เครื่องวัดอัตราการไหล Vortex คืออะไรและทำงานอย่างไร?

Vortex Flow คืออะไร: ฟิสิกส์เบื้องหลัง เครื่องวัดการไหลแบบวอร์เท็กซ์s

กระแสน้ำวนคืออะไร ในบริบทของการวัดการไหล? มันหมายถึงปรากฏการณ์การไหลของกระแสน้ำวน ซึ่งเป็นผลกระทบทางกลศาสตร์ของของไหลที่เกิดขึ้นเมื่อกระแสของของไหลพบกับวัตถุหน้าผา (ไม่คล่องตัว) ของไหลที่ไหลไม่สามารถเคลื่อนไปตามรูปทรงแหลมคมของลำตัวหน้าผา แยกออกจากพื้นผิว และก่อตัวเป็นกระแสน้ำวนสลับตามเข็มนาฬิกาและทวนเข็มนาฬิกาที่หลั่งออกมาจากทั้งสองด้านของลำตัวในรูปแบบซ้ำๆ สม่ำเสมอ รูปแบบของกระแสน้ำวนสลับนี้เรียกว่าถนนกระแสน้ำวนคาร์มัน ซึ่งตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์ชาวฮังการี-อเมริกัน ธีโอดอร์ ฟอน คาร์มาน ผู้กำหนดลักษณะของปรากฏการณ์นี้ทางคณิตศาสตร์ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20

หมายเลข Strouhal: เหตุใดความถี่ของกระแสน้ำวนจึงเท่ากับความเร็วการไหล

ความสัมพันธ์ทางกายภาพที่สำคัญที่ทำให้การไหลของกระแสน้ำวนมีประโยชน์สำหรับการวัดการไหลคือความสัมพันธ์แบบสโตรฮาล สำหรับเรขาคณิตของตัวถังหน้าผาที่กำหนดในไปป์ที่กำหนด อัตราส่วนของความถี่การไหลของกระแสน้ำวน (f) ต่อความเร็วของของไหล (V) หารด้วยขนาดคุณลักษณะของตัวถังหน้าผา (d) เป็นค่าคงที่ไร้มิติที่เรียกว่าเลขสโตรฮาล (St):

เซนต์ = f × d ÷ V

สำหรับตัวหน้าผาของมิเตอร์กระแสน้ำวนที่ได้รับการออกแบบมาอย่างดี หมายเลข Strouhal คือ คงที่ในช่วงหมายเลข Reynolds ประมาณ 10,000 ถึง 4,000,000 หมายความว่าความถี่การไหลออกจะเป็นสัดส่วนอย่างเคร่งครัดกับความเร็วตลอดช่วงกว้างนี้ การจัดเรียงความสัมพันธ์ Strouhal ใหม่ทำให้:

ฉ = เซนต์ × วี วอเตอร์ d

เนื่องจาก St และ d ถูกกำหนดตายตัวสำหรับตัวมิเตอร์ที่กำหนด การวัดความถี่ f โดยตรงจะให้ความเร็ว V และการคูณด้วยพื้นที่หน้าตัดของท่อที่ทราบจะได้อัตราการไหลของปริมาตร นี่คือหลักการทำงานทั้งหมดของก เครื่องวัดการไหลแบบวอร์เท็กซ์ : นับกระแสน้ำวน, คำนวณความเร็ว, คำนวณปริมาตร ของมิเตอร์ K-ปัจจัย (พัลส์ต่อหน่วยปริมาตร) เข้ารหัสหมายเลข Strouhal และรูปทรงของไปป์ที่รวมกันเป็นค่าคงที่การสอบเทียบเดียว ซึ่งจะแปลงจำนวนพัลส์ดิบเป็นอัตราการไหลในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของเครื่องส่งสัญญาณ

วิธีตรวจจับกระแสน้ำวน: เทคโนโลยีเซ็นเซอร์

ความผันผวนของแรงดันสลับที่สร้างขึ้นโดยกระแสน้ำวนที่หลั่งออกมามีขนาดเล็ก (โดยทั่วไป 0.1 ถึง 10% ของแรงดันเส้น ) แต่วัดผลได้ เชิงพาณิชย์ เครื่องวัดการไหลแบบวอร์เท็กซ์ การออกแบบใช้เทคโนโลยีเซ็นเซอร์หลายอย่างเพื่อตรวจจับความผันผวนของแรงดันเหล่านี้:

• เซ็นเซอร์เพียโซอิเล็กทริก: เทคโนโลยีการตรวจจับกระแสน้ำวนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด คริสตัลเพียโซอิเล็กทริกที่ติดตั้งอยู่ภายในหรือด้านหลังแท่งแยกจะสร้างประจุไฟฟ้าเล็กน้อยเพื่อตอบสนองต่อความเครียดทางกลที่เกิดจากความผันผวนของแรงดันแต่ละครั้ง เซ็นเซอร์เพียโซอิเล็กทริกมีความทนทาน ไม่ต้องใช้พลังงานจากภายนอกสำหรับตัวตรวจจับ และทำงานในช่วงอุณหภูมิที่กว้างมาก
• เซ็นเซอร์แบบคาปาซิทีฟ: ไดอะแฟรมบางจะเบนไปเพื่อตอบสนองต่อแรงดันกระแสน้ำวนสลับ ส่งผลให้ค่าความจุขององค์ประกอบเครื่องตรวจจับเปลี่ยนไป เซ็นเซอร์คาปาซิทีฟให้ความไวสูงที่อัตราการไหลต่ำ และใช้ในการออกแบบมิเตอร์ระดับพรีเมียมบางรุ่นเพื่อขยายความสามารถในการวัดช่วงไปสู่โหมดการไหลต่ำ
• การตรวจจับกระแสน้ำวนล้ำเสียง: การออกแบบมิเตอร์บางแบบใช้ลำแสงอัลตราโซนิกที่ตัดผ่านท่อในแนวตั้งฉากกับการไหล แต่ละกระแสน้ำวนที่ผ่านไปจะปรับลำแสงอัลตราโซนิก และความถี่การปรับนี้คือความถี่การไหลของกระแสน้ำวน การตรวจจับด้วยคลื่นอัลตราโซนิกไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเปียก และใช้ในการใช้งานที่มีความบริสุทธิ์สูงและมีฤทธิ์กัดกร่อน

จำนวนเรย์โนลด์สและการไหลขั้นต่ำ: ข้อจำกัดในทางปฏิบัติของกระแสน้ำวน

โดยทั่วไปความสัมพันธ์แบบสโตรฮาลจะอยู่เหนือจำนวนเรย์โนลด์สขั้นต่ำเท่านั้น มากกว่า 10,000 ถึง 20,000 ขึ้นอยู่กับการออกแบบมิเตอร์เฉพาะ หากต่ำกว่าเกณฑ์นี้ การไหลของกระแสน้ำวนจะไม่สม่ำเสมอและไม่เป็นช่วงๆ ทำให้การวัดการไหลที่แม่นยำเป็นไปไม่ได้ นี่เป็นการกำหนดอัตราการไหลขั้นต่ำที่วัดได้สำหรับของไหลที่กำหนดในขนาดมิเตอร์ที่กำหนด ความเร็วขั้นต่ำที่จำเป็นในการรักษา Re ให้สูงกว่า 10,000 ขึ้นอยู่กับความหนืดจลนศาสตร์ของของเหลว: สำหรับน้ำที่อุณหภูมิ 20°C จะมีค่าประมาณ 0.3 ถึง 0.5 ม./วินาที ในขณะที่น้ำมันที่มีความหนืด (มากกว่า 10 cSt) อาจสูงกว่านี้มาก ข้อจำกัดด้านจำนวน Reynolds นี้เป็นเหตุผลหลักที่มิเตอร์กระแสน้ำวนไม่เหมาะสำหรับการใช้งานของไหลที่มีความหนืดสูง

