOR DE FLUJO, ENSAMBLES DE COMPUERTA Y METODOS PARA LA MEDICION DE FLUJO CAMPO DE LA INVENCION Esta invención se refiere a un ensamble de medidor de flujo acústico para tuberías o canales abiertos y se refiere particularmente, aunque no exclusivamente, a un ensamble de medidor a cústico para verificar flujo de agua. La invención también se refiere a un ensamble de hoja de compuerta de descarga inferior que puede utilizarse con el ensamble de medidor de flujo acústico.

DESCRIPCION DE LA TECNICA PREVIA Los medidores de flujo se utilizan comúnmente para medir la velocidad de flujo de fluidos dentro de tuberías enterradas y canales abiertos o alcantarillas. Los medidores de flujo acústico de tiempo de tránsito son de una tecnología de medición establecida. Cuando los medidores de flujo se instalan en tuberías que están bajo la tierra, los requerimientos de servicios significan que estos medidores de flujo están tradicionalmente instalados dentro de un hoyo de medidor enterrado, típicamente una construcción de caja de concreto. El hoyo típicamente es accesible para que los técnicos puedan acceder a ios componentes del medidor de flujo. La construcción e instalación de estos hoyos de servicio generalmente son una alta proporción del costo de instalación de medidor flujo total.

Cuando se instalan medidores de flujo ultrasónico (tiempo de tránsito) en canales abiertos y las tuberías están típicamente instaladas como una conexión de sub-componentes que deben ensamblarse y e ntonces calibrarse para su instalación. La comisión de estos sistemas de medición requiere la medición precisa de la longitud de trayectoria entre cada transductor, el ángulo de la trayectoria de medición con relación a la dirección media de flujo, y el dato de transductor de nivel de agua y otros parámetros de configuración. Otros productos de medidor de flujo acústico disponibles en el mercado se ensamblan en sitio al amarrar los transductores acústicos alrededor del diámetro externo o interno de la tubería que pasa el flujo. En aplicaciones de conducto abiertas los transductores se atornillan a las paredes opuestas del conducto. Los transductores están conectados por cables de señal a componentes electrónicos de procesador. El ensamble debe instalarse y calibrarse con precisión en el campo. Para instalaciones en las cuales los transductores están instalados en el diámetro interno de la tubería, la tubería debe ser de un diámetro suficiente para que una persona pueda acceder de forma segura a ésta para el propósito de instalación. Para instalaciones en donde los transductores están instalados en el diámetro exterior de la tubería, la tubería debe estar sobre el suelo o un gran hoyo de concreto debe construirse alrededor de la tubería para permitir a una persona acceder de forma segura al diámetro externo para el propósito de ajusfar y mantener los sensores En aplicaciones del medidor de flujo del canal abierto, la precisión de medidor de flujo se ve afectada por los alrededores del medidor de flujo. La geometría del canal hacia arriba y hacia abajo del medidor de flujo puede influenciar la distribución de velocidad del fluido que pasa a través d el medidor de f lujo. Esta distribución de velocidad se puede medir en todos los puntos dentro del medidor de flujo excepto para la superficie. La velocidad del fluido sobre los suelos/paredes del medidor de flujo es cero. La velocidad en elevaciones establecidas dentro del medidor de flujo puede medirse, y la velocidad en elevaciones entre estas medidas puede interpolarse desde las velocidades de elevación medidas. Sin embargo, generalmente la velocidad de superficie de flujo no se mide y así la distribución de velocidad de niveles superiores del flujo debe extrapolarse con incertidumbre potencialmente alta. Para minimizar la incertidumbre de la velocidad de superficie del flujo, la variación en comportamiento de velocidad en superficie necesita mantenerse.

OBJETOS DE LA INVENCION Es un objeto de la presente invención reducir los costos de infraestructura de una instalación de medidor de flujo para permitir la instalación de más medidores de flujo que proporcionan más datos para recolectarse para localizar pérdidas de sistema de distribución.

Un objeto adicional de la invención es proporcionar un medidor de flujo que define completamente su propia geometría y no requiere calibración para su instalación o alrededores.

En otro objeto de la invención se proporciona una compuerta de flujo de descarga inferior que influencia el perfil de flujo para crear comportamiento de flujo no turbulento, dirigido irrepetible.

Incluso otro objeto de la invención es proporcionar un medidor de flujo, para usarse en un conducto cerrado, que incluye una válvula de compuerta o el equivalente, pero sin que se denomine como una "tapa" del tipo q ue constituye un componente integral de una válvula de compuerta tradicional.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Con estos objetos en vista, la presente invención proporciona un ensamble de medidor de flujo acústico para tuberías o canales abiertos, dicho ensamble incluye un armazón con una geometría predeterminada, dicho armazón incluye al menos un puerto accesible por usuario, dicho al menos un puerto accesible por usuario adaptado para recibir un cartucho intercambiable que contiene al menos un transductor acústico para medir la velocidad de fluido a través de dicho armazón.

Preferiblemente el ensamble de medidor de flujo acústico además incluye una pluralidad de puertos accesibles por usuario con un cartucho asociado. Los puertos accesibles por usuario pueden localizarse en esquinas de una orientación rectangular o cuadrada formada por dicho armazón. Preferiblemente un par de cartuchos están dirigidos diagonalmente entre sí.

En una modalidad preferida cada cartucho incluye una pluralidad de transductores acústicos para medir flujo en profundidades predeterminadas. El ensamble de medidor de flujo acústico además puede incluir un tubo hueco para acoplar cualquier extremo a una tubería para determinar la velocidad a través de dicha tubería. En una modalidad práctica cada transductor está localizado en u n e xtremo de un tubo de transmisión de sonido respectivo y el otro extremo se abre en dicho tubo hueco. Cada tubo de transmisión de sonido puede asociarse con un cartucho respectivo y angularse hacia un tubo de transmisión de sonido orientado asociado. Cada tubo de transmisión de sonido puede contener fluido desde dicho tubo hueco. Cada tubo de transmisión de sonido puede contener fluido estable que no está en la trayectoria del flujo de fluido.

En una modalidad adicional, cada tubo de transmisión de sonido se llena con un material transmisor acústico. El ensamble de medidor de flujo acústico además puede incluir una inferíase de limite entre el fluido en dicho tubo de transmisión de sonido y el fluido que fluye, dicha interfase de límite formada de un material de propiedades acústicas adecuadas para permitir la transmisión fácil de las señales acústicas. El fluido en los tubos de transmisión de sonido puede estar contenido en una cavidad sellada para que el fluido acople los transductores a la cara interior de los tubos de transmisión de sonido.

La invención también puede proporcionar un ensamble de compuerta de elevación de inclinación que incluye un miembro de compuerta que puede elevarse y descender desde una posición verticalmente cerrada a través de una disposición substancialmente horizontal, dicho miembro de compuerta que está montado sobre un eje en el extremo superior del mismo a un mecanismo para jalar dicho miembro de compuerta hacia adentro desde la posición verticalmente cerrada hacia la disposición substancialmente horizontal y al menos una extensión que se proyecta desde dicho miembro de compuerta con un punto de pivote en el extremo de dicha al menos una extensión, dicho punto de pivote cooperando con un medio de guía angulado hacia abajo por lo cual el movimiento de dicho miembro de compuerta no cruza dicho medio de guía angulado hacia abajo.

Se prefiere que se localice un par de extensiones en cada lado de dicho miembro de compuerta que cooperan con medios de guía angulados hacia bajo respectivos. El ensamble de compuerta de elevación de inclinación puede localizarse en un canal de fluido abierto, dicho al menos una extensión se coloca substancialmente a dos terceras partes de la profundidad del fluido.

La invención también puede proporcionar un sistema de velocidad de fluido de canal abierto para medir la velocidad de fluido del fluido que fluye a través de dicho sistema, dicho sistema incluye un canal abierto que contiene dicho fluido que fluye, un ensamble de medidor de flujo acústico como se describió previamente y un ensamble de compuerta de elevación de inclinación como se describió previamente corriente abajo de dicho ensamble de medidor de flujo acústico, en donde dicho medidor de compuerta influencia de forma predictiva la velocidad de superficie de dicho fluido que fluye.

La invención también puede proporcionar un sistema de velocidad de fluido de canal abierto para medir la velocidad del fluido del fluido que fluye a través de dicho sistema, dicho sistema incluye un canal abierto que contiene dicho fluido que fluye, un ensamble de medidor de flujo acústico como se describió previamente y una compuerta de descarga inferior corriente abajo de dicho ensamble de medidor de flujo acústico, en donde dicha compuerta permite que el nivel de fluido al frente de dicha compuerta hacia atrás proporciona profundidad uniforme de dicho fluido a través de dicho ensamble de medidor de flujo acústico.

La invención también puede proporcionar un método para medir la velocidad de fluido en una tubería o canal abierto, dicho método incluye los pasos de: proporcionar un circuito de cronometraje que incluye un primer circuito que tiene al menos un transductor acústico corriente arriba y un segundo circuito que tiene al menos un transductor acústico corriente abajo, medir el retraso de tiempo al detectar la señal acústica desde dicho al menos un transductor acústico corriente arriba hacia dicho al menos un transductor acústico corriente abajo desde dicho primer circuito, medir el retraso de tiempo al detectar la señal acústica desde dicho al menos un transductor acústico corriente abajo hacia dicho al menos un transductor acústico corriente arriba desde dicho segundo circuito, medir el retraso de tiempo en dicho primer circuito cuando dicho al menos un transductor acústico corriente arriba se evita en dicho primer circuito, medir el retraso de tiempo en dicho segundo circuito cuando dicho al menos un transductor acústico corriente abajo se evita en dicho segundo circuito, y calcular la velocidad de fluido al utilizar dichas medidas.

