Vortex-virtausmittari vai turbiinivirtausmittari?

(I) Vortex-virtausmittari: Karman Vortex Street Effectin tekninen sovellus

Pyörrevirtausmittari toimii hyvin tunnetun -Karmanin vortex-katuefektin perusteella. Kun neste virtaa ei--virtaviivaisen kohteen, eli pyörteen generaattorin, läpi, kaksi riviä säännöllisin väliajoin olevia pyörteitä syntyy vuorotellen molemmille puolille alavirtaan. Näitä siististi järjestettyjä rivejä muistuttavia pyörteitä kutsutaan Karman-pyörrekaduksi. Näiden pyörteiden muodostumisen taajuus liittyy läheisesti nesteen nopeuteen. Pyörteen taajuutta tarkasti mittaamalla voidaan taitavasti laskea nesteen nopeus ja siten määrittää virtausnopeus.

Kuvittele esimerkiksi seisovasi joen rannalla ja näkeväsi veden virtaavan kivien yli luoden pieniä pyöriviä pyörteitä niiden taakse. Jos voimme laskea näiden pyörteiden nopeudet, voimme karkeasti arvioida veden virtausnopeuden. Pyörrevirtausmittari hyödyntää tätä periaatetta, mutta se on tarkempi ja tieteellisempi. Se käyttää antureita havaitsemaan pyörteen muodostumisen aiheuttamat pienet paineen muutokset tai värähtelyt ja muuntaa ne sähköisiksi signaaleiksi. Signaalin käsittelyn ja laskennan jälkeen nesteen virtausnopeus voidaan näyttää tarkasti.

(II) Turbiinin virtausmittari: Nesteen kineettisen energian pyörimisnopeuden mittaus

Turbiinin virtausmittari luottaa nesteen voimaan, joka ohjaa turbiinin pyörimistä. Kun nestettä tulee virtausmittariin, se kulkee ensin ohjaussiiven läpi, joka toimii kuin liikenneviranomainen ja järjestää nesteen iskemään turbiiniin vakaalla virtausnopeudella ja suunnalla. Nesteen vaikutuksesta turbiini alkaa pyöriä nopeasti ja sen pyörimisnopeus on suoraan verrannollinen nesteen virtausnopeuteen. Tämä on samanlaista kuin tuulettimen käyttäminen tuulimyllyn voimanlähteenä; mitä voimakkaampi tuuli, sitä nopeammin tuulimylly pyörii.

Turbiinin pyörimisnopeuden mittaamiseksi tarkasti turbiinin virtausmittari käyttää magnetosähköistä anturia. Magneettijohdin on asennettu turbiinin pyörivään osaan. Turbiinin pyöriessä myös magneettijohdin pyörii ja muuttaa ajoittain magneettipiirin magneettiresistanssia. Sähkömagneettisen induktion periaatteen mukaan tämä magneettiresistanssin muutos indusoi kelaan vastaavat sähköpulssisignaalit. Keräämällä, analysoimalla ja käsittelemällä näiden sähköisten pulssisignaalien taajuutta vastaava nestevirtausnopeus voidaan laskea ja näyttää.

Niiden toimintaperiaatteiden ymmärtämisen jälkeen vertaamme nyt pyörrevirtausmittarien ja turbiinivirtausmittarien suorituskykyominaisuuksia, mikä auttaa meitä tekemään sopivamman valinnan käytännön sovelluksissa.

(I) Tarkkuussuorituskyky

Mitä tulee tarkkuuteen, turbiinin virtausmittarit ovat erinomaisia, ja niillä on poikkeuksellisen korkea mittaustarkkuus ja virhealue tyypillisesti ±0,5 % - ±1 %. Tämä muistuttaa suuren-tarkkuuden käyttämistä punnitsemiseen, mikä antaa erittäin tarkat arvot. Tämä korkea tarkkuus tekee turbiinivirtausmittareista suositellun vaihtoehdon sovelluksissa, jotka vaativat erittäin suurta virtaustarkkuutta, kuten kauppalaskennassa ja hienokemikaalien tuotannossa. Öljykaupassa sekä ostajat että myyjät tarvitsevat tarkan öljyn virtausnopeuksien mittauksen; turbiinin virtausmittareiden korkea tarkkuus varmistaa reilun ja puolueettoman kaupankäynnin ja estää mittausvirheistä syntyviä taloudellisia riitoja.

