เครื่องวัดการไหลของกระแสน้ำวนจะพิจารณาเป็นระยะของการเปลี่ยนแปลงแรงดันที่เกิดขึ้นในการไหลหลังจากมีสิ่งกีดขวางบางอย่างในท่อส่ง หรือในระหว่างการสร้างกระแสน้ำวนและกระแสน้ำวน
ศักดิ์ศรี
อุปกรณ์ประเภทนี้เครื่องแรกปรากฏขึ้นในยุค 60 ของศตวรรษที่ผ่านมา ความไม่สะดวกหลักของพวกเขาคือช่วงพารามิเตอร์การวัดขนาดเล็กและข้อผิดพลาดที่สำคัญ เครื่องวัดการไหลวนแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยมีความสมบูรณ์แบบมากขึ้น มีประสิทธิภาพและได้รับข้อดีหลายประการ ซึ่งรวมถึง:
- ความเรียบง่ายสัมพัทธ์ของระบบการวัด
- ข้อมูลจะเสถียรเสมอ โดยไม่ขึ้นกับอุณหภูมิและแรงดันที่มีอยู่
- การวัดความแม่นยำสูง
- การวัดสัญญาณเชิงเส้น
- การออกแบบที่แข็งแกร่งและเรียบง่าย
- ช่วงการวัดกว้าง
- องค์ประกอบคงที่
- ฟังก์ชั่นการวินิจฉัยตัวเองมีในบางรุ่น
ข้อบกพร่อง
กระแสน้ำวนเครื่องวัดอัตราการไหล Rosemount ได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้ในท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 20 มม. ถึง 300 มม. เนื่องจากท่อส่งที่มีขนาดเล็กกว่ามีลักษณะเป็นกระแสน้ำวนที่ไม่ต่อเนื่อง และท่อที่มีขนาดใหญ่กว่านั้นใช้งานยาก ในขณะเดียวกันก็ไม่สามารถใช้งานได้ที่อัตราการไหลต่ำ เนื่องจากความซับซ้อนของการวัดสัญญาณและแรงดันที่ลดลงอย่างมาก นอกจากนี้ ประเภทการสั่นสะเทือนและเสียงจะส่งผลต่อการทำงานของอุปกรณ์ ไปป์ไลน์และคอมเพรสเซอร์สั่นสะเทือนทำหน้าที่เป็นสัญญาณรบกวน การกำจัดสารเหล่านี้เป็นไปได้ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องหนีบผมตรงที่ติดตั้งที่ทางเข้า หรือโดยการติดตั้งหัวโซน่าร์เพิ่มเติมที่มีการเชื่อมต่อตรงข้ามและตัวกรองอิเล็กทรอนิกส์ ในกรณีที่สัญญาณการวัดและความถี่การเต้นแตกต่างกัน
การจำแนก
อุปกรณ์มีสามตัวเลือก แบ่งตามประเภทของตัวแปลง:
- เครื่องวัดอัตราการไหลของน้ำวนซึ่งวัตถุที่ไม่สามารถเคลื่อนย้ายได้จะทำหน้าที่เป็นทรานสดิวเซอร์หลัก กระแสน้ำวนค่อยๆ ก่อตัวขึ้นทั้งสองข้างหลังจากผ่านร่างที่เคลื่อนที่ไม่ได้ อันเนื่องมาจากการเต้นเป็นจังหวะ
- กลไกที่มีการไหลแบบหมุนของคอนเวอร์เตอร์หลัก ซึ่งสร้างแรงดันเป็นจังหวะเนื่องจากการนำรูปทรงกรวยมาใช้ในส่วนที่ขยายของไปป์ไลน์
- เครื่องวัดการไหลวนที่มีเจ็ทเป็นทรานสดิวเซอร์ ในกรณีนี้ แรงดันจะเต้นเป็นจังหวะโดยเจ็ตออสซิลเลชัน
สองตัวเลือกแรกเหมาะสมกว่าสำหรับคำจำกัดความของเครื่องวัดการไหลวน แต่ในมุมมองของธรรมชาติที่เปลี่ยนแปลงได้ของการเคลื่อนไหวของกระแสที่สามประเภทก็อยู่ในหมวดนี้ด้วย ความคล้ายคลึงกันมากที่สุดของลักษณะเฉพาะของกระบวนการระบุไว้ในตัวเลือกที่หนึ่งและสาม