Incluso en un aspecto adicional de la invención se puede proporcionar un medidor de flujo acústico para una tubería, dicho ensamble incluye al menos tres pares de transductores acústicos, cada par de dichos transductores acústicos localizado en lados opuestos de dicha tubería y desviados longitudinalmente a lo largo de dicha tubería para proporcionar transductores corriente arriba y corriente abajo, cada par de transductores acústicos, en uso, teniendo sus trayectorias acústicas cruzándose en un punto a lo largo del eje de dicha tubería para proporcionar redundancia en flujo de medición a través de dicha tubería en uno de dichos transductores acústicos que debe fallar.

La invención también proporciona un ensamble de compuerta de elevación que incluye un miembro de compuerta asociado con un armazón y que puede elevarse y/o descender desde entre configuraciones cerradas y abiertas, dicho armazón tiene asociado con él y corriente arriba del mismo un aparato para medir giro de tránsito de fluido, dicho aparato que está en la forma de un conducto que tiene una o más pares opuestos de transductores acústicos o similares asociados con éste.

En otro aspecto se proporciona un método para medir tiempos de tránsito acústico en un canal o rio abierto, dicho método incluye los pasos de: proporcionar un primer circuito que tiene al menos un transductor acústico corriente arriba en un lado de dicho canal o rio abierto y un segundo circuito que tiene al menos un transductor acústico corriente abajo en el lado opuesto de dicho canal o rio abierto, dichos primeros y segundos circuitos incluyen un sistema de circuitos de cronometraje respectivo que no está sincronizado con otro, cada uno de dichos circuitos de cronometraje mide sus eventos de transmisión y recepción de señal respectivos, al menos uno de dichos primeros o segundos circuitos incluye un RF o láser para proporcionar señales de sincronización entre dichos primeros y segundos circuitos, una señal de sincronización RF o láser se transmite entre dichos primeros y segundos circuitos antes de una señal acústica transmitida desde uno de dichos transductores acústicos entre dichos primeros y segundos circuitos por lo cual dicha señal de sincronización RF o láser permite la sincronización entre el sistema de circuitos de cronometraje respectivo de dichos primeros y segundos circuitos de dicha señal acústica.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Con el fin de que la invención pueda entenderse más fácilmente y colocarse en efecto práctico, ahora se hará referencia a los dibujos 1 o anexos, en donde: La Figura 1 es una vista en perspectiva en explosión de una primera modalidad de un ensamble de medidor de flujo acústico para una tubería hecha de acuerdo con la invención; La Figura 2 es una vista en sección transversal diagonal del ensamble de medidor de flujo acústico mostrado en la Figura 1 pero en su posición enterrada en el suelo; La Figura 3 es una vista frontal del ensamble de medidor de flujo acústico mostrado en la Figura 1; La Figura 4 es una vista en planta del ensamble de medidor de flujo acústico mostrado en la Figura 1; La Figura 5a es una vista en sección transversal longitudinal a lo largo y en la dirección de flechas 5-5 del ensamble de medidor de flujo acústico mostrado en la Figura 1 que muestra flujo de agua; La Figura 5b es una vista similar a la de la Figura 5a con tubos de transmisión de sonido llenos; La Figura 6a es una vista longitudinal de flujo de agua que muestra el perfil de velocidad; La Figura 6b es una vista en sección transversal a lo largo y en la dirección de flechas A-A de la Figura 6a; La Figura 7 es una vista en perspectiva de una segunda modalidad de un ensamble de medidor de flujo acústico para usarse en un ambiente de canal abierto; La Figura 8 es una vista en planta de la Figura 7; La Figura 9 es una vista en sección transversal a lo largo en la dirección de flechas A-A mostrada en la Figura 8; La Figura 10 es una vista similar a la de la Figura 6A pero que muestra la modalidad del ensamble de medidor de flujo acústico mostrado en la Figura 7 que se utiliza en combinación con una hoja de compuerta de descarga inferior verticalmente elevable para controlar el flujo de agua; La Figura 11 es una vista similar a la de la Figura 10 pero que tiene una hoja de compuerta de descarga inferior giratoria; La Figura 12 es una vista en perspectiva de una modalidad de la construcción del ensamble de hoja de compuerta de descarga inferior giratoria ilustrado en la Figura 8 en la posición cerrada; La Figura 13 es una vista similar a la de la Figura 12 con la hoja de compuerta que se eleva; La Figura 14 es una vista similar a la de la Figura 13 con la hoja de compuerta en la posición completamente elevada; La Figura 15 es una vista en sección transversal longitudinal de la Figura 12; La Figura 16 es una vista en sección transversal longitudinal de la Figura 13, La Figura 17 es una vista en sección transversal longitudinal de la Figura 14; La Figura 18 es una vista similar a la de la Figura 15 que muestra el flujo de agua; y La Figura 19 es una vista similar a la de la Figura 16 que muestra el flujo de agua.

La Figura 20 es un diagrama esquemático para controlar típicamente los transductores acústicos utilizados en la modalidad del ensamble de medidor de flujo acústico mostrado las Figuras 1 a 19 para medir el tiempo de recorrido acústico entre transductores; La Figura 21 es una vista parcial del diagrama esquemático de flujo mostrado en la Figura 20 que muestra flujo en una primera dirección; La Figura 22 es una vista parcial del diagrama esquemático de flujo mostrado en la Figura 20 que mide el flujo en la segunda dirección opuesta a la mostrada en la Figura 21; La Figura 23 es un diagrama esquemático de flujo de un circuito de calibración utilizado en conjunto con el diagrama esquemático de flujo mostrado en la Figura 20 para eliminar retrasos de circuito del diagrama de la Figura 20; La Figura 24 es una vista parcial del diagrama esquemático de flujo mostrado en la Figura 23 para calibrar retrasos para medir flujo en la primera dirección mostrada en la Figura 21; La Figura 25 es una vista parcial del diagrama esquemático de flujo mostrado en la Figura 23 para calibrar retrasos para medir flujo en la segunda dirección opuesta a la mostrada en la Figura 21; La Figura 26 es una vista lateral de una tubería que muestra una modalidad adicional de la invención para la medición de velocidad de fluido en la tubería; La Figura 27 es una vista de extremo de la Figura 26; La Figura 28 es una vista en perspectiva superior de una compuerta de flujo que incluye un aparato de medición de tiempo de tránsito de acuerdo con la invención; La Figura 29 es una vista, similar a la Figura 28, de una disposición alternativa de compuerta de flujo y aparato de medición de tiempo de tránsito; La Figura 30 es una vista frontal de la disposición de la Figura 28; La Figura 31 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea A- A en la Figura 30, con la compuerta cerrada; La Figura 32 es una vista en sección transversal tomada a I o largo de la línea A- A en la Figura 30, con la compuerta abierta; La Figura 33 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea B- B en la Figura 30; La Figura 34 es una vista en detalle tomada en E en la Figura 33; La Figura 35 es una vista de detalle tomada en D en la Figura 32; La Figura 36 es una vista de detalle tomada en B en la Figura 31; La Figura 37 es una vista reducida similar a la de la Figura 28 con un divisor en e I aparato de medición; La Figura 38 es una vista similar a la de la Figura 37 con dos divisores en el aparato de medición; La Figura 39 es una vista reducida similar a la de la Figura 29 con un divisor en el aparato de medición; La Figura 40 es una vista similar a la de la Figura 39 con dos divisores en el aparato de medición; La Figura 41 es una en perspectiva superior de una compuerta de flujo similar a la Figura 28 que tiene una compuerta de control inclinada; La Figura 42 es una vista reducida similar a la de la Figura 41 con un divisor en el aparato de medición; La Figura 43 es una vista similar a la de la Figura 42 con dos divisores en el aparato de medición; La Figura 44 es una vista en planta de una modalidad adicional para medir el tiempo de desplazamiento acústico entre transductores utilizando un transmisor de radio; La Figura 45 es una vista en planta de una modalidad similar a la mostrada en la Figura 44 para medir el tiempo de desplazamiento acústico entre transductores utilizando láseres; La Figura 46 es una vista en sección transversal vertical de la modalidad mostrada en la Figura 44; y La Figura 47 es una vista en perspectiva de un cartucho sellado que contiene los componentes electrónicos para las modalidades mostradas en las Figuras 44 a 46.

DESCRIPCION DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS A través de esta especificación se utilizan los mismos números de referencia, en donde sea aplicable, para evitar la repetición y duplicado de descripción a través de todas las modalidades. La descripción de construcciones y operación será igualmente aplicable.

