Flujómetro Vortex: el principio de funcionamiento

Los medidores de vórtice se basan en la medición.periodicidad del cambio de presión, que se forma en el flujo después de un cierto obstáculo presente en la tubería, o en el curso de la oscilación y la formación de vórtices del chorro.

Ventajas

Los primeros dispositivos de este tipo aparecieron en los años 60.Años del siglo pasado. Su principal inconveniente fue un pequeño rango de parámetros de medición y un error significativo. El medidor de flujo vortex electrónico moderno se ha vuelto más sofisticado, eficiente y ha ganado muchas ventajas, que incluyen lo siguiente:

• simplicidad relativa del sistema de medición;
• Los datos son siempre estables, no depende de la temperatura y la presión disponible;
• mediciones con alta precisión;
• medición de señales lineales;
• diseño fiable y sencillo;
• amplia gama de mediciones;
• elementos estáticos;
• Disponibilidad de función de autodiagnóstico en algunos modelos.

Desventajas

Caudalímetro Rosemount Vortex Diseñado para operar en tuberías conTamaño diametral de 20 a 300 mm, ya que las tuberías con un tamaño más pequeño se caracterizan por una formación de vórtices inconsistente, y la operación con un tamaño más grande es bastante difícil. Al mismo tiempo, no hay posibilidad de usar a un caudal bajo, debido a la dificultad de medir la señal y una reducción significativa de la presión. Además, los tipos de vibración y pulsaciones de sonido afectan el funcionamiento del dispositivo. El ruido es vibrante en tuberías y compresores. Su eliminación es posible con la ayuda de un enderezador de corriente montado en la entrada, o la instalación de un convertidor adicional con una conexión cruzada y filtros electrónicos, en caso de diferencia entre las señales de medición y las frecuencias pulsantes.

Clasificación

Hay tres opciones para dispositivos que están separados por el tipo de convertidor:

• Medidor de flujo de vórtice en el que el cuerpo inamovible.desempeña el papel del convertidor primario. Gradualmente, en ambos lados, se forman vórtices voladores después de pasar por el cuerpo inamovible, debido a que se forma la pulsación.
• Mecanismos con un flujo giratorio del convertidor primario, que crea pulsaciones de presión debido a la adopción de una forma de embudo en la parte expandida de la tubería.
• Medidores de flujo Vortex con un chorro como transductor. En este caso, la pulsación de presión es proporcionada por las oscilaciones del chorro.

Las dos primeras variantes de dispositivos son más adecuadas paraDefinición de un medidor de flujo de vórtice. Pero debido a la naturaleza cambiante del movimiento del flujo del tercer tipo, también pertenece a esta categoría. La mayor similitud de las características del paso del proceso observado en las opciones primera y tercera.

Medidor de flujo de vapor Vortex con un transductor aerodinámico

Al rodear el cuerpo, el flujo cambia la trayectoria.Direcciones del chorro, aumentando simultáneamente su velocidad y disminuyendo la presión. El cambio inverso ocurre después de la sección media del objeto. La baja presión se forma en la parte posterior y la alta presión en la parte frontal. Después del paso del cuerpo, la capa límite se desplaza, y bajo la influencia de la baja compresión se crea un vórtice, así como cuando cambia la trayectoria del movimiento. Esto es característico de ambos lóbulos del cuerpo aerodinámico. La formación alterna de vórtices de dos lados se lleva a cabo, ya que interfieren con la formación de los demás. Al mismo tiempo, se marca la creación de la pista de Karman.

El cuerpo de la envoltura especial tiene superficies de trabajo autolimpiables debido a los torbellinos, incluso en condiciones altamente contaminadas, siempre están limpias.

Dimensiones y velocidad de flujo a la derecha.Proporcional a la frecuencia de aparición de vórtices, que corresponde a la velocidad en un tamaño constante, y como consecuencia del flujo de volumen. Si se produce una formación constante de vórtice a un caudal bajo, el rango de medición del medidor de flujo es de 20 l / min.