กระแสไอน้ำวนพร้อมทรานสดิวเซอร์ที่คล่องตัว
เมื่อข้ามร่างกาย การไหลจะเปลี่ยนวิถีของทิศทางของเครื่องบินไอพ่น ในขณะเดียวกันความเร็วของพวกมันก็เพิ่มขึ้นและแรงดันจะลดลง การเปลี่ยนแปลงย้อนกลับเกิดขึ้นหลังจากส่วนตรงกลางของวัตถุ ที่ด้านหลังมีแรงดันต่ำและด้านหน้า - สูง หลังจากผ่านร่างกาย ชั้นขอบเขตจะเคลื่อนออกไป และภายใต้อิทธิพลของการบีบอัดต่ำ กระแสน้ำวนจะถูกสร้างขึ้น เช่นเดียวกับเมื่อวิถีเปลี่ยน นี่เป็นเรื่องปกติสำหรับทั้งสองแฉกของร่างกายที่คล่องตัว การก่อตัวของกระแสสลับเกิดขึ้นทั้งสองด้านเนื่องจากพวกมันรบกวนการก่อตัวของกันและกัน นี่ถือเป็นการสร้างสรรค์แทร็ก Karman
ตัวห่อหุ้มแบบพิเศษมีพื้นผิวการทำงานที่ทำความสะอาดตัวเองได้ด้วยกระแสน้ำวน แม้ในสภาพแวดล้อมที่มีมลพิษอย่างหนัก พวกมันก็สะอาดอยู่เสมอ
ขนาดและความรวดเร็วของการไหลเป็นสัดส่วนโดยตรงกับระยะเวลาของการเกิดกระแสน้ำวน ซึ่งสอดคล้องกับความเร็วที่ขนาดคงที่ และเป็นผลมาจากการไหลของปริมาตร หากเกิดกระแสน้ำวนคงที่ที่อัตราการไหลต่ำ เครื่องวัดการไหลจะวัด 20 ลิตร/นาที
โครงสร้างคล่องตัว
กระแสน้ำวนมักจะยึดตามธาตุปริซึมสี่เหลี่ยมคางหมู สามเหลี่ยมหรือสี่เหลี่ยม การออกแบบตัวเลือกแรกไปทางการไหลของน้ำ เมื่อสูญเสียแรงกดดันไปบ้าง องค์ประกอบดังกล่าวจะเกิดการสั่นที่มีความสม่ำเสมอและความแข็งแรงเพียงพอ นอกจากนี้ยังสะดวกเป็นพิเศษเมื่อแปลงสัญญาณเอาต์พุต
เครื่องวัดการไหลของน้ำวนในบางกรณีสามารถใช้อุปกรณ์ที่มีความคล่องตัวสองตัวเพื่อเพิ่มสัญญาณเอาท์พุต ซึ่งในกรณีนี้จะอยู่ที่ระยะที่กำหนด ที่ส่วนด้านข้างของปริซึมที่สองรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ามีองค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกซ่อนอยู่โดยเยื่อบางที่ยืดหยุ่นได้ เนื่องจากไม่มีความเป็นไปได้ที่จะถูกรบกวนจากเสียง
ประเภทของการเปลี่ยนแปลง
มีหลายวิธีในการแปลงสัญญาณเอาต์พุตจากการเปลี่ยนแปลงของกระแสน้ำวน ที่แพร่หลายที่สุดคือความเร็วของการไหลจากองค์ประกอบที่มีความคล่องตัวและการเปลี่ยนแปลงความดันอย่างเป็นระบบ องค์ประกอบการตรวจจับประกอบด้วยเครื่องวัดความเร็วลมแบบลวดร้อนชนิดตัวนำหนึ่งหรือสองตัว ใช้ทรานสดิวเซอร์โฟลว์อัลตราโซนิก การบูรณาการ คาปาซิทีฟ และอุปนัย เพื่อการทำงานที่ถูกต้อง เครื่องวัดอัตราการไหลวนจะต้องมีส่วนแบนราบของท่ออยู่ด้านหน้า
ความยากในการใช้งานท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเพิ่มขึ้นเกิดจากสาเหตุต่อไปนี้:
- ความสม่ำเสมอของการเกิดกระแสน้ำวนลดลง
- ประสิทธิภาพการไหลของกระแสน้ำวนไม่ดี;
- ลดลงในจำนวนความผันผวนทั้งหมด