En las Figuras 1 a 6 de los dibujos se muestra un ensamble de medidor flujo acústico 20 que está adaptado para ajustarse entre una tubería (no mostrada) a través de la cual fluye el fluido, preferiblemente un líquido. En la modalidad el fluido es agua pero la invención no está limitada a tal ambiente. Las modalidades preferidas son particularmente útiles para la medición de consumo de agua de irrigación en canales de irrigación en regiones agrícolas y brigadas internacionales y la revisión de suministros de agua urbanos en las redes de agua urbanas internacionales. El medidor de flujo acústico 20 está enterrado en el suelo 22 (Figura 2) e incluye un armazón 24 que soporta una sección de tubería 26. La sección de tubería 26 está adaptada para acoplarse a cualquier extremo de la tubería a través de la cual se va a determinar la velocidad de flujo. El armazón 24 en esta modalidad es básicamente de forma cuadrada y tiene dos miembros de extremo 28, 30 y dos miembros laterales 32, 34. La forma y construcción del armazón 24 puede variar para adaptarse a los requerimientos del ensamble de medidor de flujo particular. Cuatro patas huecas 36, 38, 40 y 42 forman parte del armazón 24 y reciben deslizablemente cartuchos 44 que pueden insertarse ahí. El número y la colocación de los cartuchos 44 pueden variar dependiendo del ambiente en el cual se va a determinar la velocidad de flujo. En esta modalidad cada cartucho incluye cuatro transductores acústicos 46. El número y la colocación de transductores acústicos 46 también pueden variar. Los transductores acústicos 46 están integrados en el sistema de circuito electrónico (no mostrados) que puede incluirse en el cartucho 44 y armazón 24. Los componentes que se pueden servir incluyen los transductores acústicos 46 y componentes electrónicos de procesamiento todos contenidos dentro de los cartuchos sellados 44 que pueden intercambiarse. Típicamente, los cartuchos 44 pueden proporcionar sus medidas por medios por cable o inalámbricos a un dispositivo de cómputo externo.

La sección de tubería 26 tiene un número de tubos de transmisión de sonido 48 que se montan en una disposición horizontal como se muestra claramente en las Figuras 2 y 3. Los tubos de transmisión de sonido 48 típicamente son cilindricos y están hechos de un material acústicamente transmisor que se acopla a los transductores acústicos alineados 46 a la perforación interna de la sección de tubería 26. Los tubos de transmisión de sonido 48 están dispuestos para interceptar la sección de tubería 26 en un ángulo T (Figura 5a) a la dirección de flujo de fluido 50. El ángulo de intersección preferido T es de 45 grados, sin embargo pueden fabricarse otras implementaciones con un ángulo de intersección T entre 0 y 90 grados para adaptarse a los requerimientos de geometría de varias aplicaciones. Los tubos de transmisión de sonido 48 proporcionan una trayectoria acústica para los transductores acústicos 46 localizados dentro de los cartuchos de medidor de flujo 44. En la Figura 5a los tubos de transmisión de sonido 48 son huecos para que contengan el fluido dentro de la sección de tubería 26 y el sonido se propaga a través de este fluido únicamente. Los tubos de transmisión de sonido 48 contendrán agua estable y no estarán en la trayectoria del flujo de agua.

Alternativamente, como se muestra en la Figura 5b, los tubos de transmisión de sonido 48 pueden llenarse o conectarse con un material sólido o comportamiento acústico apropiado para que la sección de tubería 26 esté completamente sellada y los cartuchos 44 puedan recuperarse mientras la tubería está operando bajo una presión positiva o negativa sin el requerimiento de sellar puertos de acceso 52 contra esta presión. Los tubos de transmisión de sonido 48 también pueden llenarse con agua con una interfase de límite (no mostrada) entre el agua estable y los tubos de transmisión de sonido 48 y el agua que fluye. Esta interfase estará hecha de un material de propiedades acústicas apropiadas que permite la transmisión fácil de las señales acústicas. Una ventaja de esta modalidad con los tubos de transmisión de sonidos cerrados 48 es que la perforación interna de la sección de tubería 26 será uniforme y que no existirá potencial para atascamiento o atrapamiento de desperdicios en la sección de tubería 26 ó los tubos de transmisión de sonido 48. En esta disposición un buen acoplamiento acústico se logrará entre los transductores acústicos 46 contenidos dentro de los cartuchos 44 y las caras de extremo de los tubos de transmisión de sonido 48 al emplear un mecanismo de levas dentro de los puertos de acceso 52 que se acoplarán positivamente a los transductores acústicos 46 contra las caras de los tubos de transmisión de sonido 48.

Alternativamente, un mecanismo de acoplamiento más simple puede lograrse al llenar puertos de acceso 52 con agua o fluido similar que se acopla acústicamente a los transductores 46 contenidos dentro de los cartuchos 44 a las caras de extremo de los tubos de transmisión de sonido 48. En esta ¡mplementación, los puertos de acceso 52 son una cavidad sellada que contiene un fluido que acopla los transductores 46 a la cara interior de los tubos de transmisión de sonido 48. Los puertos de acceso 52 típicamente están alineados verticalmente y se acceden a través de tapas selladas 54 del nivel de suelo. En algunas aplicaciones los puertos de acceso 52 pueden alinearse horizontalmente y accederse a través de tapas montadas a la pared. Los puertos de acceso pueden instalarse en cualquier otro ángulo como lo requiera la instalación.

Dentro de un plano horizontal del ensamble de medidor de flujo acústico 20 existen cuatro transductores acústicos 46, que se disponen para proporcionar dos trayectorias acústicas 58, 60 dentro de cada plano horizontal (Figuras 5a y 5b). Ya que existen cuatro transductores acústicos en cada cartucho 44 existirán cuatro planos horizontales 62, 64, 66 y 68 (Figuras 6a y 6b). Estas trayectorias acústicas están en ángulos rectos entre sí, y esta disposición elimina errores de flujo transversal como se discute en la Sección 13.1.3 de ASTM D5389-93 (2007) Método de prueba estándar para Medición de flujo de canal abierto por Sistemas de medidor de velocidad acústico.

Los transductores acústicos 46 transmiten un pulso de sonido de alta frecuencia (en el rango de kilohertzios a megahertzios) a través de la sección de tubería 26. El tiempo de desplazamiento de la señal acústica se mide en una dirección corriente arriba a la dirección de flujo 50, y también en una dirección corriente abajo a la dirección de flujo 50 como se observa en las Figuras 5a y 5b. La velocidad de flujo crea una diferencia en los tiempos de desplazamiento de onda de sonido en la dirección corriente arriba y corriente abajo. Esta diferencia de tiempo de desplazamiento se registra y se utiliza para determinar la velocidad promedio de fluido a lo largo de la línea de la trayectoria acústica. Las cuatro trayectorias de medición proporcionan una velocidad promedio del fluido en cuatro planos diferentes 62-68 como se muestra en la Figura 6a. La distribución de velocidad dentro de la sección de tubería 26 entonces se calcula de las velocidades en cada uno de los cuatro planos 62-68 utilizando una relación matemática calibrada.

Un sensor de nivel de agua, preferiblemente un sensor de nivel de agua acústico 45, estará asociado con cada cartucho 44. En las modalidades preferidas de las Figuras 1 a 10, por ejemplo, cada cartucho 44 incluye un puerto, generalmente designado 47, para recibir y retener de forma liberable un sensor de nivel de agua acústico 45. Se entenderá, sin embargo, que no es esencial que el sensor de nivel d e agua esté integrado físicamente dentro o con el cartucho asociado 45, siempre y cuando un sensor de nivel de agua esté localizado en o dentro de la cercanía de cada cartucho 44.

Los sensores de nivel de agua 45 funcionan para proporcionar una medición precisa del perfil de la superficie de agua en o dentro de la cercanía del ensamble de medidor de flujo general. Tal medición está hecha de la velocidad promedio de flujo del agua, entonces en el orden de ser capaz para calcular de forma precisa la velocidad de flujo volumétrico de una medición precisa del área transversal de flujo en la ubicación del ensamble de medidor de flujo también se requiere.

Las disposiciones preferidas como se ilustran y describen, con un sensor de nivel de agua acústico 45 asociado con cada uno de los cuatro cartuchos 44, asegura una determinación precisa de flujo volumétrico de agua, incluso en situación/circunstancia en donde la superficie del agua está distribuida o es desigual, con que haya flujo turbulento o, en alternativa, un gradiente de superficie de inclinación.

Otras modalidades pueden incluir cualquier número y combinación de transductores acústicos 46, como se requiera, para realizar otras configuraciones de trayectoria de señal. El uso de reflectores de señal para remplazar algunos de los transductores en cada plano de medición también puede utilizarse. No es necesario tener cuatro planos 62-68 a través del ensamble de medidor de flujo acústico 20. Puede utilizarse cualquier número de planos, por ejemplo, uno o una pluralidad de planos. Los planos no necesitan ser horizontales como se muestra en esta modalidad.

Las Figuras 7 a 9 muestran el uso de ensamble de medidor de flujo acústico 20 en un ambiente de canal abierto, típicamente utilizado para irrigación de agua. Un canal con forma de U 70 que tiene una base 72 y paredes laterales 74, 76 se utiliza para controlar el flujo de agua de irrigación. El ensamble de medidor de flujo acústico 20 mostrado en la Figura 1 puede utilizarse pero no requiere los puertos de acceso 52 como la instalación ya que la instalación no está enterrada en el suelo. No se requiere la sección de tubería 26. Esta modalidad es similar en construcción a la modalidad previa ya que se proporcionan cuatro cartuchos recuperables 44. Sin embargo el sistema también puede diseñarse con uno, dos, tres, o más cartuchos recuperables 44, similares a la modalidad previa. El ensamble de medidor de flujo acústico 20 se fabrica bajo alta tolerancia y define completamente la geometría por la que pasa el fluido medido. Este ensamble 20 asegura que el fluido siempre pase a través de la misma geometría a través del cuerpo de medidor de flujo acústico 20 sin importar la geometría del canal 70 en el cual está instalado. Los cartuchos 44 pueden removerse y reemplazase deslizablemente sin cambiar la geometría del ensamble de medidor de flujo acústico 20. Cada uno de los cartuchos 44 está individualmente calibrado con una calibración referenciada a sus puntos de montaje dentro de cuatro patas huecas 36, 38, 40 y 44. Esto permite que los cartuchos 44 se intercambien sin afectar la calibración del ensamble de medidor de flujo acústico 20. El comportamiento de transductor acústico y los requerimientos de geometría son los mismos como se describe para la modalidad previa.

