Vortex-strømningsmålere er basert på å ta hensyn til periodisiteten til trykkendringer som dannes i strømmen etter en viss hindring i rørledningen, eller under oscillasjonen og virveldannelsen av jetstrålen.
Dignity
De første enhetene av denne typen dukket opp på 60-tallet av forrige århundre. Deres største ulempe var det lille spekteret av måleparametere og en betydelig feil. Elektronisk moderne virvelstrømningsmåler har blitt mer perfekt, effektiv og har fått mange fordeler, som inkluderer følgende:
- relativ enkelhet av målesystemet;
- data er alltid stabile, uavhengig av temperatur og tilgjengelig trykk;
- målinger med høy presisjon;
- måling av lineære signaler;
- robust og enkelt design;
- bredt måleområde;
- statiske elementer;
- Selvdiagnosefunksjon tilgjengelig på enkelte modeller.
Flaws
VortexRosemount-strømningsmåleren er designet for bruk i rør med diametre fra 20 mm til 300 mm, da mindre rørledninger er preget av periodisk virveldannelse, og større rørledninger er vanskelige å betjene. Samtidig er det ikke mulig å bruke det med lav strømningshastighet, på grunn av kompleksiteten ved å måle signalet og en betydelig reduksjon i trykket. Vibrasjoner og lydtyper av pulsering påvirker også driften av enheten. Den vibrerende rørledningen og kompressorene fungerer som interferens. Deres eliminering er mulig ved hjelp av en jetretter montert ved innløpet, eller ved å installere en ekstra transduser med motsatt tilkobling og elektroniske filtre, i tilfelle forskjell mellom målesignaler og pulseringsfrekvenser.
klassifisering
Det er tre alternativer for enheter, delt etter type omformer:
- En virvelstrømmåler der en ubevegelig kropp spiller rollen som en primær transduser. Gradvis dannes det flyvende virvler i den på begge sider etter å ha omgått et ubevegelig legeme, på grunn av hvilken pulsering dannes.
- Mekanismer med en roterende strøm av primæromformeren, som skaper en trykkpulsering på grunn av innføringen av en traktform i den utvidede delen av rørledningen.
- Vortex flowmålere med stråle som svinger. I dette tilfellet tilveiebringes trykkpulsasjonen av jetsvingninger.
De to første alternativene er mer egnet for definisjonen av en virvelstrømningsmåler. Men i lys av den foranderlige natur bevegelsen av flyten av den tredjetype, tilhører den også denne kategorien. Den største likheten mellom egenskapene til prosessen er notert i det første og tredje alternativet.
Vortex dampstrømmåler med strømlinjeformet svinger
Ved forbikjøring av kroppen endrer strømmen banen til strålenes retning, samtidig øker hastigheten og trykket synker. Den omvendte endringen skjer etter midtdelen av objektet. På baksiden dannes lavt trykk, og på forsiden - høyt. Etter kroppens passering beveger grenselaget seg bort, og under påvirkning av lav kompresjon dannes en virvel, så vel som når banen endres. Dette er typisk for begge lober av en strømlinjeformet kropp. Alternativ dannelse av virvler utføres på begge sider, siden de forstyrrer dannelsen av hverandre. Dette markerer opprettelsen av Karman-sporet.
Spesial innpakningskropp har selvrensende arbeidsflater takket være virvler, selv i sterkt forurensede miljøer er de alltid rene.
Dimensjoner og hastighet på strømmen er direkte proporsjonale med periodisiteten av forekomsten av virvler, som tilsvarer hastigheten ved konstant størrelse, og som en konsekvens av volumstrømmen. Hvis det oppstår stabil virveldannelse ved lave strømningshastigheter, vil strømningsmåleren måle 20 l/min.