Estructura aerodinámica del cuerpo

Medidor de flujo vortex se basa generalmenteSobre un elemento prismático de forma trapezoidal, triangular o rectangular. El diseño de la primera opción es atender el caudal de agua. Dada una cierta pérdida de presión, tales elementos forman oscilaciones con suficiente regularidad y fuerza. Además, se nota particular conveniencia al convertir señales de salida.

En algunos casos, el medidor de flujo vórtice puedeUtilice dos dispositivos optimizados para mejorar las señales de salida, en cuyo caso se ubican a una distancia fija. En las partes laterales de los segundos prismas rectangulares hay elementos piezoeléctricos ocultos por membranas elásticas delgadas, debido a que no hay posibilidad de exposición al ruido acústico.

Tipos de transformaciones

Hay varias maneras de convertirSeñales de salida de los cambios de vórtice. Los más difundidos son la rapidez de los flujos de elementos aerodinámicos y los cambios sistemáticos en la presión. El elemento sensor se encuentra en uno o dos anemómetros térmicos del tipo de conductor. Se utiliza un transductor de flujo ultrasónico, integrador, capacitivo e inductivo. Para una operación adecuada, el medidor de flujo de vórtice debe tener una parte libre, incluso de la tubería que está enfrente.

Las dificultades de operación en tuberías con mayor diámetro son causadas por las siguientes razones:

• reducción en la frecuencia de formación de vórtices;
• producción de bajo eddy;
• Disminución del número total de oscilaciones.

Caudalímetros de vórtice de embudo: principio de funcionamiento

En estos dispositivos, los transmisores poseenun mecanismo para retorcer el flujo transmitido a través de una parte de la tubería en su dirección extendida o a través de pequeñas boquillas cilíndricas. La forma en forma de embudo se forma en la tubería y, alrededor de su eje, un eje gira con un núcleo de vórtice moviéndose cerca de él. El flujo en la parte superior tiene una presión que pulsa simultáneamente con el desplazamiento angular del núcleo, mientras que es igual al flujo de volumen o velocidad lineal. Los termoanemómetros conductores o un elemento electromecánico convierten la velocidad o la frecuencia de las pulsaciones para los canales de medición. El proceso consta de dos fases: primero, se forma la transferencia del flujo de volumen a la frecuencia de la precesión del vórtice, luego la frecuencia se convierte en una señal.

Medidor de flujo oscilante

Pasando por una boquilla, gas o líquido.el flujo se encuentra en el difusor con una sección transversal en forma de rectángulo. En algunos casos, el flujo se presiona alternativamente en un cierto punto a diferentes paredes del difusor. La propiedad electrizante del chorro del dispositivo de relajación reduce la presión en la región superior del tubo de derivación, mientras que en la parte inferior permanece igual y se crea un movimiento que transfiere el chorro a la parte inferior del difusor. Después de que la naturaleza del movimiento en el borde del tubo cambia, un chorro oscila.

Jet exprimido en el elemento inferior del difusor enConvertidores hidráulicos de retroalimentación, a través del niple de salida solo parcialmente. En el canal superior circundante, la fracción del chorro se retrae y, al pasar a través de la primera boquilla, se transfiere a la posición inferior en el flujo desde la segunda boquilla. Luego, una parte se separa y pasa al canal superior de derivación, el proceso de oscilación comienza después de un giro hacia abajo y se produce un cambio simultáneo de presión en ambos lados del flujo.

Este tipo de convertidor es más racional. Debido a esto, se forma un curso estricto de oscilación y hay un efecto directo de la frecuencia de oscilación en el caudal.

Los medidores de flujo de vórtice de Yokogawa más comunes Comprado en tuberías con un diámetro pequeño, hasta un máximo de 90 mm. En algunos casos, los dispositivos de este tipo se utilizan como reemplazo de los conversores parciales.

Hoy en día, la calidad de fabricación de medidores de flujoLas nuevas funciones evolucionan y aparecen constantemente, a pesar del hecho de que tales dispositivos tienen un período de uso suficientemente largo. Los desarrolladores están comprometidos en la búsqueda de soluciones de diseño más efectivas, crean opciones tecnológicamente avanzadas que son más eficientes.