En la Figura 10 el ensamble de medidor de flujo acústico 20 de las Figuras 7 a 9 incluye una compuerta de control corriente abajo 80. En esta modalidad, la compuerta de control 80 es una compuerta de guillotina simple que se eleva y desciende verticalmente y se cierra sobre un sello 82. La compuerta de control 80 puede estar separada del ensamble de medidor de flujo acústico 20, como se muestra, o puede integrarse en un ensamble combinado. La compuerta de control 80 forma una compuerta de descarga inferior que influencia la velocidad de superficie del fluido 84 que fluye a través del ensamble de medidor de flujo acústico 20 y reduce la influencia del mundo que lo rodea en el perfil de flujo que pasa a través del ensamble de medidor de flujo acústico 20. Como se describió previamente la velocidad se mide en un número de elevaciones verticales por transductores acústicos 46, y la velocidad en cada una de estas elevaciones entonces se ajusta a una relación que se utiliza para interpolar la velocidad a alturas entre las elevaciones muestreadas.

La velocidad de superficie de fluido 84 típicamente no se mide debido a que la elevación de la superficie de la misma varía durante la operación y así generalmente no es posible localizar un plano de transductor acústico en la superficie 86 del fluido. La velocidad de suelo siempre es cero, y la velocidad de todas las elevaciones bajo el plano de transductor superior 62 puede interpolarse desde los valores medidos obtenidos en los planos sobre y bajo la elevación de interés. La velocidad de superficie desconocida significa que la velocidad en elevación es sobre el plano de transductor superior 62 debe extrapolarse basándose suposiciones de la forma del perfil de velocidad. Esta sección superior del flujo típicamente es donde ocurren las mayores incertidumbres en el perfil de velocidad, ya que no hay información sobre la velocidad en la superficie. En el peor de los escenarios esta velocidad debe ser extremadamente alta o uniforme en una dirección inversa para reducir el flujo debido a influencia de superficie tal como viento. Al localizar la compuerta de control 80 corriente abajo del ensamble de medidor de flujo acústico 20 y al asegurar que la punta inferior 88 de la compuerta de control 80 siempre está sumergida, la compuerta de control 80 mantiene un perfil de flujo laminar y dirigido que está libre de turbulencia. La velocidad del fluido será cero al frente de la compuerta del control 80. Este perfil de flujo es repetible y puede caracterizarse por un modelo de flujo que calcula la velocidad de flujo utilizando mediciones de posición de compuerta y las velocidades de fluido medidas por el sistema de transductor acústico. La capacidad de repetición del perfil de flujo que pasa bajo la compuerta de control 80 está combinada con las velocidades de flujo medidas en cada una de las elevaciones del plano de sensor 62, 64, 66 y 68 que se utiliza para reducir la incertidumbre en el estimado de la velocidad de superficie del fluido a través del cuerpo del ensamble de medidor de flujo acústico 20.

La influencia de la compuerta de control de descarga inferior 80 reduce la variación potencial en el patrón de flujo a través del ensamble de medidor de flujo acústico 20.

La Figura 11 la compuerta de control de guillotina 80 de la Figura 10 se reemplaza con una compuerta de tipo de elevación de inclinación 90. La compuerta de control 90 puede estar separada del ensamble de medidor de flujo acústico 20, como se muestra, o puede estar integrado en un ensamble combinado. La compuerta 90 permite que la compuerta esté e n una disposición vertical cuando se cierra sobre el sello 82 y una disposición angular u horizontal cuando está en la posición abierta. La compuerta 90 se mantiene entre un armazón 92 que incluye un riel horizontal 94 y un riel vertical 96. Los pasadores o rodillos 98, 100 están localizados en las esquinas de la compuerta 90 y se mantienen atrapados en los rieles 94, 96. Los pasadores o rodillos 98, 100 se moverán a lo largo de sus rieles respectivos para permitir la apertura y cierre de la compuerta 90. El movimiento de la compuerta 90 se controla por un motor impulsado o un brazo hidráulico (no mostrado) acoplado a la parte superior 102 de la compuerta 90. Al jalar o empujar la parte superior 102 de la compuerta 90 la compuerta se elevará o descenderá para actuar como una compuerta de descarga inferior.

La compuerta de elevación de inclinación 90 permite un flujo repetible directo para una posición de compuerta dada asi como para mantener la velocidad del fluido en la superficie a un mínimo. Ambos anteriores aseguran error mínimo al calcular el flujo para el segmento entre los sensores 48 en la elevación de plano de sensor superior 62 y la superficie de agua 84. La compuerta de descarga inferior 90 que está localizada hacia corriente abajo crea una distribución de velocidad de superficie a través del cuerpo del ensamble de medidor de flujo acústico 20 que es más repetible y predecible que lo que sería en el caso si no estuviera presente la compuerta de descarga inferior 90. La compuerta 90 fuerza el f lujo para ser no turbulento y laminar. La compuerta 90 permite la creación de un algoritmo de cálculo de flujo que es una función de la posición de compuerta y las velocidades medidas por los transductores acústicos 46.

El canal abierto y las implementaciones de conducto cerrado del ensamble de medidor de flujo acústico 20 se suministran como un ensamble individual que define completamente su propia geometría para que no se requiera comisión en campo de parámetros de geometría de medidor.

Las Figuras 12 a 17 muestran una variación adicional de la compuerta de elevación de inclinación 90 mostrada en la Figura 11. En esta modalidad la compuerta 120 no tiene los pasadores o rodillos 98, 100 en ambos extremos de la compuerta 90 en la Figura 11. La compuerta de control 120 puede estar separada del ensamble de medidor de flujo acústico 20 ó puede estar integrada en un ensamble combinado, como se muestra. La integración de la compuerta de control 120 y el ensamble de medidor de flujo acústico 20 permitirá una caída en solución que ya se ha calibrado. La parte superior 122 de la compuerta 120 está montada sobre un eje mediante ménsulas 124 y eje 126. El eje 126 corre en rieles de guía 128. Los miembros de brazo horizontalmente montados 130 están montados sobre un eje al eje 126 y permitirán que la compuerta 120 se mueva desde una posición cerrada hacia una abierta y viceversa. Los miembros de brazo 130 pueden ser movidos a través de un motor eléctrico o medio hidráulico dependiendo de los requerimientos. En esta modalidad los miembros de brazo 130 son impulsados por cable mediante bobinas 132 que están acopladas a un motor eléctrico 134. Una caja de engranaje 136 impulsará las bobinas 132. Los cables de las bobinas 132 estarán unidos a los miembros de brazo 130 ó e je 126.

La colocación de la compuerta 120 se controla por un brazo de fricción 138 fijado al lado inferior 140 de la compuerta 120. El brazo extensor 138 tiene un punto de pivote 142 en su extremo libre. El punto de pivote 142 está en una posición que resultará en una fuerza mínima (fuerza de accionamiento) para abrir la compuerta 120. Esto resultará en un accionamiento de costo inferior y un sistema de tren motriz 132-136. La ubicación de punto de pivote preferida es la de la línea de la fuerza resultante neta cuando la compuerta está en la posición cerrada, típicamente 2/3 la profundidad de agua bajo el nivel de superficie de agua. Este punto representa el eje neutral sobre el cual las fuerzas netas sobre el eje son iguales a las fuerzas netas bajo el eje. La fuerza sobre la compuerta 120 es debido a la presión de agua y es igual a: p*g*h, a una profundidad dada h bajo la superficie de agua en donde p es el peso específico del fluido; g es la aceleración debido a la gravedad.

El punto de pivote está desviado perpendicular desde el lado inferior 140 de la compuerta 120. El punto de pivote 142 está limitado para moverse a lo largo de un riel o ranura 144 que está en un ángulo descendente hacia la compuerta 120. La desviación ayuda a proporcionar una fuerza descendente cuando se cierra la compuerta desde su posición substancialmente horizontal completamente abierta. La desviación también asegura que los sellos laterales de compuerta (no mostrados) no crucen el riel o ranura 144 con el fin de evitar filtración alrededor de los sellos ¡aterales. El ángulo del riel o ranura 144 también ayuda con la fuerza descendente cuando se cierra la compuerta 120 desde su posición substancialmente horizontal completamente abierta.

Con el fin de minimizar la filtración de sello 146 que se proporciona en el borde de extremo libre y los lados de la compuerta 120. El sello está en la forma de un sello de bulbo que se acopla sobre una cara ligeramente elevada 148 sobre la base 72 y lados 74, 76 y del canal con forma U 70 cuando la compuerta 120 está en la posición vertical, es decir cerrada. El sello 146 se someterá a compresión mínima cuando está en contacto con el canal con forma de U 70.

La Figura 18 muestra la situación de la compuerta corriente arriba 120 que respalda el nivel de agua 84 a través del cuerpo del medidor de flujo acústico bajo el mismo flujo y condiciones de profundidad de agua como la Figura 19 que no tiene obstrucción corriente abajo. Se puede observar que la compuerta 120 actúa para mantener un flujo más profundo a través del cuerpo del medidor, para que todos los transductores estén sumergidos bajo la superficie de agua. En la Figura 19 la superficie de agua cae a medida que la velocidad de flujo aumenta a través del cuerpo del medidor de flujo acústico para que varios transductores 48 no estén sumergidos bajo la superficie de agua. Esta ventaja clave, descubierta a través de simulaciones dinámicas de fluido causa que el agua se respalde al frente en situaciones en donde no existe agua trasera corriente abajo. Este perfil de profundidad es problemático ya que muchas de las trayectorias de sensor estarán sobre el agua y no serán capaces de utilizarse en la medición. Una compuerta parcialmente abierta localizada corriente abajo del medidor regresa e I agua hacia arriba para que fluya a través del cuerpo del medidor aproximadamente a una profundidad constante para que puedan utilizarse más trayectorias de medición. Esto permite que el medidor de flujo se utilice en condiciones hidráulicas que de otra forma no serán compatibles con la medición utilizando este aspecto.

