Đồng hồ đo lưu lượng xoáy thuộc về một loại đồng hồ đo lưu lượng loại tốc độ. Nó chủ yếu được sử dụng để đo lưu lượng của chất lỏng trung bình đường ống công nghiệp, chẳng hạn như khí, chất lỏng, hơi nước và nhiều phương tiện khác.

Nó được đặc trưng bởi tổn thất áp suất nhỏ, phạm vi phạm vi lớn và độ chính xác vừa phải, hầu như không bị ảnh hưởng bởi mật độ chất lỏng, áp suất, nhiệt độ, độ nhớt và các thông số khác khi đo lưu lượng thể tích.

Bởi vì không có bộ phận cơ khí di chuyển, do đó, nó có cấu trúc đơn giản, độ tin cậy cao, lượng bảo trì nhỏ, khả năng lưu thông lớn (so với các máy đo lưu lượng đường kính tương đương khác, lưu lượng có thể vượt qua lớn), vì đồng hồ đo lưu lượng xoáy có những đặc điểm này, nó đã trở thành một trong những dụng cụ lưu lượng thường được sử dụng.

I. Nguyên tắc làm việc Nguyên tắc làm việc của đồng hồ đo lưu lượng xoáy: Đồng hồ đo lưu lượng xoáy được áp dụng nguyên tắc dao động chất lỏng để đo lưu lượng, trong chất lỏng thiết lập bộ tạo xoáy kiểu cột tam giác (bộ tạo xoáy có nhiều hình dạng), sau đó từ cả hai bên của bộ tạo xoáy luân phiên tạo ra các xoáy đều đặn, loại xoáy này được gọi là xoáy Karman, các xoáy được sắp xếp không đối xứng ở hạ lưu của bộ tạo xoáy

Tần số giải phóng của xoáy có liên quan đến vận tốc trung bình của chất lỏng chảy qua chất tạo xoáy và chiều rộng đặc trưng của chất tạo xoáy, có thể được biểu thị bằng công thức 1: f là tần số đầu ra, tính bằng Hz; v là vận tốc trung bình của chất lỏng chảy qua chất tạo xoáy, tính bằng m/s; d là chiều rộng bề mặt đón của cơ thể tạo xoáy, tính bằng m; D là đường kính bên trong của ống, tính bằng m; St là số Strouhalnumber, không có thứ nguyên, nó liên quan đến hình dạng của sự tạo xoáy và số Reynolds, như có thể thấy trong Hình 2, số Strouhalnumber được coi là hằng số trong một phạm vi số Reynolds nhất định.

Từ đó có thể thấy rằng khi số Strauhar được coi là hằng số, tần số chỉ liên quan đến tốc độ dòng chảy sau khi chiều rộng bề mặt đón của thân xoáy và đường kính ống quá trình được xác định.

Phương trình lưu lượng của đồng hồ đo lưu lượng đường xoáy: Trong công thức: qv là lưu lượng thể tích, m3/s； qm là dòng chảy chất lượng, kg/s； f là tần số tín hiệu đầu ra của cảm biến, Hz; K là hệ số đo của cảm biến; ρ là mật độ chất lỏng, kg/ m3。 Khi đo khí, phương trình lưu lượng của đồng hồ đo lưu lượng đường xoáy là: Trong công thức: Pn, Tn là áp suất và nhiệt độ ở trạng thái tiêu chuẩn tương ứng; Z, Zn là hệ số nén khí ở trạng thái làm việc và trạng thái tiêu chuẩn tương ứng; qvn là lưu lượng thể tích ở trạng thái chuẩn (20 ℃, 101,32kPa), m3/s； Giá trị hệ số đo k của P, T là cảm biến áp suất và nhiệt độ ở trạng thái hoạt động tương ứng được kiểm tra bởi thiết bị tiêu chuẩn dòng chảy, phương tiện kiểm tra thường là nước hoặc không khí.

Từ đó có thể thấy rằng tín hiệu đầu ra tần số của đồng hồ đo lưu lượng xoáy nói chung không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi chất lỏng và thành phần, chỉ liên quan đến hệ số đo K, hình dạng và kích thước của bộ tạo xoáy, số Reynolds, và khi hệ số đo K, hình dạng và kích thước của bộ tạo xoáy đã được xác định trước khi sản phẩm rời khỏi nhà máy, khi số Reynolds hoạt động trong phạm vi đảm bảo độ chính xác, tín hiệu đầu ra tần số của đồng hồ đo lưu lượng xoáy chỉ liên quan đến tốc độ dòng chảy.

