تعتمد مقاييس التدفق الدوامة على مراعاة دورية تغيرات الضغط التي تتشكل في التدفق بعد عقبة معينة في خط الأنابيب ، أو أثناء التذبذب وتشكيل دوامة للطائرة.
كرامة
ظهرت الأجهزة الأولى من هذا النوع في الستينيات من القرن الماضي. كان مصدر الإزعاج الرئيسي لهم هو النطاق الصغير لمعلمات القياس والخطأ الكبير. أصبح مقياس التدفق الإلكتروني الحديث أكثر كمالا وكفاءة واكتسب العديد من المزايا ، والتي تشمل ما يلي:
- البساطة النسبية لنظام القياس ؛
- البيانات مستقرة دائمًا ، بغض النظر عن درجة الحرارة والضغط المتاح ؛
- قياسات عالية الدقة
- قياس الإشارات الخطية ؛
- تصميم قوي وبسيط
- نطاق قياس واسع ؛
- عناصر ثابتة ؛
- وظيفة التشخيص الذاتي متوفرة في بعض الطرز.
عيوب
دوامةتم تصميم مقياس التدفق Rosemount للاستخدام في الأنابيب التي يتراوح أقطارها من 20 مم إلى 300 مم ، حيث تتميز خطوط الأنابيب الأصغر بتكوين دوامة متقطع ، ويصعب تشغيل خطوط الأنابيب الأكبر حجمًا. في الوقت نفسه ، لا يمكن استخدامه بمعدل تدفق منخفض ، بسبب تعقيد قياس الإشارة وانخفاض كبير في الضغط. كما أن أنواع النبضات والاهتزازات الصوتية تؤثر على عمل الجهاز. يعمل خط الأنابيب الاهتزازي والضواغط بمثابة تداخل. يمكن التخلص منها بمساعدة جهاز فرد نفاث مركب في المدخل ، أو عن طريق تركيب محول طاقة إضافي مع اتصال معاكس وفلاتر إلكترونية ، في حالة الاختلاف بين إشارات القياس وترددات النبض.
التصنيف
هناك ثلاثة خيارات للأجهزة ، مقسمة حسب نوع المحول:
- مقياس التدفق الدوامي الذي يلعب فيه الجسم الثابت دور محول الطاقة الأساسي. تتشكل فيه الدوامات الطائرة تدريجياً على كلا الجانبين بعد تجاوز جسم غير متحرك ، يتشكل بسببه النبض.
- الآليات ذات التدفق الدوراني للمحول الأساسي ، والتي تخلق نبض ضغط بسبب اعتماد شكل قمع في الجزء الموسع من خط الأنابيب.
- مقاييس التدفق الدوامة مع نفاثة كمحول طاقة. في هذه الحالة ، يتم توفير نبض الضغط عن طريق التذبذبات النفاثة.
الخياران الأولان أكثر ملاءمة لتعريف مقياس التدفق الدوامي. ولكن في ضوء الطبيعة المتغيرة لحركة التدفق الثالثالنوع ، ينتمي أيضًا إلى هذه الفئة. لوحظ التشابه الأكبر في خصائص العملية في الخيارين الأول والثالث.
مقياس تدفق البخار دوامة مع محول انسيابي
عند تجاوز الجسم ، يغير التدفق مسار اتجاه النفاثات ، وفي نفس الوقت تزداد سرعتها ويقل الضغط. يحدث التغيير العكسي بعد القسم الأوسط من الكائن. على ظهره ، يتم تشكيل ضغط منخفض ، وفي المقدمة - مرتفع. بعد مرور الجسم ، تتحرك الطبقة الحدودية بعيدًا ، وتحت تأثير الضغط المنخفض ، يتم إنشاء دوامة ، وكذلك عندما يتغير المسار. هذا هو الحال بالنسبة لكلا فصوص الجسم الانسيابي. يتم إجراء التشكيل البديل للدوامات على كلا الجانبين ، لأنها تتداخل مع تكوين بعضها البعض. هذا يمثل إنشاء مسار كرمان.
جسم غلاف خاص له أسطح عمل ذاتية التنظيف بفضل الدوامات ، حتى في البيئات شديدة التلوث ، فهي دائمًا نظيفة.
أبعاد وسرعة التدفق تتناسب طرديًا مع تواتر حدوث الدوامات ، وهو ما يتوافق مع السرعة بحجم ثابت ، ونتيجة لتدفق الحجم. إذا حدث تكوين دوامة مستقر بمعدلات تدفق منخفضة ، فسيقيس مقياس التدفق 20 لتر / دقيقة.
