Debitmetru vortex: principiul funcționării

Contorii de debit vortex se bazează pe luarea în considerare a periodicității schimbării de presiune, care se formează în flux după un anumit obstacol prezent în conducte sau în timpul oscilației și formării cu turbionare a jetului.

demnitate

Primele aparate de acest tip au apărut în anii `60 ai secolului trecut. Principalul lor dezavantaj a fost o mică gamă de parametri de măsurare și o eroare semnificativă. Debitmetrul electronic modern vortex a devenit mai sofisticat, eficient și a dobândit multe avantaje, printre care se numără:

• simplitatea relativă a sistemului de măsurare;
• datele sunt întotdeauna stabile, independente de temperatură și de presiunea disponibilă;
• Măsuri foarte precise;
• măsurarea semnalelor liniare;
• construcție fiabilă și simplă;
• gamă largă de măsurători;
• elemente statice;
• prezența funcției de autodiagnosticare în unele modele.

deficiențe

Debitmetrul Rosemount este conceput pentru a funcționa în țevi cu o dimensiune diametrală de 20 până la 300 mm, deoarece conductele cu o dimensiune mai mică sunt caracterizate de formarea neconvențională a turbionării, iar operarea cu dimensiuni mai mari este destul de dificilă. În acest caz, nu există posibilitatea utilizării la un debit scăzut, datorită complexității măsurării semnalului și reducerii semnificative a presiunii. De asemenea, tipurile de vibrații și sunetul de pulsație afectează funcționarea dispozitivului. Ca o piedică este o conductă vibratoare și compresoare. Acestea pot fi eliminate prin intermediul unui jumper-montat montat pe intrare sau prin instalarea unui convertor suplimentar cu o filă de legătură și filtre electronice, în cazul unei diferențe de măsurare a semnalelor și a frecvențelor de pulsare.

clasificare

Există trei versiuni de dispozitive care sunt împărțite după tipul de convertor:

• Un debitmetru în care un corp real joacă rolul unui convertor primar. Treptat, pe ambele părți, se formează în el vartecuri, după o ocolire a corpului imobil, prin care se formează pulsația.
• Mecanisme cu un flux rotativ al convertorului primar, care creează o pulsație de presiune prin preluarea unei forme în formă de pâlnie în partea extinsă a conductei.
• Vorbitoare de debit cu jet ca convertor. În acest caz, pulsația presiunii este asigurată de oscilațiile jetului.

Primele două versiuni ale instrumentelor sunt mai potrivite pentru determinarea debitmetrului vortex. Dar, datorită naturii schimbătoare a fluxului celui de-al treilea tip, aparține și acestei categorii. Cea mai mare asemănare în caracteristicile procesului este observată în prima și a treia versiune.

Contor de abur cu debitmetru cu convertizor raționalizat

Când corpul se mișcă în jurul curentului, se schimbă traiectoria direcției jeturilor, în același timp viteza crește și presiunea scade. Schimbarea inversă apare după secțiunea mediană a obiectului. Pe partea inversă se formează presiune scăzută, iar în față - înaltă. După trecerea corpului, stratul limită părăsește și sub influența compresiei scăzute se formează un vortex, precum și o schimbare în traiectoria mișcării. Acest lucru este tipic pentru ambele părți ale corpului raționalizat. Formarea alternantă a vîrtejurilor pe ambele părți este realizată, deoarece acestea interferează cu formarea unuia cu celălalt. În același timp, se observă crearea căii lui Karman.

Un corp de debit special are planuri de lucru cu auto-curățare datorită vîrtejului, chiar și în condiții de mediu puternic poluat, acestea fiind întotdeauna curate.

Dimensiunile și curgerea fluxului sunt direct proporționale cu periodicitatea aspectului vîrtejului, care corespunde vitezei la o dimensiune nemodificată și ca o consecință a debitului volumetric. Dacă formarea stabilă a vârtejelor are loc la un consum redus de material, domeniul de măsurare al debitmetrului va fi de 20 l / min.

