Vortex debimetreler, boru hattında belirli bir engelden sonra veya jetin salınım ve girdap oluşumu sırasında akışta oluşan basınç değişikliklerinin periyodikliğinin dikkate alınmasına dayanır.
Onur
Bu türdeki ilk cihazlar geçen yüzyılın 60'larında ortaya çıktı. Ana rahatsızlıkları, küçük ölçüm parametreleri aralığı ve önemli bir hataydı. Elektronik modern vorteks akış ölçer daha mükemmel, verimli hale geldi ve aşağıdakileri içeren birçok avantaj elde etti:
- ölçüm sisteminin göreceli basitliği;
- veri, sıcaklıktan ve mevcut basınçtan bağımsız olarak her zaman sabittir;
- yüksek hassasiyetli ölçümler;
- doğrusal sinyalleri ölçmek;
- sağlam ve basit tasarım;
- geniş ölçüm aralığı;
- statik öğeler;
- Kendi kendine teşhis işlevi bazı modellerde bulunur.
Kusurlar
VorteksRosemount akış ölçer, daha küçük boru hatları aralıklı girdap oluşumu ile karakterize edildiğinden ve daha büyük boru hatlarının çalıştırılması zor olduğundan, 20 mm'den 300 mm'ye kadar olan borularda kullanım için tasarlanmıştır. Aynı zamanda, sinyalin ölçülmesinin karmaşıklığı ve basınçta önemli bir düşüş nedeniyle düşük bir akış hızında kullanılması mümkün değildir. Ayrıca titreşim ve ses titreşim türleri cihazın çalışmasını etkiler. Titreşimli boru hattı ve kompresörler parazit görevi görür. Bunların ortadan kaldırılması, girişe monte edilmiş bir jet düzleştirici yardımıyla veya ölçüm sinyalleri ve darbe frekansları arasında fark olması durumunda, zıt bağlantılı ve elektronik filtrelere sahip ek bir transdüser takılarak mümkündür.
Sınıflandırma
Cihazlar için dönüştürücü türüne göre bölünmüş üç seçenek vardır:
- Taşınmaz bir cismin birincil dönüştürücü rolünü oynadığı bir girdap akış ölçer. Yavaş yavaş, hareketsiz bir gövdeyi atladıktan sonra, titreşimin oluşması nedeniyle her iki tarafta uçan girdaplar oluşur.
- Boru hattının genişletilmiş kısmında bir huni şeklinin benimsenmesi nedeniyle bir basınç darbesi oluşturan, birincil dönüştürücünün dönen akışına sahip mekanizmalar.
- Dönüştürücü olarak jetli girdap akış ölçerler. Bu durumda, basınç darbesi jet salınımları ile sağlanır.
İlk iki seçenek, bir girdap akış ölçerin tanımı için daha uygundur. Ancak üçüncü akışın hareketinin değişken doğası göz önüne alındığındatürü de bu kategoriye aittir. Sürecin özelliklerinin en büyük benzerliği birinci ve üçüncü seçeneklerde belirtilmiştir.
Aerodinamik dönüştürücülü girdap buhar akış ölçer
Bedeni atlarken, akış jetlerin yönünün yörüngesini değiştirir, aynı zamanda hızları artar ve basınç düşer. Ters değişim, nesnenin orta bölümünden sonra gerçekleşir. Sırtında düşük basınç oluşur ve ön tarafta - yüksek. Vücudun geçişinden sonra, sınır tabakası uzaklaşır ve düşük sıkıştırmanın etkisi altında ve yörünge değiştiğinde bir girdap oluşturulur. Bu, aerodinamik bir vücudun her iki lobu için tipiktir. Birbirlerinin oluşumuna müdahale ettikleri için her iki tarafta alternatif girdap oluşumu gerçekleştirilir. Bu, Karman parçasının yaratıldığını gösterir.
Özel sargı gövdesi girdaplar sayesinde kendi kendini temizleyen çalışma yüzeylerine sahiptir, çok kirli ortamlarda bile her zaman temizdir.
Akışın boyutları ve hızı, sabit bir boyuttaki hıza karşılık gelen girdapların oluşma periyodikliği ve hacimsel akışın bir sonucu olarak doğru orantılıdır. Düşük akış hızlarında sabit girdap oluşumu meydana gelirse, akış ölçer 20 l/dk ölçecektir.