เครื่องวัดอัตราการไหลของน้ำวนแบบแทรก: การออกแบบ การติดตั้ง และการกำหนดขนาดสำหรับท่อขนาดใหญ่

ที่ เครื่องวัดอัตราการไหลวนแบบแทรก เป็นเครื่องมือสไตล์โพรบที่ออกแบบมาเพื่อสอดผ่านการต๊าปเพียงครั้งเดียวในผนังท่อ แทนที่จะติดตั้งแบบอินไลน์เป็นชิ้นสปูลเต็มรู โพรบขยายเข้าไปในหน้าตัดของท่อจนถึงระดับความลึกโดยสุ่มตัวอย่างความเร็วการไหลที่จุดใดจุดหนึ่ง และความเร็วจุดนี้จะใช้ในการคำนวณความเร็วเฉลี่ยและอัตราการไหลของปริมาตรของหน้าตัดของท่อทั้งหมดผ่านความสัมพันธ์ความเร็วต่อการไหลที่ปรับเทียบแล้ว มิเตอร์น้ำวนแบบแทรกเป็นตัวเลือกหลักสำหรับท่อที่อยู่เหนือระดับโดยประมาณ DN 200 (8 นิ้ว) ซึ่งมิเตอร์น้ำวนเต็มเจาะมีราคาแพงและหนักมาก

การสร้างเครื่องวัดอัตราการไหลแบบแทรก Vortex

แบบฉบับ เครื่องวัดอัตราการไหลวนแบบแทรก ประกอบด้วย:

• ตัวโพรบแทรก: เพลาโพรบทรงกระบอกหรือเพรียวบางที่ผ่านผนังท่อและเข้าสู่กระแสการไหล ความยาวของโพรบจะถูกจับคู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ ดังนั้นแถบแยกที่ปลายโพรบจึงอยู่ในตำแหน่งที่มีความลึกในการวัดที่เหมาะสม โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 15 ถึง 20% จากเส้นกึ่งกลางท่อ หรือที่เส้นกึ่งกลางนั้นขึ้นอยู่กับสมมติฐานโปรไฟล์ความเร็วที่ใช้ในการสอบเทียบ
• แถบเชดเดอร์ที่ปลายโพรบ: ตัวหน้าผารูปตัว T หรือรูปตัว D ที่สร้างกระแสน้ำวนไหลที่จุดวัด รูปทรงของตัวแยกเฉือนได้รับการประมวลผลเพื่อให้ได้ค่าความคลาดเคลื่อนที่เที่ยงตรงที่แม่นยำ เพื่อให้มั่นใจว่าได้หมายเลข Strouhal ที่สม่ำเสมอและทำซ้ำได้
• ต่อมบรรจุหรือการแยกบอลวาล์ว: ที่ probe is sealed against the pipe pressure by a packing gland at the point where the probe exits the pipe wall. Hot-tap insertion vortex meters include an isolation valve that allows the probe to be inserted or retracted while the pipe is under pressure and flow, without process interruption.
• ที่อยู่อาศัยเครื่องส่งสัญญาณ: ที่ electronics housing mounted on top of the probe, containing the signal conditioning circuitry, display (optional), and output electronics. The housing is rated to IP65 or IP67 for environmental protection.

การสอบเทียบความลึกของการแทรกและปัจจัยโปรไฟล์ความเร็ว

ที่ accuracy of an เครื่องวัดอัตราการไหลวนแบบแทรก ขึ้นอยู่กับการทราบความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วที่จุดแทรกและความเร็วเฉลี่ยตลอดหน้าตัดของท่อทั้งหมด ความสัมพันธ์นี้คือปัจจัยโปรไฟล์ความเร็ว (เรียกอีกอย่างว่าปัจจัยมิเตอร์หรือปัจจัยการแทรก) สำหรับโปรไฟล์การไหลของท่อแบบปั่นป่วนที่พัฒนาอย่างสมบูรณ์ อัตราส่วนของความเร็วเส้นศูนย์กลางต่อความเร็วเฉลี่ยจะอยู่ที่ประมาณ 1.2 ถึง 1.25 หมายความว่าความเร็วของเส้นกึ่งกลางสูงกว่าค่าเฉลี่ย 20 ถึง 25% เมื่อเสียบโพรบเข้ากับเส้นกึ่งกลาง ความเร็วที่วัดได้จึงต้องหารด้วยปัจจัยนี้เพื่อให้ได้ความเร็วเฉลี่ย ปัจจัยโปรไฟล์ความเร็วได้รับอิทธิพลจาก:

• หมายเลขท่อ Reynolds: ที่ profile factor varies with Reynolds number. Accurate flow measurement requires either knowing Re precisely or using a meter with an insertion depth that minimizes sensitivity to profile shape (often at approximately 1/6 of the pipe radius from the centerline).
• การรบกวนของท่อต้นน้ำ: การโค้งงอ วาล์ว ทีออฟ และการขยายหรือการหดตัวของท่อจะทำให้โปรไฟล์ความเร็วผิดเพี้ยนไปจากรูปทรงปั่นป่วนในอุดมคติ โปรไฟล์ที่บิดเบี้ยวต้องใช้ความยาวท่อตรงที่ยาวขึ้นหรือต้องใช้ตัวแก้ไขโปรไฟล์เพื่อให้ได้ความแม่นยำสูงสุด
• ความแม่นยำในความลึกของการแทรก: ที่ probe must be positioned at exactly the designed insertion depth. An error of ความลึกในการแทรก 10 มม บนท่อขนาด 500 มม. ทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดประมาณ 1 ถึง 3% ขึ้นอยู่กับรูปร่างโปรไฟล์ความเร็วที่จุดนั้นในหน้าตัดของท่อ

ข้อดีและข้อจำกัดของมิเตอร์แบบสอดเทียบกับเครื่องวัดน้ำวนแบบเต็มรู

เครื่องวัดอัตราการไหลของอากาศ Vortex: วัดอากาศอัด อากาศ HVAC และอากาศเผาไหม้

A เครื่องวัดการไหลของอากาศวน เป็นหนึ่งในเครื่องมือที่มีประโยชน์มากที่สุดสำหรับการวัดการไหลของอากาศในการใช้งานทางอุตสาหกรรม การพาณิชย์ และ HVAC อากาศนำเสนอทั้งข้อดีและความท้าทายสำหรับการวัดการไหลของกระแสน้ำวน: ความหนาแน่นต่ำหมายถึงความผันผวนของแรงดันที่เกิดจากกระแสน้ำวนต่ำ (ต้องมีการตรวจจับที่ละเอียดอ่อน) แต่ความหนืดต่ำหมายความว่าโดยทั่วไปแล้วเลข Reynolds จะสูงกว่าเกณฑ์ 10,000 ของกระแสน้ำวนไหลออก แม้ที่ความเร็วปานกลางในขนาดท่อมาตรฐาน