Pueden hacerse variaciones a las modalidades para adaptarse a varios requerimientos ambientales o de diseño. La posición angular de pares de sensor 48 no está restringida a planos horizontales y se prefieren 45 grados a la línea central. Los pares de sensor 48 puedes estar en una orientación angular.

El sensor 48 no está limitado a enviar y recibir el dispositivo con un par coincidente. Muchos sensores recibirán señales desde un sensor de transmisión.

En las Figuras 1 a 6, la invención puede incorporarse in situ en una tubería existente. Los tubos de transmisión de sonido 48 pueden colocarse o soldarse sobre una tubería existente en lugar de proporcionar un ensamble de medidor de flujo acústico separado 20 que se inserta en la tubería. El ensamble incluirá los cartuchos 44 en un armazón modificado 24.

En las Figuras 1 a 19, los transductores acústicos 46 se han descrito junto con su operación. Los transductores acústicos 46 preferiblemente trabajan en pares opuestos. El ensamble de medidor de flujo acústico 20 mide el tiempo de desplazamiento de la señal acústica en una dirección corriente arriba 58B, 60B a la dirección de flujo 50, y también en una dirección corriente abajo 58A, 60A a la dirección de flujo 50 como se observa en las Figuras 5a y 5b. La velocidad de flujo crea una diferencia en los tiempos de desplazamiento de onda de sonido en la dirección corriente arriba y corriente abajo. Esta diferencia de desplazamiento de recorrido se registra y utiliza para determinar la velocidad promedio del agua a lo largo de la línea de la trayectoria acústica.

La diferencia de tiempo se registra utilizando transductores y sistema de circuitos que juntos tienen retrasos de tiempo intrínsecos que se agregan al tiempo de desplazamiento real de la señal acústica. Estos transductores 46 y retrasos de tiempo de sistema de circuitos debe restarse del tiempo de desplazamiento de señal acústica registrado para que el tiempo de desplazamiento real de la señal acústica pueda determinarse.

El transductor 46 y los retrasos de tiempo de circuito típicamente se miden en una calibración del ensamble de medidor de flujo acústico 20, y se caracterizan como una constante numérica que se resta del tiempo de desplazamiento de señal acústica medido para calcular un mejor estimado del tiempo de desplazamiento de señal acústica real.

Pueden determinarse dos constantes al calibrar las medidas de tiempo de desplazamiento de señal acústica tanto en direcciones corriente arriba como corriente abajo. Esto no es necesario sin embargo, ya que el tiempo de desplazamiento señal acústica en la dirección corriente arriba se resta del tiempo de desplazamiento de señal acústica en la dirección corriente abajo, una constante de retraso de tiempo calibrado individual es suficiente para calibrar la medida de sistema requerida. Bajo condiciones de flujo cero el tiempo de desplazamiento de señal corriente arriba es precisamente igual al tiempo de desplazamiento de señal corriente abajo. Sin embargo, debido a diferentes características de retraso de tiempo del circuito de transductor en el sistema de circuito es utilizado para medir los tiempos de desplazamiento en las direcciones corriente arriba y corriente abajo, los tiempos de desplazamiento medidos no serán idénticos. La diferencia en los tiempos de desplazamiento medidos reflejará las características de retraso de tiempo diferentes en el sistema de circuitos utilizado para medir los tiempos de desplazamiento corriente arriba y corriente abajo, y puede determinarse como un valor numérico individual en un instante en el tiempo al calibrar el sistema de medición bajo condiciones de flujo cero de agua estable.

Desafortunadamente, sin embargo, los retrasos de tiempo contribuidos por los transductores 46 y el sistema de circuitos de medición corriente arriba y corriente abajo no son constantes, sino que son una función de influencias ambientales tales como temperatura y presión, y de condiciones de circuito electrónicas tales como voltaje y temperatura operativa. Los cambios en estos retrasos de tiempo resultan de cambios en temperatura, presión, voltajes operativos y otras interrupciones ambientales. Estos cambios resultarán en un cambio de la calibración del sistema de medición de flujo 20 que resulta en errores que mide la diferencia precisa en tiempos de desplazamiento de señal acústica. Esto resulta en errores en la medición de velocidad de flujo, que son particularmente significativos para la medición de bajas velocidades de flujo.

Para compensar cambios en los retrasos de tiempo d entro del sistema de circuitos de medición corriente arriba y corriente abajo, se propone un sistema de medición de auto-calibración que es capaz de calibrarse contra un estándar de referencia sobre cada medición de velocidad de flujo, previniendo consecuentemente errores en la medición de los tiempos de desplazamiento de señal acústica. Aunque la modalidad se describirá con referencias a o peración con sistemas de irrigación el uso de esta invención e stá limitado a ese propósito.

Haciendo referencia a las Figuras 20 a 25 se representa un sistema de medición 200 como un cronómetro 202 que tiene una entrada de inicio 204 y una entrada de alto 206, junto con varias trayectorias de señal a través de las cuales se transmite información eléctrica. Los dibujos muestran únicamente dos transductores que se representan en este sistema de medición 200 principalmente el transductor 46A y transductor 4B de las Figuras 5a y 5b para simplicidad. Todos los transductores en pares 46 de las Figuras 1 a 20 estarán conectados de la misma forma.

Como se indica en la Figura 20, existen retrasos de tiempo de sistema electrónico presentes en el sistema de medición 200. Se muestran como: d?? es el retraso entre una señal de inicio 208 que se ingresa al cronómetro 202 y la señal eléctrica correspondiente que se recibe por el transductor 46A. 5RB es el retraso entre la señal acústica que se recibe por el transductor 46B y la señal eléctrica correspondiente que se ingresa a la entrada de alto 206 del cronómetro 202. - d?? es el retraso entre la señal de inicio 208 que se ingresa al cronómetro 202 y la señal eléctrica correspondiente que se recibe por el transductor 46B. 8RA es el retraso entre la señal acústica que se recibe por el transductor 46A y la señal eléctrica correspondiente que se ingresa a la entrada de alto 206 del cronómetro 202.

El tiempo de desplazamiento de señal acústica desde el transductor 46A hacia el transductor 46B a lo largo de la trayectoria 58A se representa como TFLJUO_A?B y el tiempo de desplazamiento de señal acústica desde el transductor 46B hacia el transductor 46A lo largo de la trayectoria 58B se representa como TFLUJO_B?A La Figura 21 muestra únicamente la trayectoria de señal cuando se mide el tiempo de desplazamiento de señal acústica desde el transductor 46A hacia transductor 46B. El tipo tiempo de desplazamiento de señal se determina al enviar una señal de transmisión 208 hacia el transductor 46A. Esta señal de transmisión 208 tiene una característica de señal inicial que define el inicio de la señal de transmisión. Esta característica de señal se ingresa al cronómetro 202 y define el inicio de la medición de tiempo. La señal de transmisión 208 se transmite al transductor 46A que responde al transmitir una señal acústica el transductor 46B. El transductor 46B convierte esta señal acústica a una señal eléctrica que se ingresa en el cronómetro 202 y define el fin de la medición de tiempo. El tiempo medido cuando transmite la señal acústica desde el transductor 46A hacía el transductor 46B es TAB = [(STA + TFLUjo_A?b SRB)] Este procedimiento entonces se repite en la dirección de señal opuesta como se ¡lustra en la Figura 22. El tiempo de desplazamiento de señal acústica desde el transductor 46B hacia el transductor 46A se determina al enviar una señal de transmisión 208 al transductor 46B. Esta señal de transmisión 208 tiene una característica de señal inicial que define el inicio de la señal de transmisión. Esta característica de señal se ingresa al cronómetro 202 y define el inicio de la medición de tiempo. La señal de transmisión 208 se transmite al transductor 46B que responde al transmitir una señal acústica al transductor 46A. El transductor 46A convierte esta señal acústica a una señal eléctrica que se ingresa en el cronómetro 202 y define la medición de tiempo. El tiempo medido cuando se transmite una señal acústica desde el transductor 46B hacia el transductor 46A es ??? = [(d?? + TFLUJO_B?A + SRA)] La diferencia en los tiempos de desplazamiento de onda de sonido en la dirección corriente arriba y corriente abajo entonces se mide como [(STA + TFÍUJO_A?B + SRB)]-[( STB + 7 FLUJO_B?A + SRA)J (TFLUJO_A->B-TFLUJO_B?A) + (( STA + SRB)-( STB + SRA)) (T FLU O _A?B~T FLUJO _B? A) +X En donde X es una constante de calibración.

Con el fin de calcular la constante de calibración la invención proporciona medidas adicionales inútiles a los transductores 46A, 46B. Este aspecto se muestra en la Figura 23. La invención cambia en una trayectoria de señal alternativa que evita los transductores ultrasónicos 46A, 46B para permitir que se midan los retrasos de tiempo de sistema de circuitos. Si los transductores 46A, 46B cambian fuera del circuito y se enciende u na trayectoria de retraso 5C, entonces cuando el transductor 46A se configura como el transductor de transmisión entonces es aplicable la siguiente ecuación: ' A B Calibración =[(d?? + SC + SRB)] Esta configuración de sistemas se muestra en la Figura 24.