Strømlinjeformet strukturtekst
Hvirvelstrømningsmåleren er vanligvis basert på et prismatisk elementtrapesformet, trekantet eller rektangulært. Utformingen av det første alternativet går mot vannstrømmen. Gitt noe tap av trykk, danner slike elementer svingninger med tilstrekkelig regelmessighet og styrke. I tillegg er det lagt merke til spesiell bekvemmelighet ved konvertering av utgangssignaler.
Vortex-strømmåleren kan i noen tilfeller bruke to strømlinjeformede enheter for å øke utgangssignalene, i så fall er de plassert i en bestemt avstand. På sidedelene av de rektangulære andre prismene er det piezoelektriske elementer skjult av elastiske tynne membraner, på grunn av disse er det ingen mulighet for eksponering for akustisk interferens.
Typer transformasjoner
Det er flere måter å transformere utgangssignaler fra virvelendringer. De mest utbredte er strømningshastigheten fra strømlinjeformede elementer og systematiske trykkendringer. Føleelementet består av en eller to ledertype varmetråds-anemometre. En ultralyd, integrerende, kapasitiv og induktiv strømningstransduser brukes. For riktig drift må virvelstrømningsmåleren ha en fri, flat rørseksjon foran seg.
Vanskeligheter med drift i rør med økt diameter er forårsaket av følgende årsaker:
- reduksjon i regularitet for virveldannelse;
- dårlig ytelse for virvelavgivelse;
- nedgang i det totale antallet svingninger.
traktvirvelstrømningsmålere: operasjonsprinsipp
I disse enhetene har omformerne en mekanisme som sikrer vridning av strømmen som overføres gjennom en del av rørledningen til dens utvidede side eller gjennom små sylindriske dyser. En form i form av en trakt er dannet i et rør, og en akse med en virvelkjerne som beveger seg rundt den roterer rundt sin akse. Strømningen i den øvre delen har et trykk som pulserer samtidig med vinkelforskyvningen av kjernen, mens det er lik volumstrømningshastigheten eller lineær hastighet. Leder anemometre eller et elektromekanisk element konverterer hastigheten eller pulseringsfrekvensen for målekanalene. Prosessen består av to faser: først dannes overføringen av volumstrømmen til frekvensen til den pågående virvelpresesjonen, deretter konverteres frekvensen til et signal.
Oscillerende jetstrømmåler
Passerer gjennom dysen, er gass- eller væskestrømmen i en diffusor med et tverrsnitt i form av et rektangel. I noen tilfeller presses strømmen vekselvis i et bestemt øyeblikk til forskjellige vegger av diffusoren. Den elektriserende egenskapen til strålen til avspenningsanordningen reduserer trykket i det øvre området av bypassrøret, mens det i den nedre delen forblir det samme og det skapes en bevegelse som overfører strålen til den nedre delen av diffusoren. Etter det, i felgrøret, endres arten av bevegelsen, strålen svinger.
Jeten, klemt inn i det nedre elementet av diffusoren i de hydrauliske returomformerne, kommer bare delvis ut gjennom utløpsrøret. I sirklingden øvre kanalen avleder andelen av strålen og når den passerer gjennom den første dysen, overføres den til den nedre posisjonen i strømmen fra den andre dysen. Deretter separeres en del og går over i den forbipasserende øvre kanalen, prosessen med oscillasjoner skjer etter overføringen ned, mens det er en samtidig trykkendring på begge sider av strømmen.
Denne typen omformer er mer rasjonell. På grunn av det dannes det et strengt oscillasjonsforløp og det er en direkte effekt av oscillasjonsfrekvensen på strømningshastigheten.
Yokogawas virvelmålere er mest brukt i rørledninger med liten diameter, opptil maks 90 mm. I noen tilfeller brukes enheter av denne typen som erstatninger for delvise transdusere.
I dag er kvaliteten på produksjon av strømningsmålere i stadig utvikling og nye funksjoner dukker opp, til tross for at slike enheter har en ganske lang brukstid. Utviklere ser etter mer effektive designløsninger, og skaper teknologiske alternativer som er mer effektive.
