Vortexov merilnik pretoka: princip delovanja

Vortex merilniki temeljijo na pogostost spremembe tlaka, ki se oblikuje v pretoku po določenem ovir, ki obstajajo v cevovodu ali med jet nihanja in postavitev vrtinčne.

Prednosti

Prve naprave te vrste so se pojavile v šestdesetih letih prejšnjega stoletja. Njihova glavna pomanjkljivost je bila majhna paleta merilnih parametrov in pomembna napaka. Elektronski sodobni vortex merilnik pretoka je postal bolj prefinjen, učinkovit in pridobil številne prednosti, ki vključujejo naslednje:

• relativna preprostost merilnega sistema;
• podatki so vedno stabilni, neodvisno od temperature in razpoložljivega tlaka;
• Ukrepi, ki so zelo natančni;
• merjenje linearnih signalov;
• zanesljiva in enostavna gradnja;
• širok razpon meritev;
• statični elementi;
• prisotnost funkcije samodiagnoze v nekaterih modelih.

Slabosti

Vortex merilnik pretoka Rosemountrasschitan delovati v ceveh z diametralni velikosti 20 do 300 mm, kakor je manjše velikosti cevi razlikujejo nestabilno formaciji vortex, in delovanje pri dovolj visoki količini je težko. V tem primeru ni mogoče uporabljati z nizkim pretokom zaradi zapletenosti merjenja signala in znatnega zmanjšanja tlaka. Tudi vibracijski in zvočni tipi impulzov vplivajo na delovanje naprave. Kot ovira je vibracijski cevovod in kompresorji. Njihova odprava je mogoče z ravnanjem vetrnico, ki je pritrjen na vstopu, ali namestiti dodatno pogonsko povezavo s števcem in elektronskih filtrov v primeru razlik merilnih signalov in frekvenco utripanja.

Razvrstitev

Obstajajo tri različice naprav, ki so razdeljene glede na vrsto pretvornika:

• Vrtalni merilnik pretoka, v katerem resnično telo igra vlogo primarnega pretvornika. Postopoma, na obeh straneh, se v njej oblikujejo vorte po obvozu nepokretnega telesa, zaradi česar se oblikuje pulsacija.
• Mehanizmi z vrtljivim pretokom primarnega pretvornika, ki ustvarjajo pulzno tlačno lug tako, da v razširjenem delu cevovoda oblikujeta lijak.
• Vortex merilniki pretoka, ki imajo kot pretvornik. V tem primeru pulziranje tlaka zagotavlja oscilacija curka.

Prva dva različica instrumentov sta bolj primerna za določitev vrtinčnega merilnika pretoka. Toda zaradi spremenljive narave toka tretje vrste spada tudi v to kategorijo. Največja podobnost v značilnostih procesa je navedena v prvi in ​​tretji različici.

Pretočni pare s pretočnim pretvornikom

Ko se telo premika okoli toka, spremeni potek smeri curkov, hkrati pa se njihova hitrost poveča in tlak se zmanjša. Vzvratna sprememba se pojavi pri srednjem delu predmeta. Na njegovem obratnem delu se tvorijo nizki tlak in na sprednji strani - visoka. Po prehodu telesa mejna plast zapusti in pod vplivom nizke stiskanja nastane vrtinec, kot tudi sprememba poti gibanja. To je značilno za oba dela poenostavljenega telesa. Izmenjalna tvorba vrtin na obeh straneh se uresničuje, ker posegajo v oblikovanje drug drugega. Istočasno se ugotavlja nastanek Karmanove poti.

Posebno telo pretoka ima delovne ravnine s samočiščenjem zaradi vortik, tudi v razmerah močno onesnaženega medija pa so vedno čisti.

Dimenzije in pometanje pretoka so neposredno sorazmerne s periodičnostjo videza vortik, kar ustreza hitrosti pri nespremenjeni velikosti in kot posledica volumetričnega pretoka. Če se stabilna tvorba vrtin pojavi pri nizki porabi materiala, bo merilno območje merilnika pretoka 20 l / min.