การตรวจวัดอากาศอัด: การใช้งานการไหลของอากาศแบบ Vortex ที่พบบ่อยที่สุด

โดยทั่วไประบบอัดอากาศในโรงงานผลิตจะทำงานที่ แรงดัน 6 ถึง 10 บาร์เกจ . การวัดปริมาณการใช้อากาศอัดอย่างแม่นยำถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการตรวจสอบพลังงาน การตรวจจับการรั่วไหล และการจัดสรรต้นทุนอากาศให้กับกระบวนการผลิต เครื่องวัดอัตราการไหลแบบ Vortex เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจวัดอากาศอัด เนื่องจาก:

• ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว: ท่อส่งอากาศอัดจะลำเลียงน้ำมัน น้ำ และอนุภาคจากคอมเพรสเซอร์ มิเตอร์น้ำวนที่ไม่มีชิ้นส่วนหรือแบริ่งที่เคลื่อนไหวจะเสี่ยงต่อการเปรอะเปื้อนและการสึกหรอน้อยกว่ามิเตอร์กังหันหรือมิเตอร์การเคลื่อนที่เชิงบวกในการให้บริการระบบอากาศอัด
• ช่วงการไหลกว้าง: ความต้องการอากาศอัดในการผลิตมีความผันแปรสูง โดยมีความต้องการตั้งแต่ใกล้ศูนย์ไปจนถึงความจุเต็มระบบตลอดกะและสถานการณ์การผลิตที่แตกต่างกัน อัตราส่วนการหมุนกลับของเครื่องวัดน้ำวนของ 20:1 ถึง 40:1 จัดการกับความแปรปรวนนี้ได้ดีกว่ามิเตอร์วัดค่าแรงดันต่างซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ที่ 3:1 ถึง 5:1
• เอาต์พุตปริมาตรหรือมวลพร้อมการชดเชย: ทันสมัย เครื่องวัดการไหลของอากาศวนs รวมเซ็นเซอร์อุณหภูมิและความดันไว้ในเครื่องมือเดียวกัน ช่วยให้สามารถส่งออกทั้งการไหลตามปริมาตรจริง (ที่สภาวะเส้น) และการไหลตามปริมาตรหรือการไหลของมวลมาตรฐาน (แก้ไขตามเงื่อนไขอ้างอิงโดยทั่วไปคือ 20°C และ 1 บาร์หรือ 0°C และ 1.01325 บาร์) นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการบัญชีพลังงาน โดยที่มวลของอากาศที่ใช้ (ไม่ใช่ปริมาตรที่ความดันในท่อ) จะเป็นตัวกำหนดต้นทุนพลังงานของคอมเพรสเซอร์

การวัดการไหลของอากาศ HVAC ด้วยเครื่องวัดกระแสน้ำวน

สำหรับการวัดการไหลของอากาศในท่อ HVAC ที่หรือใกล้ความดันบรรยากาศ เครื่องวัดอัตราการไหลวนแบบแทรกs ได้รับความนิยมเป็นพิเศษเนื่องจากโดยทั่วไปแล้วงานท่อ HVAC มีขนาดใหญ่ (DN 200 ถึง DN 1000 ขึ้นไป) และมีโครงสร้างโลหะแผ่นสี่เหลี่ยมหรือวงกลมซึ่งไม่สามารถติดตั้งมิเตอร์เต็มรูได้ มิเตอร์แบบสอดแบบโพรบได้รับการติดตั้งผ่านรูเดียวที่เจาะในผนังท่อ โดยไม่ต้องเปลี่ยนส่วนท่อ ข้อควรพิจารณาในการใช้งาน vortex ที่สำคัญของ HVAC:

• ช่วงความเร็ว: โดยทั่วไปความเร็วลมของท่อ HVAC จะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 2 ถึง 15 ม./วินาที . มิเตอร์น้ำวนทำงานได้อย่างสะดวกสบายในช่วงนี้ แม้ว่าส่วนล่างจะเข้าใกล้เกณฑ์หมายเลข Reynolds ขั้นต่ำสำหรับท่อขนาดเล็กก็ตาม สำหรับท่อจ่าย HVAC ที่ต่ำกว่า DN 150 ที่ความเร็วต่ำ ให้ยืนยันว่า Re เกิน 10,000 ที่สภาวะการไหลขั้นต่ำที่คาดหวัง ก่อนที่จะระบุมิเตอร์กระแสน้ำวน
• ความผิดเพี้ยนของโปรไฟล์ในระบบ HVAC: ท่อ HVAC ไม่ค่อยมีทางตรงที่เพียงพอต่อต้นทางของจุดตรวจวัด ข้อจำกัดด้านพื้นที่หมายความว่าข้อศอก ช่องระบายอากาศ พัดลมกระจาย และแดมเปอร์มักจะอยู่ต้นทางทันทีจากตำแหน่งที่ต้องวางมิเตอร์ สำหรับการติดตั้งดังกล่าว การวัดแบบพิโทต์เฉลี่ยแบบหลายจุดหรือมิเตอร์น้ำวนที่มีตัวปรับสภาพการไหลที่ต้นทางทันทีเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้ได้ความแม่นยำที่ยอมรับได้

การตรวจวัดส่วนผสมของอากาศจากการเผาไหม้และก๊าซธรรมชาติ

เครื่องวัดการไหลของอากาศ Vortex ใช้สำหรับการวัดการไหลของอากาศการเผาไหม้ในระบบหัวเผาอุตสาหกรรม หม้อไอน้ำ และเตาเผา โดยต้องควบคุมอัตราส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิง (อัตราส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิง) อย่างแม่นยำ เพื่อประสิทธิภาพการเผาไหม้และการปล่อยมลพิษ ในแอปพลิเคชันเหล่านี้ เครื่องวัดการไหลของอากาศวน เอาต์พุตจะถูกป้อนโดยตรงเข้าสู่ระบบการจัดการหัวเผาหรือตัวควบคุมการเผาไหม้ มิเตอร์จะต้องได้รับการจัดอันดับสำหรับอุณหภูมิอากาศที่สูงขึ้นซึ่งมักพบเห็นได้ในระบบอุ่นอากาศแบบเผาไหม้: อุณหภูมิอุ่นอากาศแบบเผาไหม้ทางอุตสาหกรรมของ 200 ถึง 400°C เป็นเรื่องปกติ และต้องระบุมิเตอร์ด้วยวัสดุเปียกที่มีอุณหภูมิสูงและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ชดเชยอุณหภูมิ

เครื่องวัดอัตราการไหลของน้ำวนสำหรับการใช้งานไอน้ำ: การวัดไอน้ำอิ่มตัวและความร้อนยวดยิ่ง

ที่ เครื่องวัดอัตราการไหลของน้ำวนสำหรับการใช้งานไอน้ำ เป็นหนึ่งในการใช้เทคโนโลยีวอร์เท็กซ์ที่มีความสำคัญทางเทคนิคและเชิงพาณิชย์มากที่สุด ในอดีต การวัดการไหลของไอน้ำถูกครอบงำโดยมิเตอร์ความดันแตกต่าง (DP) พร้อมแผ่นปาก แต่ความแม่นยำที่เหนือกว่า การบำรุงรักษาที่ต่ำกว่า และความสามารถในการไหลมวลโดยตรงของมิเตอร์น้ำวน ทำให้มิเตอร์กระแสน้ำวนเป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับการใช้งานไอน้ำในโรงงานกระบวนการและระบบสาธารณูปโภคที่ทันสมัย

