Meter aliran vorteks adalah berdasarkan mengambil kira keberkalaan perubahan tekanan yang terbentuk dalam aliran selepas halangan tertentu dalam saluran paip, atau semasa ayunan dan pembentukan pusaran jet.
Maruah
Peranti pertama jenis ini muncul pada tahun 60-an abad yang lalu. Kesulitan utama mereka ialah julat kecil parameter pengukuran dan ralat yang ketara. Meter aliran vorteks moden elektronik telah menjadi lebih sempurna, cekap dan telah memperoleh banyak kelebihan, termasuk yang berikut:
- kesederhanaan relatif sistem pengukuran;
- data sentiasa stabil, bebas daripada suhu dan tekanan yang tersedia;
- ukuran ketepatan tinggi;
- mengukur isyarat linear;
- reka bentuk yang kukuh dan ringkas;
- julat ukuran lebar;
- elemen statik;
- Fungsi diagnosis kendiri tersedia pada sesetengah model.
Kecacatan
VorteksMeter alir Rosemount direka untuk digunakan dalam paip dengan diameter dari 20 mm hingga 300 mm, kerana saluran paip yang lebih kecil dicirikan oleh pembentukan pusaran terputus-putus, dan saluran paip yang lebih besar sukar untuk dikendalikan. Pada masa yang sama, tidak mungkin untuk menggunakannya pada kadar aliran yang rendah, kerana kerumitan mengukur isyarat dan penurunan tekanan yang ketara. Juga, getaran dan jenis bunyi denyutan mempengaruhi operasi peranti. Saluran paip dan pemampat yang bergetar bertindak sebagai gangguan. Penyingkirannya boleh dilakukan dengan bantuan pelurus jet yang dipasang di salur masuk, atau dengan memasang transduser tambahan dengan sambungan bertentangan dan penapis elektronik, sekiranya terdapat perbezaan antara isyarat pengukur dan frekuensi denyutan.
Klasifikasi
Terdapat tiga pilihan untuk peranti, dibahagikan mengikut jenis penukar:
- Meter aliran pusaran di mana jasad tak alih memainkan peranan sebagai transduser utama. Secara beransur-ansur, pusaran terbang terbentuk di dalamnya pada kedua-dua belah pihak selepas memintas badan tak alih, yang menyebabkan denyutan terbentuk.
- Mekanisme dengan aliran berputar penukar utama, yang menghasilkan denyutan tekanan akibat penggunaan bentuk corong di bahagian saluran paip yang diperluas.
- Vortex flowmeters dengan pancutan sebagai transduser. Dalam kes ini, denyutan tekanan disediakan oleh ayunan jet.
Dua pilihan pertama lebih sesuai untuk definisi meter alir pusaran. Tetapi memandangkan sifat berubah-ubah pergerakan aliran ketigajenis, ia juga tergolong dalam kategori ini. Persamaan terbesar ciri-ciri proses dicatatkan dalam pilihan pertama dan ketiga.
Meter alir wap vorteks dengan transduser diperkemas
Apabila memintas badan, aliran mengubah trajektori arah jet, pada masa yang sama kelajuannya meningkat dan tekanan berkurangan. Perubahan terbalik berlaku selepas bahagian tengah objek. Di belakangnya, tekanan rendah terbentuk, dan di hadapan - tinggi. Selepas laluan badan, lapisan sempadan bergerak jauh, dan di bawah pengaruh mampatan rendah, pusaran dicipta, serta apabila trajektori berubah. Ini adalah tipikal untuk kedua-dua lobus badan yang diperkemas. Pembentukan vorteks alternatif dilakukan pada kedua-dua belah pihak, kerana ia mengganggu pembentukan satu sama lain. Ini menandakan penciptaan trek Karman.
Badan pembalut khas mempunyai permukaan kerja yang membersihkan sendiri hasil daripada vorteks, walaupun dalam persekitaran yang sangat tercemar, ia sentiasa bersih.
Dimensi dan kepantasan aliran adalah berkadar terus dengan keberkalaan kejadian vorteks, yang sepadan dengan kelajuan pada saiz malar, dan sebagai akibat daripada aliran isipadu. Jika pembentukan pusaran stabil berlaku pada kadar aliran rendah, maka meter aliran akan mengukur 20 l/min.