Similarmente, si los transductores 46a, 46B salen del circuito y la trayectoria de retraso 5C que se ingresa cuando el transductor 46B está configurado como el transductor de transmisión entonces también es aplicable la siguiente ecuación: TBA_Caiibración=[(STB + SC + ÓRA)] Esta configuración de sistemas se muestra en la Figura 25.

Estas medias de calibración entonces pueden utilizarse en conjunto con las medias de tiempo de desplazamiento de señal acústica para eliminar los retrasos de circuito d??, d??, 5RA, 6RB desde el estimado de los tiempos de desplazamiento de señal acústica para que estos tiempos de desplazamiento puedan determinarse de forma precisa.

El procedimiento de medición será como a continuación: 1. El sistema de medición 200 está configurado primero como para la Figura 21 para medir TFLUJ0_A?B- 2. El sistema de medición 200 entonces está configurado como para la Figura 22 para medir TFLUJ0_B?A- 3. El sistema de medición 200 entonces está configurado como para la Figura 24 para medir TBA_cai¡bración 4. El sistema de calibración 200 entonces está configurado como para la Figura 25 para medir TAB_c_i¡brac¡ón Las cuatro mediciones de sistema entonces se combinan para determinar el resultado (TFLUJO_A?B- TFLUJO_B?A)- Los tiempos de calibración se restan de los tiempos de medición de flujo entonces los resultados son TAB-TAB_Calibrac¡ón=[(STA + TFLujo_A ->B + SRB)'(5TA + dC + SRB)] = [TFLujo_A->B- SC] TBA-TBA_ca,ibracl6n=[(STB + TFLUjo_B?A + SRA)-(STB + SC + SRA)] = [TFLUjo_B?A-SC] La diferencia en tiempo de transmisión entonces puede determinarse como (TAB- ~<~ A Calibra c¡ún)~( T T _C a i b r a el ó n ) - [ -SC]-[T SC] - [TFLUJO_A?B~TFLUJO_A?B - TFLUJO_B?A] Se puede observar en la fórmula anterior que los tiempos de retraso de circuito electrónico se han removido de las medidas de tiempo de tránsito de señal acústica, y la diferencia en medidas de tiempo de transito de señal se determina de forma precisa. Con tecnología de computadora de alta velocidad las calibraciones pueden ocurrir en tiempo real o las calibraciones pueden verificarse en intervalos predeterminados.

La invención en otro aspecto proporciona un método adicional de medición de velocidad del fluido que fluye en la tubería. En la aplicación convencional de tecnología de tiempo de tránsito acústico para medir la velocidad de flujo en tuberías es común utilizar una trayectoria individual o técnica de trayectoria cruzada. Estas aplicaciones confían en la tubería que es completa o presurizada. La técnica de trayectoria individual asume una distribución de velocidad simétrica alrededor de la línea central de la tubería con transductores acústicos orientados de forma opuestas superiores desviados e inferiores. La técnica de trayectoria cruzada se utiliza en donde la distribución de velocidad no es simétrica alrededor de la línea central de tubería. En la técnica de trayectoria cruzada se utilizan dos pares de transductores acústicos orientados de forma opuesta y desviados superiores e inferiores y sus trayectorias acústicas a través de la línea central de tubería. Muchas aplicaciones de medidor de flujo no requieren únicamente la capacidad de detectar la falla de tiempo real de un medidor de flujo sino también la capacidad de registrar medición de flujo sin ninguna pérdida de continuidad de datos. Esto es especialmente un requerimiento de medidores y se utilizan para aplicaciones de facturación de ingreso con requerimientos de cumplimiento de calidad fuerte. También aplica a medidores que están remotamente localizados y pueden tomar ' algo de tiempo para servir. Por consiguiente, la falla de un transductor acústico en la distribución de velocidad no simétrica resultará en lecturas no precisas como la técnica de trayectoria individual resultante que únicamente proporcionará lecturas precisas en una distribución de velocidad simétrica .

En las Figuras 26 y 27 se muestra una tubería 250 con un fluido que fluye a través de la dirección 251. Cuatro pares de transductores acústicos 252, 254; 256, 258; 260, 262 y 264, 266 están igualmente separados alrededor de la tubería 250. La colocación de los transductores acústicos no está restringida a estar igualmente separados s ino que puede colocarse en posiciones para adaptarse a los requerimientos. El número de pares de transductores acústicos puede variar pero deben proporcionarse al menos tres pares. Las trayectorias acústicas corriente arriba y corriente abajo 270-276 a través de un punto central 278 a lo largo del eje central 280 de la tubería 250. Por consiguiente, las medidas a lo largo de las cuatro trayectorias 270-276 pueden hacerse para aumentar la precisión. Si uno de los transductores acústicos 252-266 falla, entonces las medidas aún pueden hacerse con los transductores acústicos restantes. La falla puede detectarse y el transductor acústico defectuoso reemplazarse en un tiempo conveniente.

Esta invención proporciona al menos tres trayectorias individuales o cruzadas localizadas alrededor de la línea central 280 de la tubería 250. Este aspecto proporcionará al menos tres medidores de flujo independientes formados por los pares cooperativos de transductores acústicos en la tubería 250. El resultado es permitir la detección de tiempo real de la falla de cualquiera de los medidores de flujo independientes, pero también es capaz de mantener la medida del flujo hasta que se corrija la falla. Para lograr este efecto utilizando las tecnologías de medición, por ejemplo, medidores de flujo magnético, se requería que se instalen tres medidores en serie a lo largo de una sección de tubería.

Es evidente que para el experto en la técnica que la modalidad mostrada en las Figuras 26 y 27 puede incorporarse fácilmente en la modalidad mostrada en las Figuras 1 a 6.

De acuerdo c on un aspecto preferido adicional de la presente invención, y con respecto a esto se hace referencia a las Figuras 28 a 35 dentro de los dibujos, que se denomina aquí como un aparato de medición de tiempo de vuelo o tiempo de tránsito que se localiza inmediatamente arriba de un deslizador o compuerta de control 500. La compuerta de control 500 puede ser del t ipo denominado con la Patente Australiana del presente solicitante No. 2001283691, como se denomina y describe previamente en esta especificación.

Como se muestra en las Figuras 28 y 29, preferiblemente el aparato de medición tomará la forma de un conducto 600, de cualquier sección transversal pero más particularmente de cualquiera circular, como en la Figura 29, o un paralelepípedo como en la Figura 28, sección transversal, cuyo conducto 600 estará asociado con, ya sea fija o removiblemente al armazón de una compuerta de flujo o control 500.

En las Figuras 28 a 36 se muestra una compuerta de control 500 que será localizada dentro de un conducto, como por ejemplo un canal de irrigación (no mostrado), la función de la compuerta de control siendo permitir un flujo controlado de agua a través del canal. La compuerta de control 500 incluye una hoja de compuerta 501 que se desliza dentro de un armazón 502. El armazón 502 tiene un miembro de armazón exterior, que puede asegurarse de forma permanente a pisos y lados de un canal o conducto de irrigación y un miembro de a rmazón interno que se desliza dentro de ese miembro de armazón exterior. El miembro de armazón interno puede conectarse a y estar separado del miembro de armazón externo sin requerimientos para ocuparse de trabajos civiles sobre el piso y lados del canal de irrigación. Este tipo de mecanismo de armazón interno/externo además detalla una especificación de la Solicitud de patente internacional (PCT) del presente solicitante No. PCT/AU2001 /001036, cuyos contenidos se incluyen aquí para referencia. La hoja de compuerta 501 puede elevarse o descender por un mecanismo de elevación 503 de cualquier tipo, como por ejemplo el ¡lustrado y descrito en la Solicitud de Patente Internacional del presente solicitante No. PCT/AU2010/000115. Sin embargo, se debe entender que la invención no está limitada al uso únicamente con tal compuerta de flujo o control.

Una instalación típica involucrará una compuerta de control o flujo (de cualquier tipo dado) con el aparato de medición asociado 600 fijo, en cualquier forma conocida y utilizando cualquier medio conocido, a la entrada corriente arriba de un conducto o tubería, localizado por ejemplo en un canal, depósito o curso de agua similar. En una instalación alternativa pueden proporcionarse medios de conexión de conducto a extremos tanto corriente arriba como corriente abajo o lados del ensamble de medidor de flujo global como se denomina previamente en esta especificación.

El conducto 500 tiene asociado con él transductores acústicos 46 para la generación de rayos acústicos que atraviesan el flujo a través del conducto 500.

Se debe entender que el aparato de medición de flujo de tiempo de tránsito convencional o tradicional tienen, para su operación, condiciones prescritas tanto corriente arriba como corriente abajo del dispositivo de medición con el fin de asegurar que hay interrupción mínima al flujo. Estas condiciones prescritas se establecen en detalle en, por ejemplo, el Estándar Australiano AS747.

La disposición de acuerdo con la presente invención confía para su operación en una relación derivada entre el flujo a través del conducto y las mediciones de tiempo de tránsito de rayos acústicos que atraviesan el fluido. La relación además confía en las entradas de medición del nivel de agua (como se determina por los sensores de nivel) y la posición de compuerta. Con respecto a eso también se hace referencia a la Solicitud de patente Internacional del presente solicitante No. PCT/AU2002/000230.