Vortex-virtausmittarit tarjoavat myös hyvän tarkkuuden, yleensä virhealueella ±1 % - ±2 %. Vaikka tämä tarkkuus on hieman vähemmän tarkka kuin turbiinien virtausmittarit, se riittää useimpiin teollisiin sovelluksiin. Teollisissa tuotantoprosesseissa, joissa tarkkuusvaatimukset eivät ole erityisen tiukkoja, myös pyörrevirtausmittarit voivat luontaisine ominaisuuksineen olla ratkaisevassa roolissa, koska ne tarjoavat luotettavaa virtaustietoa tuotantoprosessille.

(II) Sovellettavat tiedotusvälineet

Pyörrevirtausmittarit ovat kuin kaikki{0}}pyörremittarit, ja ne soveltuvat hyvin erilaisiin materiaalityyppeihin. Olipa kyseessä nesteitä, kaasuja tai höyryä, ne käsittelevät niitä helposti. Kemikaalituotannossa on usein tarpeen mitata ominaisuuksiltaan erilaisten nesteiden virtausnopeus. Vortex-virtausmittarit voivat toimia vakaasti ja tarkasti tällaisissa monimutkaisissa mediaympäristöissä. Lisäksi ne eivät ole kovin herkkiä nesteen tiheyden ja viskositeetin muutoksille; vaikka nämä väliaineen ominaisuudet muuttuisivat jossain määrin, pyörrevirtausmittari voi silti säilyttää korkean mittaustarkkuuden.

Toisaalta turbiinin virtausmittarit ovat enemmän kuin "puhtaita friikkejä". Ne sopivat paremmin puhtaiden, alhaisen viskositeetin{1}}nesteiden, kuten veden ja kevyiden öljyjen, mittaamiseen. Tämä johtuu siitä, että turbiinivirtausmittareiden sisällä on pyöriviä osia. Jos neste sisältää suspendoituneita hiukkasia, vaahtoa tai muita epäpuhtauksia, se voi helposti vaurioittaa tai jumittaa turbiinin roottoria, mikä vaikuttaa vakavasti mittaustarkkuuteen ja mahdollisesti jopa aiheuttaa virtausmittarin toimintahäiriön. Elintarvike- ja juomateollisuudessa, jossa puhtaiden nestemäisten raaka-aineiden virtausnopeutta on mitattava, turbiinivirtausmittarit voivat toimia erinomaisesti korkean tarkkuutensa ja hyvän sopeutumiskykynsä ansiosta puhtaisiin nesteisiin. Jos epäpuhtauksia sisältävän jäteveden virtausnopeus on kuitenkin tarpeen mitata, turbiinivirtausmittarit eivät sovellu; Tässä tapauksessa pyörrevirtausmittari voi olla parempi valinta.

(III) Kustannukset ja ylläpito

Kustannusnäkökulmasta pyörrevirtausmittareiden alkuinvestointi on suhteellisen pieni, mikä houkuttelee yrityksiä, joilla on rajallinen budjetti. Lisäksi niiden ylläpitokustannukset ovat alhaiset, vuosittaiset ylläpitokustannukset ovat noin 1 % alkuperäisestä laitearvosta. Tämä johtuu pääasiassa liikkuvien mekaanisten osien puuttumisesta, yksinkertaisesta ja kestävästä rakenteesta sekä alhaisesta alttiudesta toimintahäiriöille käytön aikana, mikä johtaa pienempään huoltotyöhön ja -tiheyteen. Pitkäaikaisissa teollisuusprojekteissa pyörrevirtausmittarien alhaiset ylläpitokustannukset voivat säästää yritysten varoja.

