Débitmètre Vortex: le principe de fonctionnement

Les débitmètres Vortex sont basés sur la comptabilitéla périodicité du changement de pression qui se forme dans l'écoulement après un certain obstacle présent dans la canalisation, ou pendant l'oscillation et le vortex du jet.

Avantages

Les premiers appareils de ce type sont apparus dans les années 60années du siècle dernier. Leur principal inconvénient était une petite plage de paramètres de mesure et une erreur significative. Le débitmètre à vortex électronique moderne est devenu plus sophistiqué, efficace et a acquis de nombreux avantages, dont les suivants:

• simplicité relative du système de mesure;
• les données sont toujours stables, indépendantes de la température et de la pression disponible;
• Des mesures très précises
• mesurer des signaux linéaires;
• construction fiable et simple;
• large éventail de mesures;
• éléments statiques;
• présence de la fonction d'autodiagnostic dans certains modèles.

Inconvénients

Rosemount Vortex Débitmètre Il est conçu pour fonctionner dans des tuyaux avectaille diamétrale de 20 à 300 mm, car les pipelines de plus petite taille sont caractérisés par une formation de vortex instable, et une opération de plus grande taille est assez difficile. Dans ce cas, il n'y a aucune possibilité d'utilisation à faible débit, en raison de la complexité de la mesure du signal et d'une réduction importante de la pression. De plus, les vibrations et les types de pulsations sonores affectent le fonctionnement de l'appareil. Comme un obstacle est un pipeline vibrant et des compresseurs. Ils peuvent être éliminés au moyen d'un cavalier droit monté sur l'entrée, ou en installant un convertisseur supplémentaire avec une contre-connexion et des filtres électroniques, en cas de différences dans les signaux de mesure et les fréquences de pulsation.

Classification

Il existe trois versions de périphériques qui sont divisées par le type de convertisseur:

• Débitmètre à vortex dans lequel un corps immobilejoue le rôle d'un convertisseur primaire. Peu à peu, des deux côtés, se forment des vortex, après une dérivation du corps immobile, à cause de laquelle la pulsation est formée.
• Mécanismes avec un flux rotatif du convertisseur primaire, qui crée une pulsation de pression en prenant une forme en forme d'entonnoir dans la partie étendue du pipeline.
• Débitmètres à vortex ayant un jet comme convertisseur. Dans ce cas, la pulsation de pression est fournie par les oscillations du jet.

Les deux premières options sont plus appropriées pourdétermination d'un débitmètre à vortex. Mais en raison de la nature changeante du flux du troisième type, il appartient également à cette catégorie. La plus grande similitude dans les caractéristiques du processus est notée dans les première et troisième versions.

Vortex de débitmètre à vapeur avec un convertisseur rationalisé

Quand un corps se déplace, le flux change de trajectoiredirection des jets, augmente simultanément leur vitesse et réduit la pression. Le changement inverse se produit après la section médiane de l'objet. Sur sa partie inverse, la basse pression est formée, et sur le front - haut. Après le passage du corps, la couche limite part, et sous l'influence de la faible compression, un vortex est créé, ainsi qu'un changement dans la trajectoire du mouvement. Ceci est typique pour les deux parties du corps rationalisé. La formation alternée de tourbillons des deux côtés est réalisée, puisqu'ils interfèrent avec la formation de l'un l'autre. En même temps, la création du chemin de Karman est notée.

Un corps d'écoulement spécial a des plans de travail avec auto-nettoyage en raison des tourbillons, même dans des conditions de milieu fortement pollué, ils sont toujours propres.

Dimensions et rapidité du flux directementsont proportionnels à la périodicité de l'apparition des tourbillons, ce qui correspond à la vitesse pour une taille inchangée, et en conséquence à l'écoulement volumétrique. Si la formation stable de vortex se produit à une faible consommation du matériau, la plage de mesure du débitmètre sera de 20 l / min.