Poenostavite strukturo telesa

Merilnik števca pretoka praviloma temelji na prizmatičnem elementu trapeznega, trikotnega ali pravokotnega tipa. Zasnova prve variante gre proti toku vode. Zaradi nekaterih izgub izgube pritiska takšni elementi tvorijo oscilacije z zadostno pravilnostjo in močjo. Poleg tega je pri pretvorbi izhodnih signalov opaziti posebno udobje.

Vrtalni merilnik pretoka lahko v nekaterih primerih uporablja dve racionalni napravi za povečanje izhodnih signalov, v tem primeru se nahajajo na določeni razdalji. Na stranskih delih pravokotnih drugih prizmov so piezoelementi skrite elastične tanke membrane, tako da ni možnosti izpostavljenosti akustičnim šumom.

Vrste transformacij

Obstaja več načinov za pretvorbo izhodnih signalov iz sprememb vrtin. Najbolj razširjena je bila hitrost tokov iz poenostavljenih elementov in sistematične spremembe tlaka. Senzorski element sestoji iz enega ali dveh žičnih termoanemometrov. Rabljeni ultrazvočni, integrirani, kapacitivni in induktivni pretočni pretvorniki. Za pravilno delovanje vrtinčni merilnik pretoka mora imeti prost in celo del cevi pred njim.

Kompleksnost delovanja v ceveh z večjim premerom je posledica naslednjih razlogov:

• zmanjšanje pravilnosti vrtinčne tvorbe;
• nizka produktivnost vrtinčne tvorbe;
• zmanjšanje skupnega števila nihanj.

Vrtalni tokovi v obliki lijaka: načelo delovanja

V teh napravah imajo pretvorniki mehanizem, ki zagotavlja vrtinčenje pretoka, ki se prenaša skozi del cevovoda na njegovo razširjeno stran ali skozi cilindrične majhne šobe. Oblika v obliki lijaka se tvori v cevi in ​​okrog svoje osi se os vrti okoli jedra vrtinca. Tok v zgornjem delu ima tlak, ki pulsira hkrati s kotnim premikom jedra, medtem ko je enak volumskemu pretoku ali linearni hitrosti. Diode vodnika ali elektromehanski elementi pretvorijo hitrost ali frekvenco pulzov za merilne kanale. Proces je sestavljen iz dveh faz: najprej se oblikuje prenos volumskega pretoka na frekvenco predcesa vrtinčenja, potem se frekvenca pretvori v signal.

Merilnik pretoka na osnovi nihajočega curka

Prehod skozi šobo je pretok plina ali tekočine v difuzorju z delom v obliki pravokotnika. V nekaterih primerih se pretok izmenično pritisne navzdol do določenega časa na različne stene difuzorja. Električnim lastnost sprostitev curek Naprava zmanjšuje pritisk v zgornjem področju obvodno cev, pri čemer je dno tega ostaja enaka in gibanje ustvarja prevoz tok na dno difuzorja. Potem se v ohišju spremeni značaj gibanja in nastane nihanje curka.

Curek, ki se nahaja v spodnjem elementu difuzorja v pretvornikih hidravlične povratne povezave, le delno zapusti skozi odvodno cev. V vodilnem zgornjem kanalu se del curka preusmeri in pri prehodu skozi prvo šobo se prenese v spodnji položaj v pretok iz druge šobe. Nato se del razdeli in gre v zgornji kanal, ki se je začrtal, proces nihanja se po prenosu zmanjša, medtem ko se tlak na obeh straneh toka hkrati spremeni.

Pretvornik te vrste je bolj racionalen. Zaradi tega se oblikuje stroga oscilacijska pot in neposredni učinek frekvence oscilacije na pretok.

Najbolj razširjeni vrtinčni merilniki pretoka Yokogawa, pridobljeni v cevovodih z majhnim premerom do največ 90 mm. V nekaterih primerih se naprave te vrste uporabljajo kot nadomestilo za delne pretvornike.

Danes se kakovost proizvodnje merilnikov pretoka nenehno razvija in pojavljajo se nove funkcije, kljub dejstvu, da imajo take naprave precej dolgo obdobje uporabe. Razvijalci iščejo učinkovitejše rešitve za oblikovanje in ustvarijo tehnološke možnosti, ki so učinkovitejše.