Tuy nhiên, khi chúng ta cần lưu lượng khối lượng, chúng ta nhận được lưu lượng thể tích trong khi cũng nhận được mật độ của chất lỏng, điều này sẽ ảnh hưởng đến mật độ của các thông số để phát hiện, chẳng hạn như nhiệt độ, áp suất, vv, để điều chỉnh mật độ.

Thứ hai, có rất nhiều loại phân loại đồng hồ đo lưu lượng xoáy phân loại, những gì chúng tôi thường sử dụng là: phân loại theo cách kết nối cảm biến,

Được chia thành: 1) Loại kết nối mặt bích; 2) Loại wafer (còn được gọi là loại kẹp); Phân loại theo cảm biến và bộ chuyển đổi, được chia thành: 1) một loại cơ thể; 2) Loại riêng biệt; Phân loại theo hình thức cấu trúc cảm biến, được chia thành: 1) loại ống đầy đủ; 2) Loại chèn.

Ba, kết cấu vòng xoáy lưu lượng kế thường gồm bốn phần, vòng xoáy phát sinh thể, vòng xoáy phát hiện khí, đồng hồ đo và bộ chuyển đổi. 1. Vòng xoáy phát sinh thể. Sự hình thành xoắn ốc được chia thành monocyclogenesis và polycyclogenesis. Thường được sử dụng là sự hình thành xoáy đơn, hình dạng cơ bản của nó có hình tam giác, hình tròn, hình chữ nhật, v.v., để kết hợp sự hình thành xoáy đơn, đó là sự hình thành xoáy đa, sự hình thành xoáy đa có tác dụng nhất định trong việc cải thiện sức mạnh xoáy, sự ổn định và giảm giới hạn dưới của số Reynolds.

2. Máy kiểm tra vòng xoáy. Phát hiện xoáy thường có năm cách: 1) Thiết lập các yếu tố phát hiện trong cơ thể xảy ra xoáy, trực tiếp phát hiện áp suất chênh lệch ở cả hai bên của cơ thể xảy ra; 2) Mở lỗ ép trên máy phát điện xoáy, thiết lập phần tử phát hiện trong lỗ dẫn điện, phát hiện áp suất chênh lệch trên cả hai mặt của máy phát điện; 3) Phát hiện lưu thông xoay chiều xung quanh cơ thể tạo xoáy; 4) Phát hiện lưu thông chéo ở mặt sau của sự xuất hiện của xoáy; 5) Phát hiện cột xoáy trong luồng đuôi. Thông qua năm phương pháp phát hiện trên, các yếu tố phát hiện sử dụng cảm biến nhiệt, căng thẳng, căng thẳng, điện dung, quang điện, siêu âm và các công nghệ khác, tức là tạo thành cảm biến lưu lượng kế xoáy đa dạng.

3. Bộ chuyển đổi. Tín hiệu đường xoáy được phát hiện bởi cảm biến được xử lý bằng cách khuếch đại, lọc, định hình và như vậy, theo nhu cầu thực tế, chuyển đổi thành tín hiệu xung hoặc tín hiệu hiện tại 4~20mA hệ thống hai dây để sử dụng thiết bị thứ cấp hoặc hệ thống điều khiển.

4. Đồng hồ đo. Cấu trúc và vật liệu của đồng hồ đo phải dựa trên các thông số như nhiệt độ, áp suất và tính ăn mòn của môi trường được đo, và nó cũng có ảnh hưởng quan trọng đến độ chính xác của phép đo.

IV. Các tính năng chính của đồng hồ đo lưu lượng xoáy 1) Cấu trúc đơn giản và chắc chắn, không có bộ phận di chuyển, dễ lắp đặt và bảo trì; 2) Có nhiều loại chất lỏng có thể đo được, chất lỏng, khí, hơi nước, v.v., bao gồm một phần môi trường dòng chảy pha trộn; 3) Cảm biến phát hiện không tiếp xúc trực tiếp với môi trường được thử nghiệm, hiệu suất ổn định và tuổi thọ cao; 4) Đầu ra là tín hiệu xung tỷ lệ thuận với tốc độ dòng chảy, không trôi điểm 0, độ chính xác cao hơn; 5) Phạm vi đo rộng, tỷ lệ phạm vi lên đến 10: 1, nhu cầu đặc biệt lên đến 20: 1 hoặc cao hơn; 6) tổn thất áp suất nhỏ (so với đồng hồ đo lưu lượng tấm lỗ), chi phí vận hành thấp, tiết kiệm năng lượng hơn.

