Vortex flowmeters didasarkan pada mempertimbangkan periodisitas perubahan tekanan yang terbentuk dalam aliran setelah hambatan tertentu dalam pipa, atau selama osilasi dan pembentukan pusaran jet.
martabat
Perangkat pertama dari jenis ini muncul pada tahun 60-an abad terakhir. Ketidaknyamanan utama mereka adalah rentang kecil parameter pengukuran dan kesalahan yang signifikan. Flowmeter vortex elektronik modern menjadi lebih sempurna, efisien dan memiliki banyak keunggulan, antara lain sebagai berikut:
- kesederhanaan relatif dari sistem pengukuran;
- data selalu stabil, tidak bergantung pada suhu dan tekanan yang tersedia;
- pengukuran presisi tinggi;
- mengukur sinyal linier;
- desain kokoh dan sederhana;
- rentang pengukuran lebar;
- elemen statis;
- Fungsi self-diagnosis tersedia pada beberapa model.
Kekurangan
VortexFlowmeter Rosemount dirancang untuk digunakan pada pipa dengan diameter dari 20 mm hingga 300 mm, karena pipa yang lebih kecil ditandai dengan pembentukan pusaran berselang, dan pipa yang lebih besar sulit dioperasikan. Pada saat yang sama, tidak mungkin untuk menggunakannya pada laju aliran yang rendah, karena kerumitan pengukuran sinyal dan penurunan tekanan yang signifikan. Selain itu, jenis getaran dan suara berdenyut memengaruhi pengoperasian perangkat. Pipa bergetar dan kompresor bertindak sebagai gangguan. Penghapusan mereka dimungkinkan dengan bantuan pelurus jet yang dipasang di saluran masuk, atau dengan memasang transduser tambahan dengan koneksi berlawanan dan filter elektronik, jika ada perbedaan antara sinyal pengukuran dan frekuensi denyut.
Klasifikasi
Ada tiga opsi untuk perangkat, dibagi berdasarkan jenis konverter:
- Pengukur aliran pusaran di mana benda tak bergerak berperan sebagai transduser utama. Perlahan-lahan, pusaran terbang terbentuk di kedua sisinya setelah melewati tubuh yang tidak bergerak, yang menyebabkan denyutan terbentuk.
- Mekanisme dengan aliran berputar dari konverter utama, yang menciptakan denyut tekanan karena adopsi bentuk corong di bagian pipa yang diperluas.
- Vortex flowmeters dengan jet sebagai transduser. Dalam hal ini, pulsasi tekanan disediakan oleh osilasi jet.
Dua opsi pertama lebih cocok untuk definisi flowmeter vortex. Tetapi mengingat sifat gerakan aliran ketiga yang dapat berubahjenis, itu juga termasuk dalam kategori ini. Kesamaan terbesar dari karakteristik proses dicatat pada opsi pertama dan ketiga.
Pengukur aliran uap Vortex dengan transduser yang disederhanakan
Saat melewati tubuh, aliran mengubah lintasan arah pancaran, pada saat yang sama kecepatannya meningkat dan tekanannya berkurang. Perubahan sebaliknya terjadi setelah bagian tengah objek. Di punggungnya, tekanan rendah terbentuk, dan di depan - tinggi. Setelah melewati tubuh, lapisan batas bergerak menjauh, dan di bawah pengaruh kompresi rendah, pusaran dibuat, serta ketika lintasan berubah. Ini khas untuk kedua lobus tubuh yang ramping. Pembentukan vortisitas alternatif dilakukan di kedua sisi, karena mereka mengganggu pembentukan satu sama lain. Ini menandai penciptaan trek Karman.
Tubuh pembungkus khusus memiliki permukaan kerja yang dapat membersihkan sendiri berkat vortisitas, bahkan di lingkungan yang sangat tercemar, mereka selalu bersih.
Dimensi dan kecepatan aliran berbanding lurus dengan periodisitas terjadinya vortisitas, yang sesuai dengan kecepatan pada ukuran konstan, dan sebagai konsekuensi dari aliran volume. Jika pembentukan pusaran stabil terjadi pada laju aliran rendah, maka pengukur aliran akan mengukur 20 l/menit.
