Vortex prietokomer: princíp činnosti

Vírové prietokomery sú založené na účtovníctveperiodicita zmeny tlaku, ktorá sa vytvára v prúde po určitej prekážke prítomnej v potrubí alebo počas kmitania a vortexovania prúdu.

dôstojnosť

Prvé zariadenia tohto typu sa objavili v 60-tych rokochrokov minulého storočia. Ich hlavnou nevýhodou bola malá škála parametrov merania a významná chyba. Elektronický moderný vírivý prietokomer sa stal sofistikovanejším, efektívnejším a získal mnoho výhod, medzi ktoré patrí:

• relatívna jednoduchosť meracieho systému;
• údaje sú vždy stabilné nezávisle od teploty a dostupného tlaku;
• Opatrenia, ktoré sú veľmi presné;
• Meranie lineárnych signálov;
• spoľahlivá a jednoduchá konštrukcia;
• široká škála meraní;
• statické prvky;
• prítomnosť funkcie autodiagnostiky v niektorých modeloch.

nedostatky

Rosemount Vortex prietokomer Je určený na prevádzku v potrubiach sdiametrálne veľkosti od 20 do 300 mm, pretože potrubia menšieho rozmeru sú charakterizované nestabilnou tvorbou vírov a prevádzka s väčším rozmerom je pomerne zložitá. V tomto prípade nie je možnosť použitia pri nízkej prietokovej rýchlosti kvôli zložitosti merania signálu a významnému zníženiu tlaku. Rovnako vibračné a zvukové typy pulzovania ovplyvňujú činnosť zariadenia. Prekážkou je vibračné potrubie a kompresory. Môžu byť odstránené pomocou priameho jumperu namontovaného na vstupe alebo inštaláciou prídavného meniča s protiprúdovým pripojením a elektronickými filtrami v prípade rozdielu meracích signálov a pulzujúcich frekvencií.

klasifikácia

Existujú tri verzie zariadení, ktoré sú delené podľa typu prevodníka:

• Vírivý prietokomer, v ktorom je nehybné telesohrá úlohu primárneho konvertora. Postupne sa na oboch stranách vytvárajú víry po obídení nehybného tela, v dôsledku čoho sa vytvára pulzácia.
• Mechanizmy s rotujúcim tokom primárneho meniča, ktoré vytvárajú tlakovú pulzáciu tým, že v rozšírenej časti potrubia preberajú tvar lievikovitého tvaru.
• Vortexové prietokomery, ktoré majú prúd ako konvertor. V tomto prípade je pulzácia tlaku zabezpečovaná osciláciami prúdu.

Prvé dve možnosti sú vhodnejšieurčenie vírivého prietokomeru. Ale vzhľadom na premenlivú povahu toku tretieho typu patrí aj do tejto kategórie. Najväčšia podobnosť charakteristík procesu sa zaznamenáva v prvej a tretej verzii.

Parný vír prietokomeru so zjednodušeným konvertorom

Keď sa telo pohybuje, tok zmení svoju trajektóriusmer prúdov súčasne zvyšuje ich rýchlosť a znižuje tlak. Opačná zmena nastane po strednej časti objektu. Na jeho zadnej časti sa vytvára nízky tlak a na prednej strane je vysoký. Po priechode tela opúšťa hraničnú vrstvu a pod vplyvom nízkej kompresie sa vytvorí vír ako aj zmena trajektórie pohybu. To je typické pre obe časti efektívneho tela. Striedajúca sa tvorba vírov na obidvoch stranách je realizovaná, pretože narúšajú vzájomnú formáciu. Zároveň je zaznamenané vytvorenie Karmanovej cesty.

Špeciálne prietokové teleso má pracovné roviny s vlastným čistením v dôsledku vírov, aj za podmienok silne znečisteného média sú vždy čisté.

Rozmer a rýchlosť prietoku priamosú úmerné periodicite vzhľadu vírov, čo zodpovedá rýchlosti nezmenenej veľkosti a v dôsledku objemového toku. Ak nastane stabilná tvorba vírov pri nízkej spotrebe materiálu, merací rozsah prietokomeru bude 20 l / min.