Turbiinivirtausmittareiden alkuinvestoinnit ovat suhteellisen korkeat korkeampien valmistusprosessien ja tarkkuusvaatimusten vuoksi. Niiden ylläpitokustannuksia ei kuitenkaan pidä aliarvioida. Sisällä olevien pyörivien osien vuoksi säännöllinen kalibrointi ja voitelu ovat tarpeen mittaustarkkuuden ja normaalin toiminnan varmistamiseksi. Turbiinin virtausmittarin vuotuiset huoltokustannukset voivat olla 3–5 % alkuperäisen laitteen arvosta. Käytön aikana turbiinin pyörimissuunta on tarkastettava säännöllisesti, jotta estetään nesteen epäpuhtauksien tai korroosion aiheuttamat turbiinin jumiutumiset. Jos turbiinissa havaitaan kulumista, osat on vaihdettava viipymättä. Nämä kunnossapitotehtävät vaativat tiettyä työvoima- ja resurssien investointia.

Käytännön sovelluksissa oikea asennus ja käyttö ovat ratkaisevia virtausmittareiden suorituskyvyn kannalta. Alla on joitain huomioita pyörrevirtausmittareiden ja turbiinivirtausmittareiden asennuksesta ja käytöstä.

(I) Asennuskohdat

Vortex-virtausmittareilla on suhteellisen kevyet asennusolosuhteet, mikä on yksi syy niiden suosioon teollisuudessa. Yleensä niillä on alhaisemmat vaatimukset ylä- ja alavirran suorille putkiosille; ylävirran suoran putken osan pituuden tarvitsee yleensä olla vain 10 kertaa putken halkaisija (10D), ja myötävirran suoran putken osan pituuden tarvitsee olla vain 5 kertaa putken halkaisija (5D). Tämä mahdollistaa helpon asennuksen myös tilanteissa, joissa tilaa on rajoitetusti ja putkien asettelu on monimutkainen. Lisäksi pyörrevirtausmittarit ovat joustavia asennussuunnassaan ja ne voidaan asentaa vaaka- tai pystysuoraan. Kun asennat vaakasuoraan, kiinnitä huomiota anturin asentoon ja yritä välttää sen asentamista putken alimpaan kohtaan, jotta ilmakuplat tai epäpuhtaudet eivät vaikuta mittaukseen. pystysuoraan asennuksessa nesteen tulee virrata alhaalta ylöspäin kaasun kerääntymisen välttämiseksi anturin sisään ja mittaustarkkuuden varmistamiseksi.

Sitä vastoin turbiinin virtausmittareilla on tiukemmat vaatimukset asennusolosuhteille. Se vaatii tiukan takuun suorasta putkiosuudesta 20 kertaa putken halkaisija (20D) ylävirtaan ja suoralle putkiosuudelle 5 kertaa putken halkaisija (5D) myötävirtaan. Tämä johtuu siitä, että turbiinin virtausmittarin mittaustarkkuus riippuu suuresti nestevirtausjärjestelmän stabiilisuudesta. Vain riittävän pitkä suora putkiosuus voi varmistaa, että neste säilyttää vakaan virtausnopeuden ja -suunnan virtausmittariin saapuessaan välttäen epätasaisten virtaustilojen, kuten pyörteiden ja turbiinin siipien turbulenssin, aiheuttamia epätasaisia ​​voimia, mikä varmistaa mittaustulosten tarkkuuden. Jos ylävirran suora putkiosuus ei ole riittävän pitkä, neste voi virrata epäsäännöllisesti saapuessaan virtausmittariin, mikä lisää mittausvirheitä. Turbiinivirtausmittaria asennettaessa on kiinnitettävä erityistä huomiota nesteen suuntaan; on varmistettava, että nesteen virtaussuunta on yhdenmukainen anturin kotelossa olevan nuolen osoittaman suunnan kanssa. Jos asennussuunta on väärä, turbiini ei pyöri kunnolla, mikä tekee tarkan virtauksen mittaamisen mahdottomaksi ja voi jopa vahingoittaa virtausmittaria.