Ramping struktur tubuh
Pengukur aliran pusaran biasanya didasarkan pada elemen prismatiktrapesium, segitiga atau persegi panjang. Desain opsi pertama mengarah ke aliran air. Mengingat beberapa kehilangan tekanan, elemen tersebut membentuk osilasi dengan keteraturan dan kekuatan yang cukup. Selain itu, kenyamanan khusus diperhatikan saat mengubah sinyal keluaran.
Pengukur aliran pusaran dalam beberapa kasus dapat menggunakan dua perangkat yang disederhanakan untuk meningkatkan sinyal keluaran, dalam hal ini mereka berada pada jarak yang ditentukan. Di bagian samping prisma kedua persegi panjang terdapat elemen piezoelektrik yang disembunyikan oleh membran tipis elastis, sehingga tidak ada kemungkinan terkena interferensi akustik.
Jenis transformasi
Ada beberapa cara untuk mentransformasi sinyal keluaran dari perubahan vortex. Yang paling luas adalah kecepatan aliran dari elemen yang disederhanakan dan perubahan tekanan yang sistematis. Elemen penginderaan terdiri dari satu atau dua anemometer kawat panas tipe konduktor. Transduser aliran ultrasonik, mengintegrasikan, kapasitif dan induktif digunakan. Untuk pengoperasian yang benar, flowmeter vortex harus memiliki bagian pipa yang datar dan bebas di depannya.
Kesulitan dalam pengoperasian pipa dengan diameter yang lebih besar disebabkan oleh alasan berikut:
- penurunan keteraturan pembentukan pusaran;
- kinerja pelepasan pusaran yang buruk;
- penurunan jumlah fluktuasi.
Corongflowmeters vortex: prinsip operasi
Pada perangkat ini, konverter memiliki mekanisme yang memastikan puntiran aliran yang ditransmisikan melalui bagian pipa ke sisi yang diperluas atau melalui nozel silinder kecil. Suatu bentuk berupa corong terbentuk di dalam pipa, dan suatu sumbu dengan inti pusaran yang bergerak mengelilinginya berputar mengelilingi sumbunya. Aliran di bagian atas memiliki tekanan yang berdenyut bersamaan dengan perpindahan sudut inti, sementara itu sama dengan laju aliran volume atau kecepatan linier. Anemometer kawat panas konduktor atau elemen elektromekanis mengubah kecepatan atau frekuensi denyut untuk saluran pengukuran. Prosesnya terdiri dari dua fase: pertama, transfer aliran volume ke frekuensi vortex yang sedang berlangsung terbentuk presesi, kemudian frekuensi diubah menjadi sinyal.
Pengukur aliran jet berosilasi
Melewati nozzle, aliran gas atau cairan berada dalam diffuser dengan penampang berbentuk persegi panjang. Dalam beberapa kasus, aliran ditekan secara bergantian pada saat tertentu ke dinding diffuser yang berbeda. Properti elektrifikasi dari jet perangkat relaksasi mengurangi tekanan di wilayah atas pipa bypass, sementara di bagian bawah tetap sama dan gerakan dibuat yang mentransfer jet ke bagian bawah diffuser. Setelah itu, di rim pipe, sifat gerakannya berubah, jet berosilasi.
Jet, terjepit di elemen bawah diffuser di konverter balik hidraulik, hanya keluar sebagian melalui pipa keluar. Dalam lingkaransaluran atas mengalihkan proporsi jet dan ketika melewati nosel pertama, itu dipindahkan ke posisi bawah dalam aliran dari nosel kedua. Kemudian sebagian dipisahkan dan masuk ke saluran atas yang melewati, proses osilasi terjadi setelah transfer ke bawah, sementara terjadi perubahan tekanan secara simultan di kedua sisi aliran.
Konverter jenis ini lebih rasional. Karena itu, jalur osilasi yang ketat terbentuk dan ada efek langsung dari frekuensi osilasi pada laju aliran.
Vortex meter Yokogawa paling banyak digunakan pada pipa dengan diameter kecil, hingga maksimum 90 mm. Dalam beberapa kasus, perangkat jenis ini digunakan sebagai pengganti transduser parsial.
Saat ini, kualitas flowmeter manufaktur terus berkembang dan fitur-fitur baru bermunculan, terlepas dari kenyataan bahwa perangkat tersebut memiliki periode penggunaan yang cukup lama. Pengembang mencari solusi desain yang lebih efisien, menciptakan opsi teknologi yang lebih efektif.