Zjednodušenie štruktúry tela

Prietokomerový vír, zvyčajne založenýna hranolový prvok lichobežníkovej, trojuholníkovej alebo obdĺžnikovej formy. Konštrukcia prvej varianty smeruje k toku vody. Vzhľadom na určitú stratu tlaku tieto prvky vytvárajú kmity s dostatočnou pravidelnosťou a silou. Okrem toho je pri prevode výstupných signálov zaznamenané mimoriadne pohodlie.

Vírivý prietokomer môže byť v niektorých prípadochpoužite dve zjednodušené zariadenia na zvýšenie výstupných signálov, v tomto prípade sa nachádzajú v určenej vzdialenosti. Na bočných častiach obdĺžnikových druhých hranolov sú piezoelementy skryté elastickými tenkými membránami, takže nie je možnosť vystavenia akustickému hluku.

Typy transformácií

Existuje niekoľko spôsobov, ako previesťvýstupné signály z vírivých zmien. Najrozšírenejšou bola rýchlosť tokov z racionalizovaných prvkov a systematické zmeny tlaku. Senzorový prvok pozostáva z jedného alebo dvoch drôtených termoanemometrov. Použitý ultrazvukový, integrovací, kapacitný a indukčný prietokový konvertor. Pre správnu prevádzku musí mať vírový prietokomer voľnú rovnú časť potrubia pred ním.

Zložitosť prevádzky v potrubia so zvýšeným priemerom je spôsobená týmito dôvodmi:

• zníženie pravidelnosti tvorby vírov;
• nízka produktivita tvorby vírov;
• zníženie celkového počtu kmitov.

Vírové prietokomery v tvare lieviku: princíp činnosti

V týchto zariadeniach majú konvertorymechanizmus, ktorý zaisťuje vírenie toku prenášaného cez časť potrubia na jeho roztiahnutú stranu alebo cez valcovité malé dýzy. Tvar v tvare lieviku je vytvorený v trubici a okolo svojej osi sa os otáča okolo jadra víru. Prietok v hornej časti má tlak, ktorý pulzuje súčasne s uhlovým posunom jadra, zatiaľ čo sa rovná objemovému prúdeniu alebo lineárnej rýchlosti. Vodivé tepelno-anemometre alebo elektromechanické prvky konvertujú rýchlosť alebo frekvenciu pulzov pre meracie kanály. Proces sa skladá z dvoch fáz: najprv sa vytvorí prenos objemového toku na frekvenciu precesie víru, potom sa frekvencia zmení na signál.

Prietokomer založený na oscilačnom prúde

Prechádza cez dýzu, plyn alebo kvapalinuprúd sa v difúzore objaví s časťou vo forme obdĺžnika. V niektorých prípadoch je tok striedavo stlačený v určitom čase na rôzne steny difuzéra. Elektrifikačná vlastnosť prúdu relaxačného zariadenia znižuje tlak v hornej časti obtokovej trubice, zatiaľ čo v spodnej časti zostáva rovnaká a vytvára sa pohyb, ktorý prenáša prúd do spodnej časti difuzéra. Potom sa charakter pohybu mení v puzdre a vzniká oscilacia prúdu.

Prúd prichytil spodný prvok difuzéra vmeničov hydraulického spätného pripojenia cez výstupné potrubie len čiastočne. V prednom hornom kanáli sa časť prúdu odkloní a pri prechode prvou dýzou sa premiestňuje do dolnej polohy do prúdu z druhej dýzy. Potom je časť oddelená a prechádza do horného kanála, proces oscilácie nastáva po prechode dole, zatiaľ čo tlak na oboch stranách toku sa súčasne mení.

Prevodník tohto typu je racionálnejší. Kvôli tomu je vytvorená dôsledná dráha kmitania a existuje priamy účinok frekvencie oscilácie na prietok.

Najväčšia distribúcia vírových prietokomerov Yokogawa zakúpené v potrubiach s malým priemerom maximálne do 90 mm. V niektorých prípadoch sa zariadenia tohto typu používajú ako náhrada za čiastkové konvertory.

Dnes je kvalita výroby prietokomerovstále sa rozvíjajú a objavujú nové funkcie napriek skutočnosti, že takéto zariadenia majú pomerne dlhú dobu používania. Vývojári hľadajú efektívnejšie konštrukčné riešenia a vytvárajú technologické možnosti, ktoré sú efektívnejšie.