Pyörremittari on tilavuusvirtausmittari, joka hyödyntää luonnonilmiötä, joka tapahtuu, kun neste virtaa bluffiobjektin ympärillä.Vortex-virtausmittarit toimivat pyörteenpoistoperiaatteella, jossa pyörteet (tai pyörteet) leviävät vuorotellen kohteen alavirtaan.Pyörteen irtoamisen taajuus on suoraan verrannollinen mittarin läpi virtaavan nesteen nopeuteen.
Vortex-virtausmittarit soveltuvat parhaiten virtausmittauksiin, joissa liikkuvien osien käyttöönotto aiheuttaa ongelmia.Niitä on saatavana teollisuuslaatuisena, messinkinä tai kokonaan muovirakenteisena.Herkkyys prosessiolosuhteiden vaihteluille on alhainen ja ilman liikkuvia osia suhteellisen vähän kulumista verrattuna muuntyyppisiin virtausmittareihin.
Vortex-virtausmittarin suunnittelu
Pyörrevirtausmittari on tyypillisesti valmistettu 316 ruostumattomasta teräksestä tai Hastelloysta ja sisältää bluffirungon, pyörreanturikokoonpanon ja lähettimen elektroniikan – vaikka jälkimmäinen voidaan asentaa myös etänä (kuva 2).Niitä on tyypillisesti saatavana laippakokoina ½ tuumasta 12 tuumaan. Pyörremittarien asennettu hinta on kilpailukykyinen alle kuuden tuuman mittareiden kanssa.Kiekkorunkomittarit (laipattomat) ovat edullisimmillaan, kun taas laipalliset mittarit ovat suositeltavia, jos prosessineste on vaarallista tai sen lämpötila on korkea.
Bluff-rungon muotoja (neliö, suorakaiteen muotoinen, t-muotoinen, puolisuunnikkaan muotoinen) ja mittoja on kokeiltu haluttujen ominaisuuksien saavuttamiseksi.Testaus on osoittanut, että lineaarisuus, alhainen Reynolds-luvun rajoitus ja herkkyys nopeusprofiilin vääristymille vaihtelevat vain vähän bluffirungon muodon mukaan.Kooltaan bluffirungon leveyden tulee olla riittävän suuri osa putken halkaisijasta, jotta koko virtaus osallistuu irtoamiseen.Toiseksi, bluffirungossa on oltava ulkonevat reunat ylävirran pinnalla virtauksen erotuslinjojen kiinnittämiseksi virtausnopeudesta riippumatta.Kolmanneksi bluffirungon pituuden virtaussuunnassa on oltava tietty monikertainen bluffirungon leveydestä.
Nykyään suurin osa pyörremittareista käyttää pietsosähköisiä tai kapasitanssityyppisiä antureita painevärähtelyn havaitsemiseen bluffirungon ympärillä.Nämä ilmaisimet reagoivat painevärähtelyyn matalajännitteisellä lähtösignaalilla, jolla on sama taajuus kuin värähtelyllä.Tällaiset anturit ovat modulaarisia, edullisia, helposti vaihdettavia ja voivat toimia laajalla lämpötila-alueella – kryogeenisistä nesteistä tulistettuun höyryyn.Anturit voivat sijaita mittarin rungon sisällä tai ulkopuolella.Kastuneita antureita rasittavat suoraan pyörteen paineen vaihtelut ja ne on suljettu karkaistuihin koteloihin kestämään korroosiota ja eroosiota.
Ulkoiset anturit, tyypillisesti pietsosähköiset venymämittarit, havaitsevat pyörteen irtoamisen epäsuorasti erotuspalkkiin kohdistuvan voiman kautta.Ulkoisia antureita suositaan erittäin syövyttävissä/syövyttävissä sovelluksissa ylläpitokustannusten vähentämiseksi, kun taas sisäiset anturit tarjoavat paremman kantavuuden (parempi virtausherkkyys).Ne ovat myös vähemmän herkkiä putken tärinälle.Elektroniikkakotelo on yleensä räjähdys- ja säänkestävä, ja se sisältää elektronisen lähetinmoduulin, pääteliitännät ja valinnaisesti virtausnopeuden ilmaisimen ja/tai summaimen.
Vortex-virtausmittarin tyylit
Älykkäät pyörremittarit tarjoavat digitaalisen lähtösignaalin, joka sisältää enemmän tietoa kuin vain virtausnopeus.Virtausmittarin mikroprosessori voi automaattisesti korjata riittämättömät suorat putkiolosuhteet, porauksen halkaisijan ja maton halkaisijan väliset erot.
Sovellukset ja rajoitukset
Vortex-mittareita ei yleensä suositella annostelu- tai muihin ajoittaiseen virtaussovelluksiin.Tämä johtuu siitä, että annosteluaseman tippuvan virtausnopeuden asetus voi pudota alle mittarin Reynolds-luvun minimirajan.Mitä pienempi kokonaiserä on, sitä merkittävämpi tuloksena oleva virhe todennäköisesti on.
Matalapaineiset (pienitiheyksiset) kaasut eivät tuota tarpeeksi voimakasta painepulssia, varsinkaan jos nesteen nopeudet ovat alhaiset.Siksi on todennäköistä, että tällaisissa palveluissa mittarin kantavuus on huono ja pienet virtaukset eivät ole mitattavissa.Toisaalta, jos alennettu kantavuus on hyväksyttävää ja mittari on mitoitettu oikein normaalille virtaukselle, pyörrevirtausmittaria voidaan silti harkita.
Postitusaika: 21.3.2024