En la práctica el número de rayos acústicos que atraviesan el flujo puede ser individual o muchos, y puede exhibir una variedad de diferentes orientaciones. Sin embargo, disposiciones preferidas como se muestra en los dibujos incluirán tres (3) pares de transductores acústicos 46 para el conducto paralelepípedo 600 de la Figura 28 y uno (1) par para el conducto circular 600 de la Figura 29.

La relación entre el tiempo de flujo y tránsito, la abertura de compuerta y el nivel de agua pueden derivarse utilizando experimentos de flujo de datos como se explica en detalle en la Solicitud Internacional (PCT) del presente solicitante No. PCT7AU2002/000230 intitulada "Regulación de Fluido".

La disposición es tal que el conducto 600 está substancialmente fijo dentro del canal, mientras la hoja de compuerta de control 501 se puede mover substancialmente de forma vertical dentro de ese canal, para permitir con ello variación de flujo a través de conducto 600. La disposición utiliza un sello doble 601, ver en particular Figuras 33 a 36, que corre la circunferencia completa de la compuerta 500. Ese sello doble 601 asegura sellado completo del conducto 600 desde corriente arriba y corriente abajo del mismo, así como externo a esto. La compuerta 500 emplea una superficie plana o superficie tanto en lados corriente arriba como corriente abajo de la hoja 501 para asegurar la posición de sellado a través del desplazamiento completo de la compuerta 500.

Con diseños de válvula de compuerta convencionales/tradicionales se incluye una tapa en el ensamble global para propósitos de abarcar la compuerta dentro de un conducto, protegiendo contra filtración. Con la disposición de acuerdo con la presente invención, al utilizar un sello doble del tipo denominado anteriormente, no hay necesidad de una tapa o equivalente.

En las modalidades de las Figuras 37 y 38 se muestra una variación de la modalidad de la Figura 28 con divisores 602. La Figura 37 tiene un divisor individual 602 mientras la Figura 38 tiene un par de divisores 602. Los divisores 602 tienen una pluralidad de transductores acústicos 46 fijados en cualquier lado que cooperan con los transductores acústicos 46 en las paredes opuestas interiores del conducto 600. Como es evidente a partir de la Figura 33, las longitudes de trayectoria acústica f de la modalidad mostrada en la Figura 28 se reducirán con los transductores acústicos de la modalidad mostrada en la Figura 37 que estarán entre el divisor 602 y las paredes interiores del conducto 600 en cualquier lado. Similarmente, para la modalidad de la Figura 38, además se reducirán las longitudes de la trayectoria acústica debido a que las longitudes de trayectoria acústica están entre el divisor 602 y las paredes interiores del conducto 600 en cualquier lado y entre los divisores 602 a la mitad del conducto 600. Esta longitud de trayectoria acústica reducida permitirá una reducción en la longitud del conducto 600. Es posible tener divisores adicionales 602 pero el costo de transductores acústicos adicionales 46 será costoso y no justificable.

Las modalidades mostradas en las Figuras 39 y 40 muestran una variación de la modalidad de la Figura 29 con divisores 602. Los divisores 602 operan de la misma forma que la descrita con respecto a las Figuras 37 y 38. De nuevo la reducción resultante en la longitud de trayectoria acústica permitirá una reducción en la longitud del conducto 600.

La modalidad mostrada en la Figura 41 es similar a la modalidad de la Figura 28. La diferencia entre las modalidades es la inclinación de la compuerta de lateral o de control 500. El ángulo hacia atrás de la compuerta deslizable de control 500 reduce el espacio requerido cuando se instala el sistema. Las Figuras 42 y 43 se refieren al uso de divisores 602 para la modalidad de la Figura 41 y operan idénticamente a las modalidades de la Figuras 37 y 38 previamente discutidas.

Las Figuras 44 a 46 muestran un dibujo esquemático del sistema de medición adicional en la forma de un medidor de flujo de tiempo de transito acústico diseñado para medir flujos de fluido 700 que no requieren cableado enlazado para conectar todos los transductores acústicos 46 a una ubicación central. El sistema de medición 200 descrito en las Figuras 20 a 25 requiere cableado que atraviesa lados opuestos del canal abierto. El sistema muestra un río izquierdo o banco de canal 702 y un rio derecho opuesto o banco de canal 704. Convencionaimente, se requerirá cableado para atravesar ei río o la base de canal 706 entre bancos 702, 704. Puede nc se factible cavar o cortar ei rio o la base de canal 706 para colocar los cables requeridos. Esta modalidad permite que no se utilice cableado o limita el cableado para disponerse a lo largo de cada uno de los bancos 702 y 704 en donde pueden instalarse fácilmente.

Los transductores acústicos 46 se muestran esquemáticamente fijados a los bancos 702, 704 para facilidad de descripción pero se entiende que también pueden contenerse en los cartuchos 44A como se describió previamente e insertarse en un ensamble de medidor de flujo 20 instalado en el río o canal.

Con el fin de ser independientes, los cartuchos 44A pueden contener los transductores acústicos 46 como se describió previamente. El cartucho 44A contiene los componentes electrónicos requeridos y el sistema de circuitos de procesamiento y se energizs por un panel solar 708. Un radio de telemetría 712 permite la generación de señales RF que pueden enviarse y recibirse utilizando antena de radio de datos 710. Los datos también pueden enviarse a una ubicación central para almacenamiento y procesamiento adicional.

La Figura 44 muestra el uso del medidor de flujo de tiempo de tránsito en donde el medidor de flujo de tiempo de tránsito rnide los flujos por el método de tiempo de tránsito estándar. El medidor de flujo consiste de dos o más cartuchos 44A que proporcionan su propia fuente de energía 708, un enlace de comunicaciones de radie compartido, los transductores acústicos 46, y una señal de radio de sincronización que se utiliza para sincronizar el reloj de sistema de . muestreo de señal en cada cartucho 44A.

Como un mínimo, se instalan dos cartuchos 44A, uno en cada lado del banco 702, 704. También pueden instalarse cuatro cartuchos 44A como se muestra en la Figura 44, dos por lado cara proporcionar la disposición de medición de trayectoria cruzada estándar. Pueden utilizarse pares de cartuchos adicionales para proporcionar información de velocidad adicional dentro del canal de flujo.

Los pares de cartucho 44A actúan alternamente como un transmisor acústico y un receptor acústico. Por ejemplo, el cartucho 714 en el par actúa como un transmisor, y el cartucho 716. actúa como un receptor y recibe la señai acústica, 718 transmitida por e! cartucho 714. El cartucho 714 registra el tiempo del evento de encendido y. su sistema de circuitos de cronometraje de alta resolución, y el cartucho 716 registra el tiempo del evento de recepción y sus sistemas de circuitos de^ cronometraje de aíta resolución. El sistema de circuitos de cronometraje en cada cartucho, es un contador binario de alta velocidad, q,ue se inicia a un valor cero y entonces procede a contar hacia arriba. Cada conteó en estos contadores se actualiza en un período de 10 picos-segundos, y así un incremento de contador individual representa una duración de 10 picos-segundos. Ei evento de transmisión se captura por el sistema de circuitos en el cartucho 714, y el valor de control de cronometraje en este instante se almacena en el registro en el cartucho 714. El evento de recepción se captura por el sistema de circuitos en el cartucho 716 y el valor de control de cronometraje en este instante se almacenan en un registro en el cartucho 716. Sin embargo, el contador en el cartucho 714 no está sincronizado con el contador en el cartucho 716, y así la diferencia de tiempo entre el valor de registro almacenado en el cartucho 716 y el cartucho 714 es indeterminado. Con el fin de sincronizar el valor de registro de tiempo en cada cartucho, se transmite un pulso de sincronización RF desde el cartucho 714 hacia el cartucho 716 antes del pulso de encendido. Este pulso RF viaja entre los dos cartuchos 714, 716 a la velocidad de la luz (3 ? 108 m/s), que significa que el tiempo transcurrió para una separación de cartucho de 100 m que es 333 ms. Este pulso RF se captura por ambos sistemas de cronometraje en cartuchos 714, 716 y proporciona una etiqueta de tiempo común con la cual se hace referencia al evento de encendido y el evento de recepción dentro de dos c ircuitos de cronometraje y cartucho. El tiempo de transmisión acústica entonces se calcula al restar el tiempo de evento encendido del tiempo de evento de recepción. Los cartuchos 714, 716 entonces cambian papeles y el cartucho transmisor 714 se vuelve el cartucho receptor y viceversa. El tiempo de transmisión acústico en la dirección inversa entonces se calcula, permitiendo que se registre y utilice el tiempo de tránsito diferencial para reducir la velocidad de flujo a través del canal.

La Figura 45 reemplaza el sistema RF de la Figura 44 con un sistema láser. El rayo láser de sincronización 720 (Figura 47) entonces puede utilizarse como sustituto. El cartucho 44A muestra ambas opciones pero se debe entender que el sistema puede operar únicamente con una de estas opciones.

Se entenderá que la invención abarca muchas modificaciones adicionales como será fácilmente evidente para expertos en la técnica y que reclamarán residir dentro del amplio alcance y ámbito de la invención, estableciéndose aquí únicamente la naturaleza amplia de la invención y las modalidades específicas a manera de ejemplo.

Claims (31)

REIVINDICACIONES

1.- Un ensamble de medidor de flujo acústico para tuberías o canales abiertos, dicho ensamble incluye un armazón con una geometría predeterminada, dicho armazón incluyendo al menos un puerto accesible por un usuario, dicho al menos un puerto accesible por un usuario adaptado para recibir un cartucho intercambiable que contiene al menos un transductor acústico para medir la velocidad de fluido a través de dicho armazón.