เหตุใด Steam จึงท้าทายในการวัด และเหตุใด Vortex Meter จึง Excel

การวัดไอน้ำเป็นสิ่งที่ท้าทายด้วยเหตุผลหลายประการที่ทำให้เทคโนโลยีการวัดการไหลหลายอย่างไม่เหมาะสม:

• อุณหภูมิและความดันสูง: ระบบไอน้ำอุตสาหกรรมทำงานที่อุณหภูมิตั้งแต่ 100°C ถึง 400°C และแรงกดดันจาก 0.5 บาร์ ถึง 40 บาร์ สภาวะที่จำกัดการใช้เครื่องมือที่มีซีลยาง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เปียก หรือส่วนประกอบเทอร์โมพลาสติก
• ความหนาแน่นของตัวแปร: ความหนาแน่นของไอน้ำเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญทั้งกับอุณหภูมิและความดัน การวัดการไหลของมวลจำเป็นต้องทราบความหนาแน่นของของไหลที่สภาวะเส้น ไม่ว่าจะโดยการวัดความหนาแน่นโดยตรงหรือโดยการคำนวณความหนาแน่นจากอุณหภูมิและความดันที่วัดได้โดยใช้ตารางไอน้ำ มิเตอร์วัดแรงดันแตกต่างจะวัดการไหลตามปริมาตรและต้องมีการชดเชยความหนาแน่นแยกต่างหาก มิเตอร์น้ำวนที่มีการชดเชยอุณหภูมิและแรงดันในตัวให้เอาท์พุตการไหลของมวลโดยตรง
• ความเสี่ยงจากการควบแน่น: ท่อไอน้ำอาจมีคอนเดนเสทเหลวติดอยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสตาร์ทและในระบบที่มีการบำรุงรักษาไม่ดี ทากของเหลวที่โดนเซ็นเซอร์ดิฟเฟอเรนเชียลเพรสเชอร์หรือส่วนมิเตอร์ดิสเพลสเมนต์เชิงบวกอาจทำให้เกิดความเสียหายหรือการเปลี่ยนการสอบเทียบอย่างถาวร เครื่องวัดกระแสน้ำวนที่มีแท่งแยกโลหะแข็งและเซ็นเซอร์เพียโซอิเล็กทริกที่ทนทานสามารถทนต่อทากคอนเดนเสทได้ดีกว่าทางเลือกอื่นมาก
• ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว: ไอน้ำที่อุณหภูมิและความดันสูงต้องใช้ส่วนประกอบของอุปกรณ์ที่สามารถทนต่อการหมุนเวียนด้วยความร้อนซ้ำๆ การกระเพื่อมของแรงดัน และผลกระทบจากการกัดกร่อนของอนุภาคหรือหยดที่กักไว้ มิเตอร์น้ำวนไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวในกระแสการไหลที่อาจสึกหรอ ติดขัด หรือต้องเปลี่ยนใหม่เป็นระยะ

ไอน้ำอิ่มตัวเทียบกับไอน้ำร้อนยวดยิ่ง: ข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับเครื่องวัดกระแสน้ำวน

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบ Vortex จัดการทั้งไอน้ำอิ่มตัวและไอน้ำร้อนยวดยิ่ง แต่วิธีการวัดและการวัดเสริมที่จำเป็นจะแตกต่างกัน:

• ไอน้ำอิ่มตัว: ที่อุณหภูมิอิ่มตัว อุณหภูมิและความดันจะเชื่อมโยงกันด้วยกราฟความอิ่มตัวของไอน้ำ การวัดอุณหภูมิหรือความดันก็เพียงพอที่จะกำหนดสถานะของไอน้ำและคำนวณความหนาแน่นจากตารางไอน้ำได้ สำหรับการใช้งานไอน้ำอิ่มตัว ก เครื่องวัดอัตราการไหลของน้ำวนสำหรับการใช้งานไอน้ำ ด้วยเซ็นเซอร์ความดันในตัว (และเซ็นเซอร์อุณหภูมิเสริม) จึงสามารถคำนวณความหนาแน่นแบบเรียลไทม์และการไหลของมวลเอาต์พุตได้โดยตรง ช่วงเซ็นเซอร์ความดันรวมโดยทั่วไปสำหรับมิเตอร์ไอน้ำอิ่มตัวคือ 0 ถึง 25 บาร์สัมบูรณ์ ด้วยความแม่นยำของ ±0.1 ถึง ±0.5% .
• ไอน้ำร้อนยวดยิ่ง: ไอน้ำร้อนยวดยิ่งอยู่ในสถานะก๊าซโดยสมบูรณ์โดยไม่มีของเหลวอยู่ ความหนาแน่นขึ้นอยู่กับทั้งอุณหภูมิและความดันอย่างเป็นอิสระ มิเตอร์น้ำวนสำหรับไอน้ำร้อนยวดยิ่งต้องตรวจวัดทั้งอุณหภูมิของท่อและแรงดันของท่อ และใช้สมการสถานะไอน้ำ (โดยทั่วไปจากตารางไอน้ำมาตรฐาน IAPWS-IF97) เพื่อคำนวณความหนาแน่นแบบเรียลไทม์ ผลลัพธ์ของการไหลของมวลจะเป็นดังนี้: การไหลของมวล = การไหลเชิงปริมาตร × ความหนาแน่น(T, P) หลายตัวแปรที่ทันสมัยที่สุด เครื่องส่งสัญญาณการไหลแบบกระแสน้ำวนs ทำการคำนวณนี้เป็นการภายใน

ข้อมูลจำเพาะของวัสดุและอุณหภูมิของเครื่องวัด Steam Vortex

สำหรับบริการไอน้ำ ตัวเครื่องมิเตอร์กระแสน้ำวนและส่วนประกอบภายในต้องเป็นไปตามข้อกำหนดวัสดุเฉพาะ:

• วัสดุตัวเครื่อง: เหล็กกล้าคาร์บอน ASTM A105 หรือเหล็กกล้าไร้สนิม ASTM A182 (SS316 / SS316L) สำหรับบริการไอน้ำมาตรฐาน สำหรับไอน้ำแรงดันสูงที่สูงกว่า 25 บาร์หรือไอน้ำที่มีสารเจือปนที่มีฤทธิ์กัดกร่อน (ซัลเฟอร์ คลอไรด์) จะมีการระบุ SS316 หรือโลหะผสมที่สูงกว่า (Hastelloy C, Duplex SS)
• ระดับอุณหภูมิ: มาตรฐาน เครื่องวัดอัตราการไหลของน้ำวนสำหรับการใช้งานไอน้ำ ได้รับการจัดอันดับให้เป็น 260°C ถึง 320°C . รุ่นที่มีอุณหภูมิสูงสำหรับไอน้ำร้อนยวดยิ่งได้รับการจัดอันดับให้เป็น 400°ซ to 450°C โดยทั่วไปจะใช้การออกแบบคอแบบขยายที่จะย้ายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของเครื่องส่งสัญญาณออกจากการเชื่อมต่อกระบวนการที่ร้อน เพื่อให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อยู่ภายในช่วงการทำงานที่ระบุ
• ระดับความดัน: มาตรฐาน wafer-body vortex meters are rated to PN 40 (40 บาร์) ในขนาด DN 15 ถึง DN 100 โดยทั่วไปแล้วตัวหน้าแปลนในช่วงขนาดเดียวกันจะมีพิกัดแรงดัน ANSI Class 300 หรือ Class 600 ที่สอดคล้องกับ 51 บาร์ และ 102 บาร์ ตามลำดับที่อุณหภูมิการทำงาน 38°C