هيكل هيكل مبسط
يعتمد مقياس التدفق الدوامي عادةً على عنصر موشوريشبه منحرف أو مثلث أو مستطيل. يذهب تصميم الخيار الأول نحو تدفق المياه. بالنظر إلى بعض فقدان الضغط ، فإن هذه العناصر تشكل اهتزازات مع انتظام وقوة كافيين. بالإضافة إلى ذلك ، يتم ملاحظة الراحة الخاصة عند تحويل إشارات الخرج.
يمكن لمقياس التدفق الدوامي في بعض الحالات استخدام جهازين انسيابيين لزيادة إشارات الخرج ، وفي هذه الحالة يقعان على مسافة محددة. على الأجزاء الجانبية من المنشور الثاني المستطيل توجد عناصر كهرضغطية مخبأة بواسطة أغشية رقيقة مرنة ، بسبب عدم وجود إمكانية للتعرض للتداخل الصوتي.
أنواع التحولات
هناك عدة طرق لتحويل إشارات الخرج من تغيرات الدوامة. الأكثر انتشارًا هي سرعة التدفقات من العناصر الانسيابية والتغيرات المنهجية في الضغط. يتكون عنصر الاستشعار من واحد أو اثنين من أجهزة قياس شدة الريح ذات الأسلاك الساخنة من نوع الموصل. يتم استخدام محول تدفق بالموجات فوق الصوتية ومتكامل وسعوي وحثي. للتشغيل السليم ، يجب أن يحتوي مقياس التدفق الدوامي أمامه على قسم مسطح وحر من الأنبوب.
صعوبات التشغيل في الأنابيب ذات القطر المتزايد ناتجة عن الأسباب التالية:
- انخفاض في انتظام تكوين الدوامة ؛
- ضعف أداء سفك الدوامة ؛
- انخفاض في العدد الإجمالي للتقلبات.
قمعمقاييس التدفق الدوامة: مبدأ العملية
في هذه الأجهزة ، تحتوي المحولات على آلية تضمن التواء التدفق المنتقل عبر جزء من خط الأنابيب إلى جانبه الموسع أو من خلال فوهات أسطوانية صغيرة. يتشكل شكل على شكل قمع في أنبوب ، ويدور محور ذو قلب دوامة يتحرك حوله حول محوره. يحتوي التدفق في الجزء العلوي على ضغط ينبض في وقت واحد مع الإزاحة الزاوية للنواة ، بينما يساوي معدل التدفق الحجمي أو السرعة الخطية. تعمل أجهزة قياس شدة الريح ذات السلك الساخن أو عنصر كهروميكانيكي على تحويل السرعة أو تردد النبض لقنوات القياس. تتكون العملية من مرحلتين: أولاً ، يتم تشكيل نقل تدفق الحجم إلى تردد الدوامة المستمرة ، ثم يتم تحويل التردد إلى إشارة.
يتأرجح مقياس التدفق النفاث
بالمرور عبر الفوهة ، يكون تدفق الغاز أو السائل في ناشر مع مقطع عرضي على شكل مستطيل. في بعض الحالات ، يتم ضغط التدفق بالتناوب في لحظة معينة على جدران مختلفة من الناشر. تقلل الخاصية الكهربة لطائرة جهاز الاسترخاء الضغط في المنطقة العلوية من الأنبوب الجانبي ، بينما تظل كما هي في الجزء السفلي ويتم إنشاء حركة تنقل النفث إلى الجزء السفلي من الناشر. بعد ذلك ، في أنبوب الحافة ، تتغير طبيعة الحركة ، تتأرجح النفاثة.
النفث ، مضغوطًا في العنصر السفلي من الناشر في محولات العودة الهيدروليكية ، يخرج جزئيًا فقط من خلال أنبوب المخرج. في الدورانتقوم القناة العلوية بتحويل نسبة التدفق وعندما تمر عبر الفوهة الأولى ، يتم نقلها إلى الموضع السفلي في التدفق من الفوهة الثانية. ثم يتم فصل جزء ويمر إلى القناة العلوية المتجاوزة ، وتحدث عملية التذبذب بعد النقل لأسفل ، بينما يوجد تغيير متزامن في الضغط في جانبي التدفق.
هذا النوع من المحولات أكثر عقلانية. نتيجة لذلك ، يتم تشكيل مسار تذبذب صارم وهناك تأثير مباشر لتردد التذبذب على معدل التدفق.
تُستخدم عدادات دوامة Yokogawa على نطاق واسع في خطوط الأنابيب ذات القطر الصغير ، بحد أقصى 90 ملم. في بعض الحالات ، يتم استخدام أجهزة من هذا النوع كبدائل لمحولات الطاقة الجزئية.
اليوم ، تتطور جودة تصنيع مقاييس التدفق باستمرار وتظهر ميزات جديدة ، على الرغم من حقيقة أن هذه الأجهزة لها فترة استخدام طويلة إلى حد ما. يبحث المطورون عن حلول تصميم أكثر كفاءة ، وخلق خيارات تقنية أكثر فعالية.
