Hvirvelflowmålere er baseret på at tage højde for periodiciteten af trykændringer, der dannes i flowet efter en bestemt forhindring i rørledningen, eller under strålens oscillation og hvirveldannelse.
Dignity
De første enheder af denne type dukkede op i 60'erne af forrige århundrede. Deres største ulempe var det lille udvalg af måleparametre og en betydelig fejl. Elektronisk moderne vortex flowmåler er blevet mere perfekt, effektiv og har opnået mange fordele, som omfatter følgende:
- relativ enkelhed af målesystemet;
- data er altid stabile, uafhængige af temperatur og tilgængeligt tryk;
- mål med høj præcision;
- måling af lineære signaler;
- robust og enkelt design;
- bredt måleområde;
- statiske elementer;
- Selvdiagnosefunktion tilgængelig på nogle modeller.
Flaws
HvirvelRosemount flowmåleren er designet til brug i rør med diametre fra 20 mm til 300 mm, da mindre rørledninger er karakteriseret ved intermitterende hvirveldannelse, og større rørledninger er vanskelige at betjene. Samtidig er det ikke muligt at bruge det ved en lav strømningshastighed på grund af kompleksiteten ved at måle signalet og et betydeligt fald i trykket. Også vibrationer og lydtyper af pulsering påvirker enhedens drift. Den vibrerende rørledning og kompressorer fungerer som interferens. Deres eliminering er mulig ved hjælp af en jetstrammer monteret ved indløbet, eller ved at installere en ekstra transducer med modsat forbindelse og elektroniske filtre, i tilfælde af forskel mellem målesignaler og pulseringsfrekvenser.
Klassificering
Der er tre muligheder for enheder, opdelt efter type konverter:
- En vortex-flowmåler, hvor et ubevægeligt legeme spiller rollen som en primær transducer. Efterhånden dannes der flyvende hvirvler i den på begge sider efter at have omgået et ubevægeligt legeme, hvorved der dannes pulsering.
- Mekanismer med et roterende flow af den primære konverter, som skaber en trykpulsering på grund af overtagelsen af en tragtform i den udvidede del af rørledningen.
- Hvirvelflowmålere med en stråle som transducer. I dette tilfælde er trykpulsationen tilvejebragt af jet-oscillationer.
De to første muligheder er mere velegnede til definitionen af en hvirvelstrømningsmåler. Men i lyset af den foranderlige karakter af bevægelsen af strømmen af den tredjetype, hører den også til denne kategori. Den største lighed mellem processens karakteristika er bemærket i den første og tredje mulighed.
Vortex dampflowmåler med strømlinet transducer
Når man går uden om kroppen, ændrer flowet banen for strålernes retning, samtidig stiger deres hastighed og trykket falder. Den omvendte ændring sker efter midterdelen af objektet. På ryggen dannes lavt tryk, og på forsiden - højt. Efter kroppens passage bevæger grænselaget sig væk, og under påvirkning af lav kompression skabes en hvirvel, samt når banen ændres. Dette er typisk for begge lapper af en strømlinet krop. Alternativ dannelse af hvirvler udføres på begge sider, da de forstyrrer dannelsen af hinanden. Dette markerer oprettelsen af Karman-sporet.
Special indpakning har selvrensende arbejdsflader takket være hvirvler, selv i stærkt forurenede miljøer er de altid rene.
Dimensjoner og hastighed af flowet er direkte proportional med periodiciteten af forekomsten af hvirvler, hvilket svarer til hastigheden ved en konstant størrelse, og som en konsekvens af volumenstrømmen. Hvis der opstår stabil hvirveldannelse ved lave flowhastigheder, vil flowmåleren måle 20 l/min.