เครื่องส่งสัญญาณการไหลแบบ Vortex: อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เอาต์พุต และโปรโตคอลการสื่อสาร

A เครื่องส่งสัญญาณการไหลแบบกระแสน้ำวน เป็นโมดูลอิเล็กทรอนิกส์ที่รับสัญญาณพัลส์กระแสน้ำวนแบบดิบจากเซ็นเซอร์ (เพียโซอิเล็กทริก, คาปาซิทีฟ หรืออัลตราโซนิก) ประมวลผลผ่านการปรับสภาพสัญญาณและอัลกอริธึมการกรอง คำนวณอัตราการไหล และส่งผลลัพธ์ไปยังระบบควบคุมหรือระบบเก็บข้อมูลผ่านสัญญาณเอาท์พุตมาตรฐานตั้งแต่หนึ่งสัญญาณขึ้นไป ในเครื่องมือสมัยใหม่ ตัวส่งสัญญาณถูกรวมเข้ากับตัวเครื่องมิเตอร์แทนที่จะเป็นอุปกรณ์ติดตั้งระยะไกลแยกต่างหาก ทำให้ชุดประกอบขนาดกะทัดรัดมีชื่อว่า "เครื่องส่งสัญญาณอัจฉริยะ"

การปรับสภาพสัญญาณ: จากพัลส์ดิบไปจนถึงสัญญาณการไหลที่สะอาด

ที่ raw signal from a vortex sensor is a low-amplitude alternating signal whose frequency represents the vortex shedding rate. In process environments, this signal is contaminated by several sources of interference that the เครื่องส่งสัญญาณการไหลแบบกระแสน้ำวน ต้องปฏิเสธ:

• การสั่นสะเทือนของท่อ: การสั่นสะเทือนทางกลจากปั๊ม คอมเพรสเซอร์ และเสียงสะท้อนเชิงโครงสร้างที่จับคู่กันเข้ากับตัวมิเตอร์ และสร้างสัญญาณปลอมที่เซ็นเซอร์ซึ่งอาจตีความผิดว่าเป็นพัลส์กระแสน้ำวน เครื่องส่งสัญญาณสมัยใหม่ใช้การประมวลผลสัญญาณแบบปรับตัวและอัลกอริธึมการแบ่งความถี่เพื่อแยกแยะความถี่กระแสน้ำวนที่แท้จริง (ซึ่งติดตามการไหลเปลี่ยนแปลงอย่างราบรื่น) จากสัญญาณรบกวนที่เกิดจากการสั่นสะเทือน (ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นบรอดแบนด์หรือที่ความถี่ฮาร์มอนิกคงที่)
• เสียงไหลต่ำ: เมื่อใกล้กับอัตราการไหลขั้นต่ำที่ตรวจพบได้ การไหลของน้ำวนจะไม่สม่ำเสมอ และกระแสน้ำวนแต่ละตัวจะแยกแยะได้ยากจากเสียงรบกวน เครื่องส่งสัญญาณขั้นสูงใช้การวิเคราะห์ทางสถิติของสัญญาณเพื่อตรวจจับการมีอยู่ของความถี่กระแสน้ำวนที่สอดคล้องกัน แม้ในอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนที่ต่ำมาก ซึ่งจะเป็นการขยายอัตราการไหลขั้นต่ำที่มีประสิทธิผล
• การรบกวนทางไฟฟ้า (EMI/RFI): สภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมประกอบด้วยสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความเข้มข้นสูงจากไดรฟ์แบบปรับความเร็วได้ สายไฟ อุปกรณ์เชื่อม และเครื่องส่งสัญญาณวิทยุ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของเครื่องส่งสัญญาณต้องมีการป้องกัน การกรอง และการแยกที่เพียงพอ เพื่อป้องกันไม่ให้สัญญาณเหล่านี้ส่งผลต่อการวัด

สัญญาณเอาท์พุตและโปรโตคอลการสื่อสาร

A เครื่องส่งสัญญาณการไหลแบบกระแสน้ำวน ให้สัญญาณเอาท์พุตต่อไปนี้ตั้งแต่หนึ่งสัญญาณขึ้นไป ขึ้นอยู่กับรุ่นและการกำหนดค่า:

• เอาต์พุตอะนาล็อก 4 ถึง 20 mA: ที่ universal industry standard for flow rate transmission. The transmitter maps 4 mA to zero flow (or the configured zero of the output range) and 20 mA to the maximum configured flow rate. The 4 to 20 mA signal is immune to line resistance effects (within cable resistance limits) and easy to connect to any PLC, DCS, or panel meter input.
• เอาต์พุตพัลส์ (เอาต์พุตความถี่): รถไฟพัลส์แบบดิจิทัลซึ่งแต่ละพัลส์แทนปริมาตรของเหลวคงที่ (K-factor ของมิเตอร์) พัลส์เอาท์พุตใช้สำหรับการรวมยอดในระบบควบคุมแบทช์ ระบบการจัดการพลังงาน และการใช้งานการถ่ายโอนการควบคุมดูแล ซึ่งจำเป็นต้องมีตัวนับแบบรวมมากกว่าการแสดงอัตราการไหลทันที
• โปรโตคอลฮาร์ต: HART (Highway Addressable Remote Transducer) เป็นโปรโตคอลการสื่อสารดิจิทัลที่ซ้อนทับบนสัญญาณอะนาล็อก 4 ถึง 20 mA ช่วยให้สามารถสื่อสารดิจิทัลแบบสองทิศทางสำหรับการกำหนดค่า การวินิจฉัย และการเข้าถึงตัวแปรรอง (อุณหภูมิ ความดัน ความหนาแน่น) โดยไม่ต้องเดินสายเพิ่มเติม HART เป็นโปรโตคอลดิจิทัลที่มีการใช้งานกันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในอุตสาหกรรมกระบวนการ และเป็นมาตรฐานสำหรับผลิตภัณฑ์สมัยใหม่เกือบทั้งหมด เครื่องส่งสัญญาณการไหลแบบกระแสน้ำวนs .
• มูลนิธิ Fieldbus และ PROFIBUS PA: โปรโตคอลฟิลด์บัสแบบดิจิทัลทั้งหมดที่อนุญาตให้เครื่องมือหลายตัวใช้สายเคเบิลคู่เดียวร่วมกัน ให้การวินิจฉัยและการกำหนดค่าเต็มรูปแบบจากห้องควบคุม และรองรับคุณสมบัติขั้นสูง เช่น การดำเนินการบล็อกฟังก์ชันภายในตัวส่งสัญญาณเอง ใช้ในโรงงานกระบวนการสร้างใหม่และการขยายโรงกลั่นซึ่งมีการระบุโครงสร้างพื้นฐานดิจิทัลเต็มรูปแบบ
• Modbus RTU หรือ TCP/IP: ใช้ในการบำบัดน้ำ ระบบอัตโนมัติในอาคาร และระบบ HVAC ที่รองรับ Modbus SCADA หรือระบบการจัดการอาคารเป็นมาตรฐาน มากมาย เครื่องวัดอัตราการไหลวนแบบแทรกs สำหรับการใช้งาน HVAC และน้ำจะมี Modbus RS-485 เป็นเอาต์พุตมาตรฐาน