Aerodinamik yapı gövdesi
Vorteks akış ölçer genellikle prizmatik bir öğeye dayanıryamuk, üçgen veya dikdörtgen. İlk seçeneğin tasarımı su akışına doğru gidiyor. Bir miktar basınç kaybı göz önüne alındığında, bu tür elemanlar yeterli düzenlilik ve güçte salınımlar oluşturur. Ek olarak, çıkış sinyalleri dönüştürülürken özel kolaylık not edilir.
Vorteks akış ölçer bazı durumlarda çıkış sinyallerini artırmak için iki aerodinamik cihaz kullanabilir, bu durumda bunlar belirli bir mesafede bulunurlar. Dikdörtgen ikinci prizmaların yan kısımlarında, akustik parazite maruz kalma olasılığı olmadığı için elastik ince zarlarla gizlenmiş piezoelektrik elemanlar vardır.
Dönüşüm türleri
Çıkış sinyallerini girdap değişikliklerinden dönüştürmenin birkaç yolu vardır. En yaygın olanı, aerodinamik elemanlardan akış hızı ve basınçtaki sistematik değişikliklerdir. Algılama elemanı, bir veya iki iletken tipi sıcak telli anemometreden oluşur. Ultrasonik, bütünleştirici, kapasitif ve endüktif bir akış dönüştürücü kullanılır. Düzgün çalışması için vorteks akış ölçerin önünde serbest, düz bir boru bölümü olmalıdır.
Çapı arttırılmış borularda çalıştırma zorlukları aşağıdaki nedenlerden kaynaklanır:
- girdap oluşumunun düzenliliğinde azalma;
- zayıf girdap atma performansı;
- toplam dalgalanma sayısında azalma.
Dönüşüm Hunisigirdap akış ölçerler: çalışma prensibi
Bu cihazlarda dönüştürücüler, boru hattının bir kısmından genişleyen tarafına veya küçük silindirik nozullar aracılığıyla iletilen akışın bükülmesini sağlayan bir mekanizmaya sahiptir. Bir borunun içinde huni şeklinde bir şekil oluşturulmakta ve kendi ekseni etrafında dönen girdap çekirdeğine sahip bir eksen bulunmaktadır. Üst kısımdaki akış, hacim akış hızına veya doğrusal hıza eşitken, çekirdeğin açısal yer değiştirmesiyle aynı anda titreşen bir basınca sahiptir. İletken sıcak telli anemometreler veya bir elektromekanik eleman, ölçüm kanalları için hızı veya darbe frekansını dönüştürür. Süreç iki aşamadan oluşur: ilk olarak hacimsel akışın devam eden girdap deviniminin frekansına aktarılması oluşur, ardından frekans bir sinyale dönüştürülür.
Salınan jet akış ölçer
Nozuldan geçen gaz veya sıvı akışı dikdörtgen şeklinde kesitli bir difüzör içindedir. Bazı durumlarda, akış dönüşümlü olarak belirli bir anda difüzörün farklı duvarlarına bastırılır. Gevşeme cihazının jetinin elektriklenme özelliği bypass borusunun üst bölgesindeki basıncı az altırken alt kısımda ise aynı kalır ve jeti difüzörün alt kısmına aktaran bir hareket oluşturulur. Bundan sonra jant borusunda hareketin doğası değişir, jet salınım yapar.
Hidrolik dönüş konvertörlerinde difüzörün alt elemanına sıkışan jet, çıkış borusundan sadece kısmen çıkar. çember içindeüst kanal jetin oranını yönlendirir ve birinci memeden geçerken ikinci memeden akışta alt konuma aktarılır. Daha sonra bir parça ayrılır ve bypass üst kanala geçer, aşağı transferden sonra salınım süreci meydana gelir, akışın her iki tarafında da aynı anda basınç değişikliği olur.
Bu tür dönüştürücü daha rasyoneldir. Bu nedenle, katı bir salınım seyri oluşur ve salınım frekansının akış hızı üzerinde doğrudan bir etkisi vardır.
Yokogawa'nın vorteks sayaçları en yaygın olarak maksimum 90 mm'ye kadar küçük çaplı boru hatlarında kullanılır. Bazı durumlarda, bu tür cihazlar kısmi dönüştürücülerin yerine kullanılır.
Bugün, bu tür cihazların oldukça uzun bir kullanım süresi olmasına rağmen, üretim debimetrelerinin kalitesi sürekli gelişiyor ve yeni özellikler ortaya çıkıyor. Geliştiriciler, daha etkili teknolojik seçenekler yaratarak daha verimli tasarım çözümleri arıyor.