Badan struktur diperkemas
Meter alir pusaran biasanya berdasarkan unsur prismatiktrapezoid, segi tiga atau segi empat tepat. Reka bentuk pilihan pertama menuju ke arah aliran air. Memandangkan sedikit kehilangan tekanan, unsur-unsur tersebut membentuk ayunan dengan keteraturan dan kekuatan yang mencukupi. Selain itu, kemudahan istimewa diperhatikan apabila menukar isyarat output.
Meter aliran vorteks dalam beberapa kes boleh menggunakan dua peranti diperkemas untuk meningkatkan isyarat output, dalam hal ini ia terletak pada jarak yang ditetapkan. Pada bahagian sisi prisma kedua segi empat tepat terdapat unsur piezoelektrik yang disembunyikan oleh membran nipis anjal, yang menyebabkan tiada kemungkinan terdedah kepada gangguan akustik.
Jenis transformasi
Terdapat beberapa cara untuk mengubah isyarat keluaran daripada perubahan pusaran. Yang paling meluas ialah kelajuan aliran daripada unsur yang diperkemas dan perubahan tekanan yang sistematik. Elemen penderiaan terdiri daripada satu atau dua anemometer wayar panas jenis konduktor. Transduser aliran ultrasonik, penyepaduan, kapasitif dan induktif digunakan. Untuk pengendalian yang betul, meter alir pusaran mesti mempunyai bahagian paip yang bebas dan rata di hadapannya.
Kesukaran dalam pengendalian paip dengan diameter meningkat disebabkan oleh sebab berikut:
- penurunan keteraturan pembentukan pusaran;
- prestasi penumpahan pusaran buruk;
- penurunan dalam jumlah turun naik.
Corongmeter aliran pusaran: prinsip operasi
Dalam peranti ini, penukar mempunyai mekanisme yang memastikan aliran berpusing yang dihantar melalui bahagian saluran paip ke bahagian yang dibesarkan atau melalui muncung silinder kecil. Satu bentuk dalam bentuk corong terbentuk dalam paip, dan paksi dengan teras pusaran yang bergerak di sekelilingnya berputar mengelilingi paksinya. Aliran di bahagian atas mempunyai tekanan yang berdenyut serentak dengan anjakan sudut teras, manakala ia sama dengan kadar aliran isipadu atau halaju linear. Anemometer wayar panas konduktor atau elemen elektromekanikal menukar kelajuan atau kekerapan denyutan untuk saluran pengukur. Proses ini terdiri daripada dua fasa: pertama, pemindahan aliran volum kepada frekuensi precession vorteks yang berterusan terbentuk, kemudian frekuensi ditukar kepada isyarat.
Meter aliran jet berayun
Melepasi muncung, aliran gas atau cecair berada dalam peresap dengan keratan rentas dalam bentuk segi empat tepat. Dalam sesetengah kes, aliran ditekan secara bergilir-gilir pada masa tertentu ke dinding peresap yang berbeza. Sifat elektrifikasi jet peranti kelonggaran mengurangkan tekanan di bahagian atas paip pintasan, manakala di bahagian bawah ia kekal sama dan pergerakan dicipta yang memindahkan jet ke bahagian bawah peresap. Selepas itu, dalam paip rim, sifat pergerakan berubah, jet berayun.
Pancaran, yang dihimpit dalam elemen bawah peresap dalam penukar kembali hidraulik, hanya keluar sebahagiannya melalui paip keluar. Dalam bulatansaluran atas mengalihkan bahagian jet dan apabila melalui muncung pertama, ia dipindahkan ke kedudukan yang lebih rendah dalam aliran dari muncung kedua. Kemudian satu bahagian dipisahkan dan masuk ke saluran atas yang memintas, proses ayunan berlaku selepas pemindahan ke bawah, manakala terdapat perubahan serentak dalam tekanan di kedua-dua belah aliran.
Penukar jenis ini lebih rasional. Disebabkan itu, ayunan yang ketat terbentuk dan terdapat kesan langsung frekuensi ayunan pada kadar aliran.
Meter pusaran Yokogawa paling banyak digunakan dalam saluran paip dengan diameter kecil, sehingga maksimum 90 mm. Dalam sesetengah kes, peranti jenis ini digunakan sebagai pengganti untuk transduser separa.
Hari ini, kualiti meter alir pembuatan sentiasa berkembang dan ciri baharu muncul, walaupun peranti sedemikian mempunyai tempoh penggunaan yang agak lama. Pembangun sedang mencari penyelesaian reka bentuk yang lebih cekap, mencipta pilihan teknologi yang lebih berkesan.