เครื่องส่ง Vortex แบบหลายตัวแปร: อุณหภูมิ ความดัน และความหนาแน่นแบบบูรณาการ

ที่ multivariable เครื่องส่งสัญญาณการไหลแบบกระแสน้ำวน รวมการวัดอุณหภูมิ (RTD หรือเทอร์โมคัปเปิล) การวัดความดัน (ตัวแปลงสัญญาณความดันในตัว) และการวัดการไหล (เซ็นเซอร์กระแสน้ำวน) ไว้ในแพ็คเกจเครื่องมือเดียว เครื่องส่งสัญญาณจะคำนวณความหนาแน่นของของเหลวแบบเรียลไทม์จากอุณหภูมิและความดันที่วัดได้โดยใช้สมการสถานะของไอน้ำ ก๊าซธรรมชาติ อากาศ และของเหลวในกระบวนการทั่วไปอื่นๆ ในตัว จากนั้นคูณการไหลตามปริมาตรด้วยความหนาแน่นที่คำนวณได้ เพื่อให้ได้การไหลของมวลออกมาโดยตรง ประโยชน์หลักของเครื่องส่งสัญญาณหลายตัวแปร:

• จำนวนเครื่องมือที่ลดลง: เครื่องส่งสัญญาณวอร์เท็กซ์แบบหลายตัวแปรหนึ่งตัวมาแทนที่มิเตอร์กระแสน้ำวนพร้อมเครื่องส่งสัญญาณอุณหภูมิพร้อมเครื่องส่งสัญญาณแรงดันและคอมพิวเตอร์การไหลภายนอก ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนการจัดซื้อ การติดตั้ง การบำรุงรักษา และการสอบเทียบได้อย่างมาก
• ความแม่นยำในการไหลของมวลที่เข้มงวดมากขึ้น: เมื่อวัดอุณหภูมิและความดันที่จุดเดียวกันทุกประการกับความเร็วการไหลและประมวลผลภายในระบบอิเล็กทรอนิกส์เดียวกัน ข้อผิดพลาดทางเวลาและเชิงพื้นที่จากเครื่องมือที่แยกกันจะหมดไป ซึ่งช่วยเพิ่มความแม่นยำในการไหลของมวลเมื่อเปรียบเทียบกับระบบที่วัดอุณหภูมิและความดันที่จุดแยกกัน
• การไหลของพลังงาน (การไหลของความร้อน) เอาท์พุต: สำหรับการใช้งานไอน้ำและน้ำร้อน เครื่องส่งสัญญาณหลายตัวแปรสามารถส่งออกพลังงานที่ไหลออกมา (เป็นเมกะจูลต่อชั่วโมงหรือ BTU ต่อชั่วโมง) โดยการรวมการไหลของมวลเข้ากับเอนทาลปีของของไหลที่ได้จากการวัดอุณหภูมิและความดัน พลังงานที่ส่งออกโดยตรงนี้ใช้ในการสูบจ่ายไอน้ำสำหรับการเรียกเก็บเงินค่าสาธารณูปโภคและการจัดการพลังงานโดยไม่ต้องใช้คอมพิวเตอร์ไหลภายนอก

การติดตั้งมิเตอร์ Vortex: ข้อกำหนดของท่อตรง การวางแนว และการทดสอบเดินเครื่อง

การติดตั้งที่ถูกต้องเป็นปัจจัยเดียวที่สำคัญที่สุดในการพิจารณาว่าก เครื่องวัดการไหลแบบวอร์เท็กซ์ บรรลุความแม่นยำตามที่ระบุไว้ในการบริการ แม้แต่มิเตอร์ที่ได้รับการสอบเทียบอย่างดีที่สุดก็ยังให้ผลลัพธ์ที่ไม่ดีหากติดตั้งโดยไม่มีท่อตรงต้นทางที่เพียงพอ ในทิศทางที่ดักก๊าซหรือของเหลวในตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง หรือไม่สนใจการเชื่อมต่อของกระบวนการ

ข้อกำหนดท่อตรงต้นน้ำและปลายน้ำ

เครื่องวัดอัตราการไหล Vortex ต้องการโปรไฟล์ความเร็วที่ได้รับการพัฒนาอย่างเต็มที่และไม่บิดเบี้ยวเพื่อให้ได้ความแม่นยำในการสอบเทียบ การรบกวนของท่อต้นน้ำ (ส่วนโค้ง วาล์ว ตัวขยาย ตัวลด) บิดเบือนโปรไฟล์และทำให้เกิดข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบ ข้อกำหนดท่อตรงขั้นต่ำ (D = เส้นผ่านศูนย์กลางภายในท่อ):

• โค้งงอ 90 องศาเดี่ยว: ขั้นต่ำ 15D ต้นน้ำ ของมิเตอร์
• การโค้งงอ 90 องศาสองครั้งในระนาบเดียวกัน: ขั้นต่ำ 20D ต้นน้ำ
• การโค้งงอ 90 องศาสองครั้งในระนาบที่แตกต่างกัน (อยู่นอกระนาบ): ขั้นต่ำ 25D ต้นน้ำ
• วาล์วประตูเปิดเต็มที่หรือบอลวาล์ว: ขั้นต่ำ 10D ต้นน้ำ
• วาล์วควบคุม (เปิดบางส่วน): ขั้นต่ำ 30D ถึง 50D ต้นน้ำ เนื่องจากการบิดเบือนโปรไฟล์อย่างรุนแรง
• ข้อกำหนดขั้นปลาย: ขั้นต่ำ 5D ดาวน์สตรีม ของมิเตอร์ before any fitting or valve

เมื่อไม่สามารถตอบสนองข้อกำหนดของท่อตรงเหล่านี้ได้เนื่องจากข้อจำกัดด้านพื้นที่ ครีมนวดผมแบบไหล (เช่นมัดท่อ แผ่นเจาะรู หรือน้ำยาปรับสภาพชนิด CPA 50E) ที่ติดตั้งไว้เหนือมิเตอร์ทันทีสามารถลดการเดินท่อตรงที่ต้องการลงได้ 10D หรือน้อยกว่า โดยการทำให้โปรไฟล์การไหลเป็นเนื้อเดียวกันก่อนที่จะถึงมิเตอร์

การวางแนวการติดตั้ง: ท่อแนวนอน แนวตั้ง และท่อเอียง

เครื่องวัดการไหลแบบวอร์เท็กซ์s สามารถติดตั้งในท่อแนวนอน แนวตั้ง หรือท่อเอียงได้ แต่ต้องพิจารณาการวางแนวการติดตั้งของเครื่องส่งและทิศทางการไหลที่สัมพันธ์กับแรงโน้มถ่วง:

• การติดตั้งท่อแนวนอน: ที่ transmitter housing should be mounted to the side (at 3 o'clock or 9 o'clock position on the pipe) rather than on top (12 o'clock) for steam or gas service, to prevent condensate accumulation in the meter body. For liquid service, side mounting is also preferred to prevent gas pockets from accumulating at the top of the meter body.
• การติดตั้งท่อแนวตั้ง: สำหรับการบริการของเหลว ทิศทางการไหลจะต้องขึ้น (จากล่างขึ้นบน) ในการติดตั้งท่อแนวตั้งเพื่อให้แน่ใจว่าตัวมิเตอร์ยังคงมีของเหลวอยู่ การไหลลงในท่อแนวตั้งที่ให้บริการของเหลวสามารถสร้างเงื่อนไขการเติมบางส่วนที่ทำให้ความแม่นยำลดลงอย่างมาก สำหรับบริการก๊าซและไอน้ำ ทิศทางการไหลขึ้นหรือลงเป็นที่ยอมรับในการติดตั้งในแนวตั้ง
• การวางแนวเครื่องส่งสัญญาณ: ที่ transmitter housing and display should face a direction that allows easy reading by operators and easy access for maintenance without awkward postures. On horizontal pipes, the transmitter is typically rotatable to any orientation in 90-degree increments after meter installation to optimize readability.

