Vortex průtokoměr: princip provozu

Větrné průtokoměry jsou založeny na zohlednění periodicity změny tlaku, která se vytváří v proudu po určité překážce přítomné v potrubí nebo při oscilaci a tvorbě vírů proudem.

Výhody

První zařízení tohoto typu se objevila v 60. letech minulého století. Jejich hlavní nevýhodou byla malá škála parametrů měření a významná chyba. Elektronický moderní vírový průtokoměr se stal sofistikovanějším, účinnějším a získal mnoho výhod, mezi něž patří:

• relativní jednoduchost měřicího systému;
• data jsou vždy stabilní, nezávisle na teplotě a dostupném tlaku;
• Opatření, která jsou velmi přesná;
• měření lineárních signálů;
• spolehlivá a jednoduchá konstrukce;
• široké spektrum měření;
• statické prvky;
• přítomnost funkce autodiagnostiky u některých modelů.

Nevýhody

Průtokoměr Rosemount je určen pro provoz v potrubí o průměru 20 až 300 mm, jelikož potrubí s menším rozměrem jsou charakterizovány nekonzistentní tvorbou vírů a provoz s větší velikostí je poměrně obtížný. V tomto případě není možnost použití s ​​nízkou průtokovou rychlostí kvůli složitosti měření signálu a významnému snížení tlaku. Rovněž vibrace a typy zvuku pulsace ovlivňují provoz zařízení. Jako překážkou je vibrační potrubí a kompresory. Mohou být odstraněny pomocí přímé propojky namontované na vstupu nebo instalací přídavného měniče s protipřípojkou a elektronickými filtry v případě rozdílu v měřicích signálech a frekvencích pulsu.

Klasifikace

Existují tři verze zařízení, které jsou rozděleny typem převaděče:

• Vírový průtokoměr, ve kterém skutečné těleso hraje roli primárního měniče. Postupně se na obou stranách vytvoří víry po obtoku imobilního těla, v důsledku čehož vzniká pulsace.
• Mechanismy s rotujícím průtokem primárního měniče, který vytváří tlakovou pulzaci tím, že ve zvětšené části potrubí prochází tvarovitý tvar.
• Vortexové průtokoměry s proudem jako měničem. V tomto případě je pulzace tlaku zajištěna kmitáním trysky.

První dvě verze přístrojů jsou vhodnější pro určení vírového průtokoměru. Vzhledem k proměnlivému charakteru toku třetího typu patří do této kategorie také. Největší podobnost charakteristik procesu je zaznamenána v první a třetí verzi.

Parní vír průtokoměru se zjednodušeným převodníkem

Když se tělo pohybuje kolem proudu, změní se trajektorie směru trysek, současně se zvyšuje rychlost a tlak se snižuje. Opačná změna nastane po střední části objektu. Na své zadní části vzniká nízký tlak a na přední straně vysoký. Po průchodu těla opustí hraniční vrstva a pod vlivem nízké komprese vzniká vír a změna trajektorie pohybu. To je typické pro obě části zjednodušeného těla. Střídavá formace vírů na obou stranách je realizována, protože narušují vzájemnou formaci. Současně je zaznamenáno vytvoření Karmanovy cesty.

Speciální průtokové těleso má pracovní roviny se samočistícím účinkem víření, a to iv podmínkách silně znečištěného média, jsou vždy čisté.

Rozměry a průtok průtoku jsou přímo úměrné periodicitě vzhledu vírů, což odpovídá rychlosti v nezměněné velikosti a v důsledku toho objemovému toku. Pokud nastane stabilní tvorba vírů při nízké spotřebě materiálu, bude měřicí rozsah průtokoměru 20 l / min.

Zjednodušte strukturu těla

Počítač průtokoměru je vřeteno zpravidla založen na hranolovém prvku lichoběžníkového, trojúhelníkového nebo pravoúhlého typu. Konstrukce první varianty směřuje k toku vody. Vzhledem k určité ztrátě tlaku takové prvky vytvářejí oscilace s dostatečnou pravidelností a pevností. Kromě toho je při konverzi výstupních signálů zaznamenáno zvláštní pohodlí.

Větrný průtokoměr může v některých případech používat dvě zjednodušené zařízení pro zvýšení výstupních signálů, v takovém případě jsou umístěny ve stanovené vzdálenosti. Na bočních částech pravoúhlých druhých hranolů jsou piezoelementy skryty elastickými tenkými membránami, takže neexistuje možnost vystavení akustickému šumu.

Typy transformací

Existuje několik způsobů, jak převést výstupní signály z změn víření. Nejrozšířenější byl rychlý tok ze zjednodušených prvků a systematické změny tlaku. Senzorový prvek se skládá z jednoho nebo dvou drátových termomanometrů. Použitý ultrazvukový, integrující, kapacitní a indukční převodník průtoku. Pro správný provoz musí vírový průtokoměr mít volnou a rovnou část potrubí před ním.

Složitost provozu v trubkách se zvýšeným průměrem je způsobena následujícími důvody:

• snížení pravidelnosti tvorby vírů;
• nízká produktivita tvorby vírů;
• pokles celkového počtu kmitů.

Vírové průtokoměry ve tvaru lžíce: princip činnosti

V těchto zařízeních mají měniče mechanismus, který zajišťuje víření toku přenášeného částí potrubí na jeho rozšířenou stranu nebo válcovou malou tryskou. Tvar v podobě trychtýře je vytvořen v trubce a kolem osy se osa otáčí kolem jádra víru. Průtok v horní části má tlak, který pulsuje současně s úhlovým posunem jádra, zatímco je rovno objemovému průtoku nebo lineární rychlosti. Proudové termo-anemometry nebo elektromechanické prvky převádějí rychlost nebo frekvenci pulsů pro měření kanálů. Proces se skládá ze dvou fází: nejdříve se vytvoří přenos objemového toku na frekvenci precese vortexu, pak se frekvence změní na signál.

Průtokoměr založený na oscilačním paprsku

Při průchodu tryskou je průtok plynu nebo kapaliny v difuzéru s průřezem ve tvaru obdélníku. V některých případech je tok střídavě stlačován v určitém čase na různé stěny difuzoru. Elektrifikační vlastnost trysky relaxačního zařízení snižuje tlak v horní části obtokové trubky, zatímco v dolní části zůstává stejný a vzniká pohyb, který přenáší trysku do spodní části difuzoru. Následně se změní charakter pohybu v obalu a vznikne oscilace trysky.

Prùtok, který spadl do spodního dílu difuzoru v konvertorech hydraulického vratného spoje, ponechává pouze výstupní odboèku pouze částečně. Zdvihu horní kanál přidělen podíl proudu a při průchodu první trysky, je převedena do spodní polohy do proudu z druhé trysky. Pak oddělené části a přechází do horní Stroke kanálu, oscilace procesu dochází po umklapp dolů, zatímco je současně změna tlaku v obou stranách toku.

Převodník tohoto typu je racionálnější. Kvůli tomu dochází k vytvoření pevné oscilační dráhy a přímému působení frekvence kmitání na průtok.

Nejrozšířenější průtokoměry Yokogawa vortex získané v potrubích s malým průměrem až do maximálně 90 mm. V některých případech se zařízení tohoto typu používají jako náhrada za částečné měniče.

Dnes se kvalita výroby průtokoměrů neustále vyvíjí a objevují se nové funkce, a to navzdory skutečnosti, že tato zařízení mají poměrně dlouhou dobu použití. Vývojáři hledají efektivnější návrhy řešení a vytvářejí technologické možnosti, které jsou efektivnější.