Strømlinet strukturtekst
Hvirvelflowmåleren er norm alt baseret på et prismatisk elementtrapezformet, trekantet eller rektangulært. Designet af den første mulighed går mod vandstrømmen. Givet et vist tryktab danner sådanne elementer svingninger med tilstrækkelig regelmæssighed og styrke. Derudover bemærkes særlig bekvemmelighed ved konvertering af udgangssignaler.
Hvirvelflowmåleren kan i nogle tilfælde bruge to strømlinede enheder til at øge udgangssignalerne, i hvilket tilfælde de er placeret i en bestemt afstand. På sidedelene af de rektangulære sekundære prismer er der piezoelektriske elementer skjult af elastiske tynde membraner, på grund af hvilke der ikke er mulighed for udsættelse for akustisk interferens.
Typer af transformationer
Der er flere måder at transformere udgangssignaler fra hvirvelændringer. De mest udbredte er strømningshastigheden fra strømlinede elementer og systematiske trykændringer. Føleelementet består af en eller to ledertype hot-wire anemometre. Der anvendes en ultralyds-, integrerende, kapacitiv og induktiv flowtransducer. For korrekt drift skal vortexflowmåleren have en fri, flad rørsektion foran sig.
Vanskeligheder ved drift i rør med øget diameter skyldes følgende årsager:
- fald i regelmæssighed af hvirveldannelse;
- dårlig ydeevne til hvirvelafgivelse;
- fald i det samlede antal udsving.
Tragtvortex flowmålere: funktionsprincip
I disse enheder har konverterne en mekanisme, der sikrer vridning af strømmen, der overføres gennem en del af rørledningen til dens udvidede side eller gennem små cylindriske dyser. En form i form af en tragt er dannet i et rør, og en akse med en hvirvelkerne, der bevæger sig rundt om den, roterer omkring sin akse. Strømningen i den øvre del har et tryk, der pulserer samtidig med vinkelforskydningen af kernen, mens det er lig med volumenstrømningshastigheden eller lineær hastighed. Leder-hot-wire anemometre eller et elektromekanisk element konverterer hastigheden eller pulsationsfrekvensen for målekanalerne. Processen består af to faser: Først dannes overførslen af volumenstrømmen til frekvensen af den igangværende hvirvelpræcession, derefter konverteres frekvensen til et signal.
Oscillerende jetflowmåler
Passerer gennem dysen, er gas- eller væskestrømmen i en diffusor med et tværsnit i form af et rektangel. I nogle tilfælde presses flowet skiftevis på et bestemt tidspunkt til forskellige vægge af diffusoren. Den elektrificerende egenskab af afspændingsanordningens stråle reducerer trykket i det øvre område af bypassrøret, mens det i den nederste del forbliver det samme, og der skabes en bevægelse, der overfører strålen til den nederste del af diffusoren. Derefter ændres karakteren af bevægelsen i randrøret, strålen svinger.
Dysen, der er klemt ind i det nederste element af diffusoren i de hydrauliske returomformere, kommer kun delvist ud gennem udløbsrøret. I kredsløbden øvre kanal afleder andelen af strålen, og når den passerer gennem den første dyse, overføres den til den nederste position i strømmen fra den anden dyse. Derefter adskilles en del og passerer ind i den forbipasserende øvre kanal, oscillationsprocessen sker efter overførslen ned, mens der er en samtidig trykændring i begge sider af flowet.
Denne type konverter er mere rationel. På grund af det dannes et stramt svingningsforløb, og der er en direkte effekt af oscillationsfrekvensen på strømningshastigheden.
Yokogawas hvirvelmålere er mest udbredt i rørledninger med en lille diameter, op til et maksimum på 90 mm. I nogle tilfælde bruges enheder af denne type som erstatning for delvise transducere.
I dag udvikler kvaliteten af fremstilling af flowmålere sig konstant, og nye funktioner dukker op, på trods af at sådanne enheder har en temmelig lang brugsperiode. Udviklere leder efter mere effektive designløsninger, der skaber teknologiske muligheder, der er mere effektive.