7) Trong một phạm vi số Reynolds nhất định, không bị ảnh hưởng bởi chất lỏng và các thành phần, chỉ liên quan đến hệ số đo và hình dạng và kích thước của xoáy, dễ dàng hơn cho các yếu tố phát hiện để thiết kế tiêu chuẩn;

8) tỷ lệ tình dục-giá cao, trong nhiều đồng hồ đo lưu lượng dòng chảy xoáy thuộc về một loại thực tế kinh tế.

9) An toàn cao, nếu phần tử phát hiện bị lỗi, nó sẽ không gây ra sự cố đường ống;

V. Lưu ý Một công cụ tốt, nếu lựa chọn thiết kế và cài đặt không chính xác, nó sẽ không có hiệu quả tốt, khi thiết kế kỹ thuật chúng ta nên chú ý: 1, xem xét các thông số công nghệ: 1) để làm cho sự xuất hiện của xoáy tạo ra xoáy, các yếu tố phát hiện hoạt động trong phạm vi đảm bảo độ chính xác. Không thích hợp cho việc phát hiện môi trường chất lỏng có số Reynolds thấp hoặc độ nhớt cao, vì độ tuyến tính chất lỏng thấp của chất lỏng kém, chất lỏng có độ nhớt cao không nên hình thành xoáy; 2) Đối với môi trường được thử nghiệm có chứa các hạt nhỏ hoặc hàm lượng bong bóng lớn hơn một tỷ lệ nhất định sẽ ảnh hưởng đến hệ số đo lệch, nên sử dụng thận trọng khi lựa chọn; 3) Đối với chất lỏng xung, rất dễ dàng để chồng tần số của chất lỏng xung lên xung làm việc của các nhà sản xuất xoáy để gây ra sự cộng hưởng, và nên tránh khi lựa chọn loại; 4) Đối với các chất lỏng có chứa các hạt rắn để rửa các chất tạo xoáy sẽ làm mòn các chất tạo xoáy, nếu chất lỏng chứa chất xơ bẩn quấn quanh các chất tạo xoáy sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ và độ đo; 5) xem xét tính ăn mòn của phương tiện truyền thông; 6) Thích hợp cho loại chèn khi đo lưu lượng đường ống cỡ lớn.

2, cài đặt môi trường: 1) cảm biến nên tránh cài đặt trên đường ống có rung động cơ học mạnh (chẳng hạn như đầu ra máy bơm), nếu không thể tránh khỏi, các biện pháp chống sốc nên được thực hiện; 2) Các cảm biến (bao gồm cả khi đặt cáp che chắn kết nối các cảm biến) nên tránh lắp đặt trong môi trường có nguồn nhiệt độ cao, nguồn bức xạ, nhiễu điện từ trường mạnh và ăn mòn mạnh; 3) Xem xét không gian mà đồng hồ đo tạo điều kiện cho việc lắp đặt và sửa chữa; 4) Xem xét mức độ an toàn và bảo vệ. 3, cách cài đặt: 1) đảm bảo phần ống thẳng trước và sau của đồng hồ đo lưu lượng (cần xem hướng dẫn sử dụng sản phẩm của dụng cụ trên yêu cầu phần ống thẳng, càng đáp ứng yêu cầu, độ đo càng cao); 2) Đồng hồ đo lưu lượng xoáy được lắp đặt theo chiều ngang nhiều hơn, khi đo lưu lượng chất lỏng, nếu chất lỏng được đo có chứa một lượng nhỏ khí, cảm biến nên được lắp đặt ở vị trí thấp hơn của đường ống, khi đo lưu lượng khí, nếu khí được đo có chứa một lượng nhỏ chất lỏng, cảm biến nên được lắp đặt ở vị trí cao hơn của đường ống; Khi lắp đặt theo chiều dọc, dòng chảy của chất lỏng từ dưới lên và dòng chảy của khí là không giới hạn, nhưng khi khí chứa một lượng nhỏ chất lỏng, dòng chảy của khí phải từ dưới lên. 3) Để đo hơi quá nóng trên đường ống ngang, hơi bão hòa và chất lỏng nhiệt độ thấp, nếu điều kiện cho phép áp dụng tải bên, do đó nhiệt độ của chất lỏng sẽ ít ảnh hưởng đến bộ khuếch đại (bất kỳ cảm biến nào được cài đặt trên đường ống ngang có thể được gắn bên trên đường ống ngang).