2.- El ensamble de medidor de flujo acústico de acuerdo con la reivindicación 1, que además incluye una pluralidad de puertos accesibles por usuario con un cartucho asociado.

3. - El ensamble de medidor de flujo acústico de acuerdo con la reivindicación 2, en donde dichos puertos accesibles de usuario están localizados en esquinas de una orientación rectangular o cuadrada formada por dicho armazón.

4. - El ensamble de medidor de flujo acústico de acuerdo con la reivindicación 3, en donde un par de cartuchos está dirigido diagonalmente uno hacia otro.

5.- El ensamble de medidor de flujo acústico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde cada cartucho incluye una pluralidad de transductores acústicos para medir flujo a profundidades predeterminadas.

6.- El ensamble de medidor de flujo acústico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el, o cada cartucho tiene asociado con él un sensor de nivel de agua acústico.

7. - El ensamble de medidor de flujo acústico de acuerdo con la reivindicación 6, en donde dicho sensor de nivel de agua acústico está localizado de forma liberable dentro de una parte del cartucho asociado.

8. - El ensamble de medidor de flujo acústico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que además incluye un tubo hueco para acoplarse en cualquier extremo a una tubería para determinar la velocidad a través de dicha tubería.

9.- El ensamble de medidor de flujo acústico de acuerdo con la reivindicación 8, en donde cada transductor está localizado en un extremo de un tubo de transmisión de sonido respectivo y el otro extremo se abre en dicho tubo hueco.

10. - El ensamble de medidor de flujo acústico de acuerdo con la reivindicación 9, en donde cada tubo de transmisión de sonido está asociado con un cartucho respectivo y angulado hacia un tubo de transmisión de sonido orientado asociado.

11. - El ensamble de medidor de flujo acústico de acuerdo con las reivindicaciones 8 a 10, en donde cada tubo de transmisión de sonido contiene fluido desde dicho tubo hueco.

12. - El ensamble de medidor de flujo acústico de acuerdo con la reivindicación 11, en donde cada tubo de transmisión de sonido contiene fluido estable y no está en la trayectoria del flujo de fluido.

13. - El ensamble de medidor de flujo acústico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en donde cada tubo de transmisión de sonido se llena con un material transmisor acústico.

14. - El ensamble de medidor de flujo acústico de acuerdo con la reivindicación 13, que además incluye una interfase de límite entre el fluido en dicho tubo de transmisión de sonido y el fluido que fluye, dicha interfase de límite formada de un material de propiedades acústicas adecuadas para permitir la fácil transmisión de las señales acústicas.

15. - El ensamble de medidor de flujo acústico de acuerdo con la reivindicación 14, en donde el fluido en los tubos de transmisión de sonido está contenido en una cavidad sellada para que el fluido acople los transductores a la cara interior de los tubos de transmisión de sonido.

16. - Un ensamble de compuerta de elevación de inclinación que incluye un miembro de compuerta que puede elevarse y descender desde una posición verticalmente cerrada a través de una disposición substancialmente horizontal, dicho miembro de compuerta estando montado sobre un eje en el extremo superior del mismo a un mecanismo para jalar dicho miembro de compuerta hacia adentro desde la posición verticalmente cerrada hacia la disposición substancialmente horizontal y al menos una extensión que se proyecta desde dicho miembro de compuerta con un punto de pivote en el extremo de dicho al menos una extensión, dicho punto de pivote coopera con un medio de guía angulado hacia abajo por lo cual el movimiento de dicho miembro de compuerta no cruza dichos medios de guía angulados hacia abajo.

17.- El ensamble de compuerta de elevación de inclinación de acuerdo con la reivindicación 16, en donde un par de extensiones está localizado en cada extremo de dicho miembro de compuerta que cooperan con miembros de guia angulados hacia abajo respectivos.

18.- El ensamble de compuerta de elevación de inclinación de acuerdo con la reivindicación 16 ó reivindicación 17, en donde dicho ensamble de compuerta de elevación de inclinación está localizado en un canal de fluido abierto, dicha al menos una extensión está colocada substancialmente dos terceras partes de la profundidad del fluido.

19. - Un sistema de velocidad de fluido de canal abierto para medir la velocidad de fluido del fluido que fluye a través de dicho sistema, el sistema incluye un canal abierto que contiene dicho fluido que fluye, un ensamble de medidor de flujo acústico de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15 y un ensamble de compuerta de elevación de inclinación de acuerdo con las reivindicaciones 16 a 18 corriente abajo de dicho ensamble de medidor de flujo acústico, en donde dicho miembro de compuerta influencia de forma predecible la velocidad de superficie de dicho fluido que fluye.

20. - Un sistema de velocidad de fluido de canal abierto para medir la velocidad de fluido del fluido que fluye a través de dicho sistema, dicho sistema incluye un canal abierto que contiene dicho fluido que fluye, un ensamble de medidor de flujo acústico de cualquiera de las reivindicación 1 a 15 y una compuerta de descarga inferior corriente abajo de dicho ensamble de flujo de medidor acústico, en donde dicha compuerta permite que el nivel de fluido al frente de dicha compuerta regrese para proporcionar una profundidad uniforme de fluido a través de dicho ensamble de medidor de flujo acústico.

21. - Un método para medir velocidad de fluido en una tubería o canal abierto, dicho método incluye los pasos de: proporcionar un circuito de cronometraje que incluye un primer circuito que tiene al menos un transductor acústico corriente arriba y un segundo circuito que tiene al menos un transductor acústico corriente abajo, medir el retraso de tiempo al detectar la señal acústica desde dicho al menos un transductor acústico corriente arriba hacia dicho al menos un transductor acústico corriente abajo desde dicho primer circuito, medir el retraso de tiempo al detectar la señal acústica desde dicho al menos un transductor acústico corriente abajo a dicho al menos un transductor acústico corriente arriba desde dicho segundo circuito, medir el retraso de tiempo en dicho primer circuito cuando dicho al menos un transductor acústico corriente arriba se deriva en dicho primer circuito, medir el retraso de tiempo en dicho segundo circuito cuando al menos dicho transductor acústico corriente abajo se deriva en dicho segundo circuito, y calcular la velocidad de fluido utilizando dichas mediciones.

22. - Un medidor de flujo acústico para una tubería, dicho ensamble incluye al menos tres pares de transductores acústicos, cada par de dichos transductores acústicos localizado en lados opuestos de dicha tubería y desviado longitudinalmente a lo largo de dicha tubería para proporcionar transductores corriente arriba y corriente abajo, cada par de transductores acústicos, en uso, teniendo sus trayectorias acústicas interceptándose en un punto a lo largo del eje de dicha tubería para proporcionar redundancia para medir el flujo a través de dicha tubería si uno de dichos transductores acústicos debe fallar.

23. - Un ensamble de compuerta de elevación que incluye un medidor de compuerta asociado con un extremo de armazón y que puede elevarse y/o descender entre configuraciones cerradas y abiertas respectivas, dicho armazón tiene asociado con él y corriente arriba del mismo un aparato para medir giro de tránsito de fluido, dicho aparto está en la forma d e un conducto que tiene uno o más pares opuestos de transductores acústicos o similares asociados con éste.

24. - El ensamble de acuerdo con la reivindicación 23, en donde el miembro de compuerta incluye un sello doble dispuesto alrededor de toda la periferia del mismo.

25. - El ensamble de acuerdo con la reivindicación 23 ó 24, en donde dicho conducto tiene una sección transversal circular o de paralelepípedo.

26. - El ensamble de acuerdo con la reivindicación 25, en donde dicha sección transversal es cuadrada o rectangular.

27. - El ensamble de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 23 a 26, en donde dicho miembro de compuerta y dicho armazón están orientados substancialmente de forma vertical.

28. - El ensamble de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 23 a 26, en donde dicho miembro de compuert.a y dicho armazón están angulados o inclinados con relación a dicho conducto.

29. - El ensamble de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 23 a 28, que además incluye un divisor dentro de dicho conducto, dicho divisor tiene uno o más pares opuestos de transductores acústicos o similares asociados con éstos para cooperar con dichos uno o más pares opuestos de transductores acústicos sobre dicho conducto.

30. - El ensamble de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 23 a 28, en donde dicha pluralidad de divisores está localizada dentro de dicho conducto, cada divisor tiene uno o más pares opuestos de transductores acústicos o similares asociados con éste para cooperar con dicho' uno o más pares opuestos de transductores acústicos sobre dicho conducto y/o transductores acústicos sobre divisores opuestos.

31. - Un método para medir tiempos de tránsito acústico en un canal abierto o río, dicho método incluye los pasos de: proporcionar un primer circuito que tiene al menos un transductor acústico corriente arriba en un lado de dicho canal abierto o río y un segundo circuito tiene al menos un transductor acústico corriente abajo en el lado opuesto de dicho canal abierto o río, dichos primeros y segundos circuitos incluyen sistemas de circuitos de cronometraje respectivos que no están sincronizados entre sí, cada uno de dichos circuitos de cronometraje mide su segmento de transición y recepción de señal respectivos, al menos uno de dichos primeros o segundos circuitos que incluyen una RF o láser para proporcionar señales de sincronización entre dichos primeros y segundos circuitos, una señal de sincronización RF o láser se transmite entre dichos primeros y segundos circuitos antes de una señal acústica transmitida desde uno de dichos transductores acústicos entre dichos primeros y segundos circuitos con lo cual dicha señal de sincronización RF o láser permite una sincronización entre el sistema de circuitos de cronometraje respectivo y dichos primeros y segundos circuitos de señal acústica.