เครื่องวัดการไหลของก๊าซชนิดน้ำวน

ภาพรวมของเครื่องวัดอัตราการไหลของก๊าซชนิด Vortex

เครื่องวัดการไหลวนเป็นเครื่องวัดการไหลแบบสั่นของของไหลที่พัฒนาขึ้นตามหลักการของ "ถนนน้ำวน Kaman" ปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "ถนนกระแสน้ำวนคาเมน" มีดังต่อไปนี้: เมื่อพื้นผิวต้นน้ำหนึ่ง (หรือมากกว่า) เป็นเสาทู่ในก๊าซที่ไหล ก๊าซจะสลับกันที่ทั้งสองด้านของเสาและปล่อยสองคอลัมน์ปกติ.. เมื่อศตวรรษที่ 19 นักฟิสิกส์ Strouhal และ von Karman ได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับปรากฏการณ์ของ vortex street อย่างประสบผลสำเร็จ ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าความถี่การแยกกระแสน้ำวนมีความสัมพันธ์โดยเนื้อแท้กับความเร็วการไหลของตัวกลาง เรขาคณิต และขนาดของเครื่องกำเนิดกระแสน้ำวน กล่าวคือ ความถี่การแยกกระแสน้ำวนเป็นสัดส่วนกับความเร็วการไหลและแปรผกผันกับความกว้างของ กระบอก
หลักการของถนนกระแสน้ำวน Karman เป็นแรงบันดาลใจให้ผู้คนนำหลักการนี้ไปใช้ในการพัฒนาเครื่องมือวัดความเร็วของแก๊สและอัตราการไหล ในปี 1970 Yokogawa Electric Corporation of Japan และ East Company ของสหรัฐอเมริกา ได้พัฒนาเครื่องวัดการไหลวนเครื่องแรกของโลกตามลำดับ
เครื่องวัดการไหลของก๊าซ ชนิด Vortex ไหลมีความแม่นยำสูง โครงสร้างเรียบง่าย การติดตั้งที่สะดวก ความน่าเชื่อถือที่ดี สัญญาณความถี่พัลส์เอาท์พุตตามสัดส่วนกับค่าการวัดการไหลของก๊าซ ไม่มีศูนย์ดริฟท์ การวัดการสะสมของการไหลที่สะดวก การสูญเสียแรงดันเล็กน้อย (เมื่อเทียบกับการควบคุมปริมาณการไหล) A ข้อดีหลายประการ เช่น เครื่องวัดอัตราการไหล) มีการใช้และพัฒนาอย่างกว้างขวางในทันทีที่ปรากฏ แม้จะมีประวัติอันสั้น แต่ก็มีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว ได้กลายเป็นหนึ่งในเครื่องมือวัดการไหลของก๊าซกระแสหลักในเวลาเพียงไม่กี่ทศวรรษ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดก๊าซ ไอน้ำ และการไหลของของเหลวต่างๆ เครื่องวัดการไหลของก๊าซแบบไหลวนแบบอิเล็กทรอนิกส์ไม่เพียงแต่มีจอแสดงผลเพื่อแสดงการไหลของก๊าซหรือไอในทันทีและปริมาณก๊าซทั้งหมด แต่ยังสามารถส่งสัญญาณพัลส์ ความถี่ หรือกระแส (4-20mA) สำหรับรีโมทคอนโทรลและอื่นๆ เครื่องมือวัดการไหลแบบอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ยังมีโปรโตคอล HART และโปรโตคอล MODBUS RTU สำหรับการควบคุมกระบวนการและการสื่อสารต่างๆ
Silver Automation Instruments Ltd เสนอเครื่องวัดการไหลวนราคาต่ำเริ่มต้นที่ $320

Gas Vortex Flow Meters สามารถวัดก๊าซ:

เครื่องวัดการไหลของก๊าซชนิด Vortex สามารถวัดอากาศ อากาศอัด เครื่องวัดอัตราการไหลของน้ำวนสำหรับก๊าซธรรมชาติ ไนโตรเจน ออกซิเจน ก๊าซชีวภาพ ก๊าซถ่านหิน ไอน้ำและอื่น ๆ เครื่องวัดการไหลวนของแก๊สสามารถติดตั้งเซ็นเซอร์อุณหภูมิในตัว เซ็นเซอร์ความดัน และโฟลรวมเซอร์เพื่อวัดอุณหภูมิของแก๊ส ความดัน ติดตั้งคอมพิวเตอร์โฟลว์เพื่อคำนวณปริมาณการไหลของก๊าซภายใต้สภาวะมาตรฐาน หรือเพื่อคำนวณการไหลของมวล ของไอน้ำ

เครื่องวัดกระแสน้ำวนวัดการไหลของก๊าซอย่างไร?

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ เมื่อวัตถุเรียงเป็นแนวที่มีหน้าตัดหน้าผาถูกแทรกเข้าไปในของไหลที่ไหล กระแสน้ำวนสองคอลัมน์จะถูกสร้างขึ้นจากทั้งสองด้านของวัตถุเรียงเป็นแนว ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าปรากฏการณ์ "ถนนวอร์เท็กซ์" ดังแสดงในรูป
จากการศึกษาพบว่าความถี่ของการแยกกระแสน้ำวนเป็นสัดส่วนกับอัตราการไหลของก๊าซและเป็นสัดส่วนผกผันกับความกว้างของกระบอกสูบ ซึ่งสามารถแสดงได้ดังนี้
f=Sr×u/d
ที่ไหน:
f คือความถี่ของการแยกกระแสน้ำวน
Sr-สัมประสิทธิ์ (จำนวน Strouhal);
v—ความเร็วของของไหล;
d—ความกว้างของกระแสน้ำกระบอกสูบ
จากสูตรข้างต้นจะเห็นได้ว่าความเร็วของของไหลและการไหลแบบทันทีสามารถวัดได้โดยการวัดความถี่ของกระแสน้ำวน

โครงสร้างของเครื่องวัดการไหลของก๊าซชนิดน้ำวน

เครื่องวัดการไหลวนโดยทั่วไปประกอบด้วยสองส่วน: เซ็นเซอร์และคอนเวอร์เตอร์ ดังแสดงในรูป เซ็นเซอร์ประกอบด้วยเครื่องกำเนิดกระแสน้ำวน, เซ็นเซอร์วัดการไหล, จอแสดงผลดิจิตอลมิเตอร์วัดการไหล, เปลือก ฯลฯ ตัวแปลงประกอบด้วยตัวแปลงสัญญาณ เครื่องขยายสัญญาณ ขั้วต่อ โครงยึดและฝาครอบป้องกัน ฯลฯ
เครื่องวัดอัตราการไหลของก๊าซชนิด Vortex สามารถทำขนาดได้ตั้งแต่ 1/2” ถึง 12 นิ้ว ชนิดเซ็นเซอร์ขอแบบปกติรวมถึง 1 นิ้ว, DN25, DN50, เส้นผ่านศูนย์กลาง 80 มม., DN100, 4 นิ้ว, 6”, 8 ,10 นิ้ว, DN250 มม. เป็นต้น
การเชื่อมต่อในกระบวนการสามารถเป็นชนิดเวเฟอร์ ชนิดสกรู ชนิดหน้าแปลนอินไลน์ หรือชนิดมิเตอร์วัดกระแสน้ำวนแทรก