Vrtložni mjerač protoka je vrsta volumetrijskog mjerača protoka koji koristi prirodni fenomen koji se javlja kada tekućina teče oko strmog objekta. Vrtložni mjerači protoka rade na principu odbacivanja vrtloga, gdje se vrtlozi (ili virovi) naizmjenično odbacivaju nizvodno od objekta. Frekvencija odbacivanja vrtloga direktno je proporcionalna brzini tekućine koja teče kroz mjerač.
Vrtložni mjerači protoka su najpogodniji za mjerenja protoka gdje uvođenje pokretnih dijelova predstavlja problem. Dostupni su u industrijskoj kvaliteti, mesinganoj ili potpuno plastičnoj konstrukciji. Osjetljivost na promjene u procesnim uvjetima je niska, a bez pokretnih dijelova i relativno malo habanje u usporedbi s drugim vrstama mjerača protoka.
Dizajn vrtložnog mjerača protoka
Vrtložni mjerač protoka obično je izrađen od nehrđajućeg čelika 316 ili Hastelloy čelika i uključuje tijelo s ravnim profilom, sklop vrtložnog senzora i elektroniku transmitera - iako se potonji može montirati i odvojeno (Slika 2). Obično su dostupni u veličinama prirubnica od ½ inča do 12 inča. Cijena instalacije vrtložnih mjerača konkurentna je cijeni mjerača s otvorom blende u veličinama manjim od šest inča. Mjerači s tijelom pločice (bez prirubnice) imaju najnižu cijenu, dok se mjerači s prirubnicom preferiraju ako je procesna tekućina opasna ili je na visokoj temperaturi.
Oblici tijela blefa (kvadratni, pravougaoni, T-oblikovani, trapezoidni) i dimenzije su eksperimentalno ispitivani kako bi se postigle željene karakteristike. Testiranje je pokazalo da se linearnost, nisko ograničenje Reynoldsovog broja i osjetljivost na izobličenje profila brzine samo neznatno razlikuju u zavisnosti od oblika tijela blefa. Što se tiče veličine, tijelo blefa mora imati širinu koja je dovoljno veliki dio prečnika cijevi da cijeli tok učestvuje u odvajanju. Drugo, tijelo blefa mora imati izbočene rubove na uzvodnoj strani kako bi se fiksirale linije odvajanja toka, bez obzira na brzinu protoka. Treće, dužina tijela blefa u smjeru toka mora biti određeni višekratnik širine tijela blefa.
Danas, većina vrtložnih mjerača koristi piezoelektrične ili kapacitivne senzore za detekciju oscilacija pritiska oko tijela blifa. Ovi detektori reaguju na oscilacije pritiska niskonaponskim izlaznim signalom koji ima istu frekvenciju kao i oscilacije. Takvi senzori su modularni, jeftini, lako se zamjenjuju i mogu raditi u širokom rasponu temperaturnih raspona - od kriogenih tekućina do pregrijane pare. Senzori se mogu nalaziti unutar tijela mjerača ili izvan njega. Vlažni senzori su direktno opterećeni fluktuacijama vrtložnog pritiska i zatvoreni su u ojačanim kućištima kako bi izdržali efekte korozije i erozije.
Vanjski senzori, obično piezoelektrični mjerači naprezanja, indirektno osjećaju otpuštanje vrtloga putem sile koja se primjenjuje na šipku za otpuštanje. Vanjski senzori su poželjniji kod visoko erozivnih/korozivnih primjena radi smanjenja troškova održavanja, dok unutarnji senzori pružaju bolji raspon (bolju osjetljivost protoka). Također su manje osjetljivi na vibracije cijevi. Kućište elektronike je obično ocijenjeno kao otporno na eksploziju i vremenske uvjete i sadrži modul elektroničkog predajnika, završne priključke i opcionalno indikator protoka i/ili totalizator.
Stilovi Vortex mjerača protoka
Pametni vrtložni mjerači protoka pružaju digitalni izlazni signal koji sadrži više informacija od same brzine protoka. Mikroprocesor u mjeraču protoka može automatski korigirati nedovoljno ravne uvjete cijevi, razlike između promjera otvora i promjera cijevi.
Primjene i ograničenja
Vrtložni mjerači se obično ne preporučuju za šaržiranje ili druge primjene s povremenim protokom. To je zato što postavka brzine protoka kapanja na stanici za šaržiranje može pasti ispod minimalne granice Reynoldsovog broja mjerača. Što je manja ukupna šarža, to je vjerovatnije da će rezultirajuća greška biti značajnija.
Gasovi niskog pritiska (niske gustine) ne proizvode dovoljno jak impuls pritiska, posebno ako su brzine fluida male. Stoga je vjerovatno da će u takvim sistemima raspon mjerača biti loš i da mali protoci neće biti mjerljivi. S druge strane, ako je smanjeni raspon prihvatljiv i mjerač je pravilno dimenzioniran za normalan protok, vrtložni mjerač protoka se i dalje može razmotriti.
Vrijeme objave: 21. mart 2024.