ช่องทางเครื่องวัดการไหลวน: หลักการทำงาน
ในอุปกรณ์เหล่านี้ คอนเวอร์เตอร์มีกลไกที่ช่วยให้กระแสไหลผ่านส่วนหนึ่งของไปป์ไลน์ไปยังด้านที่ขยายออกหรือผ่านหัวฉีดทรงกระบอกขนาดเล็ก รูปร่างในรูปแบบของกรวยจะเกิดขึ้นในท่อและแกนที่มีแกนน้ำวนเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ จะหมุนไปรอบ ๆ แกนของมัน การไหลในส่วนบนมีแรงดันที่เต้นเป็นจังหวะพร้อมๆ กันกับการกระจัดเชิงมุมของแกนกลาง ในขณะที่มันมีค่าเท่ากับอัตราการไหลเชิงปริมาตรหรือความเร็วเชิงเส้น เครื่องวัดความเร็วลมแบบลวดร้อนหรือองค์ประกอบทางไฟฟ้าเครื่องกลจะแปลงความเร็วหรือความถี่การเต้นเป็นจังหวะสำหรับช่องการวัด กระบวนการนี้ประกอบด้วยสองขั้นตอน: ขั้นแรก การถ่ายโอนปริมาณการไหลไปยังความถี่ของกระแสน้ำวนที่ต่อเนื่องจะเกิดขึ้น จากนั้นความถี่จะถูกแปลงเป็นสัญญาณ
เครื่องวัดการไหลของเจ็ตแบบสั่น
เมื่อผ่านหัวฉีด ก๊าซหรือของเหลวจะไหลอยู่ในดิฟฟิวเซอร์ที่มีหน้าตัดเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ในบางกรณี กระแสจะถูกกดสลับกันในช่วงเวลาหนึ่งไปยังผนังต่างๆ ของดิฟฟิวเซอร์ คุณสมบัติทางไฟฟ้าของเจ็ทของอุปกรณ์ผ่อนคลายช่วยลดแรงดันในบริเวณด้านบนของท่อบายพาส ในขณะที่ส่วนล่างยังคงเหมือนเดิมและมีการสร้างการเคลื่อนไหวที่ส่งเจ็ทไปยังส่วนล่างของดิฟฟิวเซอร์ หลังจากนั้นในท่อขอบ ธรรมชาติของการเคลื่อนไหวเปลี่ยนไป เจ็ตจะแกว่ง
ไอพ่นที่ถูกบีบอัดในส่วนล่างของดิฟฟิวเซอร์ในตัวแปลงกลับแบบไฮดรอลิก ออกเพียงบางส่วนผ่านท่อทางออก ในวงกลมช่องทางบนเปลี่ยนสัดส่วนของเจ็ตและเมื่อผ่านหัวฉีดแรก จะถูกถ่ายโอนไปยังตำแหน่งล่างในกระแสจากหัวฉีดที่สอง จากนั้นส่วนหนึ่งจะถูกแยกออกและผ่านเข้าไปในช่องบายพาสบน กระบวนการแกว่งเกิดขึ้นหลังจากการเคลื่อนตัวลงมา ในขณะที่แรงดันทั้งสองข้างของการไหลจะเปลี่ยนแปลงพร้อมกัน
ตัวแปลงประเภทนี้มีเหตุผลมากกว่า ด้วยเหตุนี้จึงเกิดการสั่นที่เข้มงวดและมีผลโดยตรงของความถี่การสั่นต่ออัตราการไหล
เครื่องวัดกระแสน้ำวนของ Yokogawa ใช้กันอย่างแพร่หลายในท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กสูงสุด 90 มม. ในบางกรณี อุปกรณ์ประเภทนี้จะใช้แทนทรานสดิวเซอร์บางส่วน
วันนี้ คุณภาพของเครื่องวัดอัตราการไหลของการผลิตมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องและคุณลักษณะใหม่ ๆ ก็เกิดขึ้น แม้ว่าอุปกรณ์ดังกล่าวจะมีระยะเวลาการใช้งานค่อนข้างนาน นักพัฒนากำลังมองหาโซลูชันการออกแบบที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น เพื่อสร้างตัวเลือกทางเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