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับเครื่องวัดอัตราการไหล Vortex

1. Vortex Flow คืออะไร และ เครื่องวัดการไหลแบบวอร์เท็กซ์ ใช้สำหรับการวัดอย่างไร

กระแสน้ำวนคืออะไร ในแง่ของการวัด? เป็นปรากฏการณ์ของการไหลของกระแสน้ำวน Karman: เมื่อของไหลไหลผ่านส่วนที่เป็นหน้าผา (แถบกระแสน้ำวน) กระแสน้ำวนที่สลับกันจะถูกปล่อยออกมาจากแต่ละด้านของร่างกายในรูปแบบปกติ ความถี่การไหลจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเร็วของของไหลผ่านความสัมพันธ์แบบสโตรฮาล (f = St × V ÷ d) ก เครื่องวัดการไหลแบบวอร์เท็กซ์ นับความถี่นี้โดยใช้เซ็นเซอร์เพียโซอิเล็กทริกหรือคาปาซิทีฟ แปลงความถี่เป็นความเร็ว คูณด้วยพื้นที่ท่อ และส่งออกอัตราการไหลของปริมาตรหรือมวล ตัวเลข Strouhal ยังคงที่สำหรับตัวเลข Reynolds ที่สูงกว่าประมาณ 10,000 ถึง 4,000,000 ทำให้เป็นการวัดเชิงเส้นในช่วงกว้างนี้

2. ข้อดีของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบน้ำวนแบบแทรกเหนือเครื่องวัดแบบอินไลน์แบบเจาะเต็มมีข้อดีอย่างไร

อ เครื่องวัดอัตราการไหลวนแบบแทรก มีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนอย่างมากสำหรับท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ ซึ่งมิเตอร์อินไลน์เจาะเต็มต้องใช้แกนท่อที่มีหน้าแปลนขนาดใหญ่ หนัก และมีราคาแพง มิเตอร์วัดการแทรกใช้การต๊าปท่อเพียงตัวเดียว สามารถต๊าปร้อนได้ (ติดตั้งโดยไม่ต้องปิดกระบวนการบนระบบที่มีแรงดัน) สร้างแรงดันตกที่ต่ำมาก (เฉพาะโพรบเท่านั้น ไม่เจาะเต็ม) และจัดการขนาดท่อตั้งแต่ DN 50 ถึง DN 2000 ขึ้นไปด้วยการออกแบบโพรบขนาดกะทัดรัดเหมือนกัน ข้อดีคือความแม่นยำ: โดยทั่วไปแล้วมิเตอร์แทรกจะบรรลุผลสำเร็จ ±1.5 ถึง ±3.0% ของการอ่าน เทียบกับ ±0.5 ถึง ±1.0% สำหรับการออกแบบเจาะเต็ม เนื่องจากการวัดความเร็วจุดทำให้เกิดความไม่แน่นอนเพิ่มเติมจากสมมติฐานโปรไฟล์ความเร็ว

3. เครื่องวัดอัตราการไหลของอากาศแบบวอร์เท็กซ์เหมาะสำหรับการวัดการใช้พลังงานลมอัดหรือไม่

ใช่. ก เครื่องวัดการไหลของอากาศวน ด้วยการชดเชยอุณหภูมิและความดันในตัว เหมาะอย่างยิ่งสำหรับบัญชีพลังงานลมอัด เครื่องทรานสมิตเตอร์หลายตัวแปรจะแปลงการไหลตามปริมาตรตามเส้นไปเป็นการไหลตามปริมาตรมาตรฐาน (อ้างอิงถึงเงื่อนไขมาตรฐานที่กำหนดไว้) หรือแปลงเป็นการไหลของมวลโดยตรง ซึ่งเป็นตัวกำหนดพลังงานของคอมเพรสเซอร์ที่ใช้ อัตราส่วนการหมุนกลับสูงของเครื่องวัดกระแสน้ำวน ( 20:1 ถึง 40:1 ) จัดการกับความต้องการอากาศอัดที่หลากหลายในกะและสถานะการผลิต และการออกแบบชิ้นส่วนที่ไม่มีการเคลื่อนที่นั้นเหมาะอย่างยิ่งกับอากาศอัดที่อาจมีน้ำมันหรือความชื้นติดอยู่

4. เหตุใดจึงเลือกใช้เครื่องวัดอัตราการไหลของน้ำวนสำหรับการใช้งานไอน้ำบนแผ่นปาก

A เครื่องวัดอัตราการไหลของน้ำวนสำหรับการใช้งานไอน้ำ มีประสิทธิภาพเหนือกว่ามิเตอร์วัดความดันแตกต่างแบบแผ่นปากแบบดั้งเดิมในบริการไอน้ำด้วยเหตุผลหลายประการ: ให้ความแม่นยำที่สูงกว่า ( ±1.0% ของการอ่าน เทียบกับ ±2 ถึง ±3% สำหรับการติดตั้งออริฟิสทั่วไป) ให้ช่วงกว้างกว่ามาก ( 20:1 ถึง 30:1 เทียบกับ 3:1 ถึง 5:1 สำหรับ DP) ไม่ต้องใช้เส้นอิมพัลส์ที่สามารถเสียบหรือแข็งตัวได้ ไม่มีแผ่นปากบางที่สึกกร่อนภายใต้ไอน้ำ และในรูปแบบหลายตัวแปรให้เอาท์พุตการไหลของมวลโดยตรงโดยไม่ต้องใช้คอมพิวเตอร์การไหลแยกต่างหาก มิเตอร์น้ำวนยังจัดการทากคอนเดนเสทได้ดีกว่ามิเตอร์ DP ที่มีขาเปียก

5. เครื่องส่งสัญญาณการไหลแบบวอร์เท็กซ์มีเอาต์พุตอะไรบ้าง

A เครื่องส่งสัญญาณการไหลแบบกระแสน้ำวน โดยทั่วไปแล้วจะจัดให้มี เอาต์พุตอะนาล็อก 4 ถึง 20 mA แสดงถึงอัตราการไหล เอาต์พุตพัลส์หรือความถี่ เพื่อบูรณาการและการสื่อสารแบบดิจิทัลผ่าน โปรโตคอลฮาร์ต (ที่พบบ่อยที่สุด), FOUNDATION Fieldbus, PROFIBUS PA หรือ Modbus RTU/TCP ขึ้นอยู่กับรุ่น เครื่องส่งหลายตัวแปรอาจมีเอาต์พุต 4 ถึง 20 mA หลายช่องหรือส่งตัวแปรทั้งหมด (การไหล อุณหภูมิ ความดัน ความหนาแน่น การไหลของมวล) ผ่านการเชื่อมต่อฟิลด์บัสดิจิทัลจุดเดียว พัลส์เอาท์พุตมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการถ่ายโอนการควบคุมและการควบคุมแบทช์ ซึ่งจำเป็นต้องมีตัวนับปริมาตรของเหลวตามจริงมากกว่าสัญญาณอัตราทันที