Rationaliser la structure du corps

Compteur de débit vortex, généralement basésur un élément prismatique de forme trapézoïdale, triangulaire ou rectangulaire. Le design de la première variante va vers le flux d'eau. Compte tenu de la perte de pression, de tels éléments forment des oscillations avec une régularité et une force suffisantes. En outre, une commodité particulière est notée lors de la conversion des signaux de sortie.

Le débitmètre vortex peut dans certains casutilisez deux appareils simplifiés pour augmenter les signaux de sortie, dans ce cas ils sont situés à une distance définie. Sur les parties latérales des seconds prismes rectangulaires, il y a des piézo-éléments cachés par des membranes élastiques minces, de sorte qu'il n'y a pas de possibilité d'exposition au bruit acoustique.

Types de transformations

Il y a plusieurs façons de convertirsignaux de sortie des changements de vortex. La plus répandue était la rapidité des flux d'éléments rationalisés et les changements systématiques de pression. L'élément de capteur est constitué d'un ou de deux thermoanémomètres à fil. Convertisseur de débit ultrasonique, intégrable, capacitif et inductif. Pour un fonctionnement correct, le débitmètre à vortex doit avoir une partie libre et égale du tuyau en face de celui-ci.

La complexité de fonctionnement dans les tuyaux avec un diamètre accru est causée par les raisons suivantes:

• diminution de la régularité de la formation de vortex;
• faible productivité de la formation de vortex;
• une diminution du nombre total d'oscillations.

Débitmètres vortex en forme d'entonnoir: le principe de fonctionnement

Dans ces appareils, les convertisseurs ontun mécanisme qui assure le tourbillonnement du flux transmis à travers une partie de la canalisation vers son côté expansé ou à travers de petites buses cylindriques. La forme sous la forme d'un entonnoir est formée dans le tube, et autour de son axe, l'axe tourne autour du noyau du vortex. L'écoulement dans la partie supérieure a une pression qui palpite simultanément avec le déplacement angulaire du noyau, alors qu'il est égal au débit volumique ou à la vitesse linéaire. Les thermo-anémomètres à conducteur ou les éléments électromécaniques convertissent la vitesse ou la fréquence des pulsations pour les canaux de mesure. Le processus se compose de deux phases: d'abord, le transfert du flux de volume à la fréquence de la précession du tourbillon est formé, puis la fréquence se transforme en un signal.

Débitmètre basé sur un jet oscillant

Passage à travers une buse, un gaz ou un liquidele flux apparaît dans le diffuseur avec une section en forme de rectangle. Dans certains cas, l'écoulement est alternativement enfoncé à un certain moment sur différentes parois du diffuseur. La propriété électrisante du jet du dispositif de relaxation réduit la pression dans la région supérieure du tube de dérivation, tandis que dans la partie inférieure elle reste la même et un mouvement est créé qui transfère le jet à la partie inférieure du diffuseur. Ensuite, le caractère du mouvement change dans le boîtier et l'oscillation du jet se produit.

Le jet serré dans l'élément inférieur du diffuseurles convertisseurs de la connexion de retour hydraulique, à travers le tuyau de sortie seulement partiellement. Dans le canal supérieur avant, la fraction du jet est déviée et, lorsqu'elle passe à travers la première buse, elle est transférée vers la position inférieure dans le flux provenant de la seconde buse. Ensuite, la pièce est séparée et passe dans le canal supérieur de contour, le processus d'oscillation se produit après que le transfert est en baisse, tandis que la pression des deux côtés de l'écoulement change simultanément.

Le convertisseur de ce type est plus rationnel. Grâce à cela, un trajet d'oscillation rigoureux est formé et il y a un effet direct de la fréquence d'oscillation sur le débit.

La plus grande distribution de débitmètres à vortex Yokogawa acheté dans des pipelines avec un petit diamètre, maximum jusqu'à 90 mm. Dans certains cas, des dispositifs de ce type sont utilisés en remplacement de convertisseurs partiels.

Aujourd'hui, la qualité de fabrication des débitmètresconstamment développer et apparaître de nouvelles fonctions, malgré le fait que de tels dispositifs ont une durée d'utilisation assez longue. Les développeurs recherchent des solutions de conception plus efficaces, en créant des options technologiques plus efficaces.