Kas ir Vortex plūsmas mērītājs?

Virpuļmērītājs ir tilpuma plūsmas mērītāja veids, kas izmanto dabas parādību, kas rodas, kad šķidrums plūst ap blefa objektu.Virpuļu plūsmas mērītāji darbojas saskaņā ar virpuļu izkliedes principu, kur virpuļi (vai virpuļi) tiek izvadīti pārmaiņus lejpus objekta.Virpuļa izliešanas biežums ir tieši proporcionāls šķidruma ātrumam, kas plūst caur skaitītāju.

Vortex plūsmas mērītāji ir vislabāk piemēroti plūsmas mērījumiem, kur kustīgu daļu ieviešana rada problēmas.Tie ir pieejami rūpnieciskās kvalitātes, misiņa vai visas plastmasas konstrukcijās.Jutība pret procesa apstākļu izmaiņām ir zema, un bez kustīgām detaļām salīdzinoši neliels nodilums salīdzinājumā ar citiem plūsmas mērītāju veidiem.

Vortex plūsmas mērītāja dizains

Virpuļplūsmas mērītājs parasti ir izgatavots no 316 nerūsējošā tērauda vai Hastelloy, un tajā ir blefa korpuss, virpuļplūsmas sensora komplekts un raidītāja elektronika, lai gan pēdējo var uzstādīt arī attālināti (2. attēls).Tie parasti ir pieejami atloku izmēros no ½ collas līdz 12 collām. Vortex mērītāju uzstādītās izmaksas ir konkurētspējīgas ar atveru skaitītājiem, kuru izmēri ir mazāki par sešām collām.Vafeļu korpusa skaitītājiem (bez atlokiem) ir viszemākās izmaksas, savukārt atloku mērītājiem ir priekšroka, ja procesa šķidrums ir bīstams vai ir augstā temperatūrā.

Eksperimentētas ar blefa korpusa formām (kvadrātveida, taisnstūrveida, t-veida, trapecveida) un izmēriem, lai sasniegtu vēlamās īpašības.Testēšana ir parādījusi, ka linearitāte, zemais Reinoldsa skaitļa ierobežojums un jutība pret ātruma profila kropļojumiem tikai nedaudz atšķiras atkarībā no blefa ķermeņa formas.Izmērā blefa korpusam jābūt tādam platumam, kas ir pietiekami liela daļa no caurules diametra, lai visa plūsma piedalītos izliešanā.Otrkārt, blefa korpusam ir jābūt izvirzītām malām uz augšu, lai fiksētu plūsmas atdalīšanas līnijas neatkarīgi no plūsmas ātruma.Treškārt, blefa korpusa garumam plūsmas virzienā jābūt noteiktam blefa korpusa platuma reizinājumam.

Mūsdienās lielākajā daļā virpuļskaitītāju tiek izmantoti pjezoelektriskie vai kapacitātes tipa sensori, lai noteiktu spiediena svārstības ap blefa korpusu.Šie detektori reaģē uz spiediena svārstībām ar zemsprieguma izejas signālu, kam ir tāda pati frekvence kā svārstībām.Šādi sensori ir modulāri, lēti, viegli nomaināmi un var darboties plašā temperatūras diapazonā – no kriogēniem šķidrumiem līdz pārkarsētam tvaikam.Sensori var atrasties skaitītāja korpusa iekšpusē vai ārpusē.Mitrinātos sensorus tieši noslogo virpuļa spiediena svārstības, un tie ir ievietoti rūdītos korpusos, lai izturētu korozijas un erozijas efektus.

Ārējie sensori, parasti pjezoelektriskie deformācijas mērītāji, uztver virpuļu izdalīšanos netieši, izmantojot spēku, kas iedarbojas uz atdalīšanas stieni.Ārējiem sensoriem priekšroka tiek dota ļoti erozīvām/korozīvām lietojumprogrammām, lai samazinātu uzturēšanas izmaksas, savukārt iekšējie sensori nodrošina labāku diapazonu (labāku plūsmas jutību).Tie ir arī mazāk jutīgi pret cauruļu vibrācijām.Elektronikas korpuss parasti ir sprādzienizturīgs un laikapstākļiem izturīgs, un tajā ir elektroniskā raidītāja modulis, gala savienojumi un pēc izvēles plūsmas ātruma indikators un/vai sumators.

Vortex plūsmas mērītāju stili

Viedie virpuļskaitītāji nodrošina digitālu izejas signālu, kas satur vairāk informācijas, ne tikai plūsmas ātrumu.Plūsmas mērītāja mikroprocesors var automātiski koriģēt nepietiekamus taisnas caurules apstākļus, atšķirības starp urbuma diametru un matīna diametru.

Lietojumprogrammas un ierobežojumi

Vortex mērierīces parasti nav ieteicamas partijām vai citiem periodiskas plūsmas lietojumiem.Tas ir tāpēc, ka dozēšanas stacijas driblēšanas plūsmas ātruma iestatījums var būt zemāks par skaitītāja minimālo Reinoldsa skaitļa ierobežojumu.Jo mazāka ir kopējā partija, jo nozīmīgāka ir iespējamā kļūda.

Zema spiediena (zema blīvuma) gāzes nerada pietiekami spēcīgu spiediena impulsu, īpaši, ja šķidruma ātrums ir zems.Tāpēc, visticamāk, šādos pakalpojumos skaitītāja diapazons būs vājš un zemas plūsmas nebūs izmērāmas.No otras puses, ja ir pieļaujama samazināta diapazona spēja un skaitītājs ir pareizi pielāgots normālai plūsmai, joprojām var apsvērt virpuļplūsmas mērītāju.