Optimizarea structurii corpului

Contorul de debitmetru va fi, de regulă, bazat pe un element prismatic de tip trapezoidal, triunghiular sau dreptunghiular. Proiectul primei variante se îndreaptă spre debitul de apă. Având în vedere o anumită pierdere de presiune, astfel de elemente formează oscilații cu suficientă regularitate și forță. În plus, se remarcă o conveniență specială la conversia semnalelor de ieșire.

Debitmetrul vortex poate utiliza în unele cazuri două dispozitive raționalizate pentru a mări semnalele de ieșire, situație în care acestea sunt situate la o distanță specificată. Pe părțile laterale ale celor două prisme dreptunghiulare există piezoelemente ascunse prin membrane elastice subțiri, astfel încât nu există posibilitatea de expunere la zgomot acustic.

Tipuri de transformări

Există mai multe moduri de a converti semnalele de ieșire din modificările vortexului. Cea mai răspândită a fost rapiditatea fluxurilor din elemente raționalizate și schimbări sistematice ale presiunii. Elementul senzor este alcătuit din unul sau două termomanometre tip sârmă. Convertor cu flux ultrasonic, integrat, capacitiv și inductiv. Pentru o funcționare corectă, debitmetrul vortex trebuie să aibă o parte liberă și uniformă a țevii în fața acestuia.

Complexitatea funcționării în țevi cu diametru mărit este cauzată de următoarele motive:

• scăderea regularității formării vârtejului;
• productivitatea scăzută a formării vârtejului;
• o scădere a numărului total de oscilații.

Cantitate de turbionare în formă de turbionar: principiul funcționării

În aceste dispozitive, traductoarele au un mecanism care asigură rotirea curgerii transmise printr-o parte a conductei către partea extinsă sau prin duzele mici cilindrice. Forma sub formă de pâlnie este formată în tub și, în jurul axei sale, axa se rotește în jurul miezului vârtejului. Debitul din partea superioară are o presiune care pulsează simultan cu deplasarea unghiulară a nucleului, în timp ce este egală cu debitul de volum sau cu viteza liniară. Conductorii termo-anemometre sau elementele electromecanice convertesc viteza sau frecvența pulsațiilor pentru măsurarea canalelor. Procesul constă din două faze: în primul rând, transferul fluxului de volum la frecvența precesiunii vortexului se formează, apoi frecvența se transformă într-un semnal.

Debitmetru bazat pe un jet oscilant

Trecând prin duza, debitul de gaz sau lichid se află în difuzor cu o secțiune sub forma unui dreptunghi. În unele cazuri, debitul este presat alternativ la un anumit moment la diferiți pereți ai difuzorului. Proprietatea electrificatoare a jetului dispozitivului de relaxare reduce presiunea în regiunea superioară a tubului de by-pass, în timp ce în partea inferioară rămâne aceeași și se creează o mișcare care transferă jetul în partea inferioară a difuzorului. Apoi, caracterul mișcării se schimbă în carcasă și apare oscilația jetului.

Jetul, fixat în elementul inferior al difuzorului în convertoarele racordului de retur hidraulic, rămâne doar parțial prin conducta de ramificație de ieșire. În canalul superior al conducătorului, fracțiunea jetului este deviată și, atunci când trece prin prima duză, este transferată în poziția inferioară în fluxul de la cea de-a doua duza. Apoi partea este separată și intră în canalul superior, procesul de oscilație are loc după ce transferul este în jos, în timp ce presiunea din ambele părți ale fluxului se modifică simultan.

Convertorul de acest tip este mai rațional. Datorită acesteia, se formează o cale riguroasă de oscilație și există un efect direct al frecvenței de oscilație asupra debitului.

Cele mai răspândite debitmetre Yokogawa vortex achiziționate în conducte cu un diametru mic, până la maximum 90 mm. În unele cazuri, dispozitivele de acest tip sunt folosite ca înlocuitori pentru convertoarele parțiale.

Astăzi, calitatea producției de debitmetre este în continuă evoluție și apar noi funcții, în ciuda faptului că astfel de dispozitive au o perioadă de utilizare destul de lungă. Dezvoltatorii caută soluții de proiectare mai eficiente, creând opțiuni tehnologice mai eficiente.