(II) Käyttöön liittyvät varotoimet

Pyörrevirtausmittaria käytettäessä on oltava erityisen varovainen ulkoisten häiriöiden välttämiseksi. Koska pyörrevirtausmittari mittaa virtausta havaitsemalla pyörteiden synnyttämät signaalit, nämä signaalit ovat suhteellisen heikkoja ja niihin vaikuttavat helposti ulkoiset sähkömagneettiset kentät, värähtelyt ja muut tekijät. Siksi pyörrevirtausmittarit tulee asennuksen aikana pitää poissa voimakkaiden sähkömagneettisten häiriöiden lähteistä, kuten suurista moottoreista ja muuntajista. Varmista samalla, että virtausmittarissa on asianmukainen maadoitus sähkömagneettisten häiriöiden vaikutuksen vähentämiseksi signaaliin. Jos pyörrevirtausmittari asennetaan ympäristöön, jossa on voimakasta tärinää, tehokkaat tärinänvaimennustoimenpiteet, kuten tärinänvaimennustyynyjen ja joustavien liitosten käyttö, estävät tärinän siirtymisen virtausmittariin ja mittaustarkkuuteen vaikuttamisen.

Turbiinivirtausmittareiden kohdalla on erittäin tärkeää välttää voimakasta tärinää ja iskuja käytön aikana. Koska virtausmittarin sisällä oleva turbiini on tarkkuuspyörivä komponentti, voimakas tärinä tai isku voi aiheuttaa turbiinin roottorin muodonmuutoksia tai vaurioita tai kiihdyttää laakerien kulumista, mikä vaikuttaa virtausmittarin mittaustarkkuuteen ja käyttöikään. Vältä päivittäisessä käytössä suurten laitteiden käynnistämistä tai pysäyttämistä virtausmittarin lähellä, koska tämä voi aiheuttaa putkiston tärinää. Kun huollat ​​tai korjaat putkistojärjestelmää, varmista myös turbiinin virtausmittarin suojaaminen vahingossa tapahtuvilta iskuilta. Lisäksi, koska nesteen lämpötilan ja paineen muutokset vaikuttavat turbiinin virtausmittareiden mittaustarkkuuteen, seuraa nesteen lämpötilaa ja painetta tarkasti käytön aikana varmistaaksesi, että ne pysyvät virtausmittarin toiminta-alueella. Jos lämpötilan ja paineen vaihtelut ovat merkittäviä, mittaustulosten kompensointi ja korjaus voi olla tarpeen tarkkuuden varmistamiseksi.

Petrokemian teollisuudessa pyörrevirtausmittareita käytetään laajalti höyryn mittaukseen ja syövyttävien väliaineiden mittaamiseen. Turbiinivirtausmittareita käytetään yleisemmin jalostetun öljyn kaupassa ja siirtosovelluksissa niiden suuren tarkkuuden vuoksi.

Kunnallisissa lämmitysjärjestelmissä pyörrevirtausmittarit ovat ensisijainen valinta kuuman veden mittaukseen, sillä niiden korkea lämpötilankesto ja alhainen painehäviö vastaavat täydellisesti järjestelmän vaatimuksia.

Elintarvike- ja lääketeollisuudessa, jossa hygieniavaatimukset ovat erittäin korkeat, kaikki -ruostumattomasta teräksestä valmistetut turbiinivirtausmittarit sopivat paremmin, koska niiden sileät sisäseinät ovat vähemmän alttiita bakteerien kasvulle.

Pyörrevirtausmittarit valitaan usein pitkän{0}}etäisyyden putkistojen valvontaan, koska ne eivät juuri lisää järjestelmän painehäviötä, mikä on ratkaisevan tärkeää pumppausenergian kulutuksen vähentämisessä.

Median prioriteettiperiaate:

Vortex-virtausmittarit ovat suositeltavia skenaarioissa, joissa on epäpuhtauksia, syövyttäviä aineita tai monivaihevirtausta; turbiinin virtausmittarit valitaan puhtaille, alhaisen{0}}viskositeettisille nesteille, jotka vaativat suurta-tarkkuutta.

Tarkkuussovitusperiaate:

Skenaarioissa, kuten kaupan selvitys ja tarkkuusohjaus, turbiinivirtausmittarit vaativat ±0,5 % tarkkuuden; Vortex-virtausmittareita voidaan käyttää rutiininomaiseen teollisuusprosessien ohjaukseen.

Kunnossapidon mukauttavuuden periaate:

Vortex-virtausmittarit valitaan syrjäisille alueille, joilla ei ole kunnossapitoolosuhteita tai pitkäaikaisia{0}}käyttöprojekteja. Turbiinin virtausmittarit valitaan skenaarioihin, joissa on säännöllinen huoltokyky ja tiukat tarkkuusvaatimukset.