6. Vortex Flowmeter สามารถวัดทั้งก๊าซและของเหลวในมิเตอร์เดียวกันได้หรือไม่

ที่ same physical vortex meter body can measure both gases and liquids because the Strouhal relationship is valid for any fluid above the minimum Reynolds number threshold. However, the meter must be correctly sized for each fluid (velocity range requirements differ significantly between gases and liquids due to density differences), and the transmitter must be configured with the correct fluid properties for each service. In practice, a meter sized for a gas application is typically too large for a liquid application in the same pipe because liquid requires much lower velocities for the same mass flow. Most users specify separate meters for gas and liquid service rather than attempting to use the same meter for both.

7. อัตราการไหลขั้นต่ำที่ Vortex Flowmeter สามารถวัดได้คือเท่าใด

ที่ minimum measurable flow rate of a เครื่องวัดการไหลแบบวอร์เท็กซ์ ถูกกำหนดโดยเกณฑ์หมายเลข Reynolds สำหรับการไหลเวียนของกระแสน้ำวนที่เสถียร โดยทั่วไปคือ Re > 10,000 ถึง 20,000 ขึ้นอยู่กับการออกแบบมิเตอร์ สำหรับน้ำที่อุณหภูมิ 20°C ใน DN 50 เมตร ค่านี้สอดคล้องกับความเร็วขั้นต่ำประมาณ 0.3 ถึง 0.5 ม./วินาที และอัตราการไหลขั้นต่ำประมาณ 0.3 ถึง 0.6 ลบ.ม./ชม . สำหรับก๊าซและไอน้ำ ความเร็วต่ำสุดอาจเป็นได้ 1 ถึง 3 เมตร/วินาที เนื่องจากตัวเลขเรย์โนลด์สที่ต่ำกว่าต่อหน่วยความเร็วในของไหลความหนาแน่นต่ำ ควรใช้ซอฟต์แวร์กำหนดขนาดของผู้ผลิตเพื่อยืนยันความสามารถในการไหลขั้นต่ำสำหรับของไหล อุณหภูมิ ความดัน และขนาดท่อที่เฉพาะเจาะจง

8. ต้องใช้ท่อตรงจำนวนเท่าใดที่ต้นน้ำของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบวอร์เท็กซ์?

ข้อกำหนดท่อตรงต้นน้ำสำหรับ เครื่องวัดการไหลแบบวอร์เท็กซ์ มีตั้งแต่ 10D ถึง 50D ขึ้นอยู่กับประเภทสัญญาณรบกวนต้นน้ำ การโค้งงอ 90 องศาเพียงครั้งเดียวต้องใช้มุมอย่างน้อย 15D; การโค้งงอนอกระนาบสองครั้งต้องใช้ 25D วาล์วควบคุมที่เปิดบางส่วนต้องใช้ 30D ถึง 50D ขั้นปลายน้ำ ต้องมีอย่างน้อย 5D ก่อนข้อต่อหรือวาล์วใดๆ เมื่อพื้นที่การติดตั้งไม่เพียงพอ เครื่องปรับสภาพการไหลจะลดข้อกำหนดอัปสตรีมลงเหลือประมาณ 10D โดยไม่คำนึงถึงการกำหนดค่าอัปสตรีม ที่ เครื่องวัดอัตราการไหลวนแบบแทรก โดยทั่วไปต้องใช้ท่อตรงต้นน้ำมากกว่ามิเตอร์เต็มรู (15D ถึง 30D) เนื่องจากการวัดความเร็วจุดมีความไวต่อการบิดเบือนโปรไฟล์มากกว่า

9. ของเหลวชนิดใดที่ไม่เหมาะสำหรับเครื่องวัดอัตราการไหลแบบวอร์เท็กซ์

เครื่องวัดการไหลแบบวอร์เท็กซ์s ไม่เหมาะสำหรับ: ของไหลที่มีความหนืดสูง (สูงกว่าประมาณ 10 ถึง 20 cSt ที่อุณหภูมิใช้งาน) ซึ่งไม่สามารถรักษาเลขเรย์โนลด์สไว้ได้มากกว่า 10,000 ที่ความเร็วการไหลในทางปฏิบัติ สารละลายและของเหลวที่มีปริมาณของแข็งสูงซึ่งอาจกัดกร่อนแถบเลื่อนหรือสะสมบนเซ็นเซอร์ การไหลแบบหลายเฟสซึ่งมีของเหลวและก๊าซปรากฏพร้อมกันในปริมาณที่มีนัยสำคัญ (ไอน้ำเปียกที่มีคุณภาพต่ำกว่าประมาณ 0.8 หรือของเหลวที่มีก๊าซมากกว่าประมาณ 2% โดยปริมาตร) การไหลแบบเป็นจังหวะซึ่งความถี่ของการเต้นเป็นจังหวะทับซ้อนกับช่วงความถี่ของกระแสน้ำวนที่คาดหวัง และอัตราการไหลที่ต่ำมากในท่อขนาดเล็กซึ่งไม่สามารถบรรลุความเร็วขั้นต่ำที่ต้องการได้โดยไม่เกินกว่าแรงดันตกคร่อมสูงสุดที่ยอมรับได้

10. เครื่องวัดอัตราการไหลของน้ำวนสำหรับการใช้งานไอน้ำสำหรับระบบไอน้ำเฉพาะเจาะจงมีขนาดเท่าใด

ขนาด เครื่องวัดอัตราการไหลของน้ำวนสำหรับการใช้งานไอน้ำ ต้องทราบอัตราการไหลของมวลขั้นต่ำและสูงสุด ความดันไอน้ำและอุณหภูมิที่จุดตรวจวัด และขนาดท่อ จากการไหลของมวลและความหนาแน่นของไอน้ำ (คำนวณจากความดันและอุณหภูมิโดยใช้ตารางไอน้ำ) จะพิจารณาการไหลและความเร็วของปริมาตร ขนาดมิเตอร์ถูกเลือกเพื่อให้ความเร็วการไหลต่ำสุดเกินความเร็วต่ำสุดของมิเตอร์สำหรับการไหลของกระแสน้ำวนที่เสถียร (โดยทั่วไป 1.5 ถึง 2.5 ม./วินาที สำหรับไอน้ำ) และความเร็วการไหลสูงสุดจะต้องไม่เกินค่าสูงสุดที่กำหนดของมิเตอร์ (โดยทั่วไป 50 ถึง 80 ม./วินาที สำหรับไอน้ำ) ช่วงความเร็วที่เกิดขึ้นจะกำหนดจำนวนครั้งในการให้บริการของมิเตอร์ ผู้ผลิตส่วนใหญ่มีซอฟต์แวร์กำหนดขนาดหรือเครื่องมือออนไลน์ที่ทำการคำนวณนี้โดยอัตโนมัติเมื่อได้รับเงื่อนไขของไอน้ำและช่วงการไหลของไอน้ำ