Измерение расхода. Вихревой метод. Вихревой метод – относительно новый (первые устройства разработаны в 60-х годах ХХ века).

Не смотря на то, что дифференциальный метод является наиболее распространенным и универсальным, он не лишен недостатков. А именно таких:

  • Квадратичная зависимость перепада от расхода – в результате имеем небольшие динамические диапазоны измерений.
  • Существенная погрешность в нижней части диапазона (<30%).

Поэтому перед учеными стал вопрос освоения новых методов измерения расхода. Один из них – вихревой метод измерения расхода.

Ещё в шестнадцатом веке Леонардо да Винчи изучил закономерности образования вихрей в воде.

Через 400 лет венгерский физик Теодор фон Карман выдвинул физическое обоснование тому, как образовываются вихри и почему они имеют такую форму.

Вот как работает этот вихревой метод измерения расхода. У каждого измерителя расхода, в котором используется вихревой метод измерения расхода, внутри потока в трубопроводе установлено обтекаемое тело, зачастую имеющее форму трапеции. Оно нужно для создания преграды на пути движущегося вещества.

Над обтекаемым телом установлен датчик, воспринимающий наименьшие колебания давления.

Если вещество в трубе не перемещается – вихри не образовываются. Как только поток начинает двигаться и достигает определенной скорости, за обтекаемым телом тут же появляются вихри. Они уносятся течением. В результате этого в потоке возникают зоны высокого и низкого давления. Это явление называется «вихревой дорожкой Кармана».

Обычно в таких устройствах используются пьезоэлектрические датчики, установленные попарно, что позволяет минимизировать вибрационные и акустические помехи и усилить полезный сигнал. Помехи отфильтровываются благодаря тому, что сигнал от одного датчика инвертируется и складывается с сигналом другого датчика, а результат (помехи) – вычитаются на сумматоре.

В результате имеем такие преимущества измерения расхода вихревым методом:

  • Низкая нелинейность (<1%)
  • Широкий диапазон измерений
  • Частотный выходной сигнал

В данном видео продемонстрирована система, в которой используется прецизионно отбалансированный емкостной измерительный элемент в виде крыла (запатентированный фирмой Endress+Hauser), который не чувствителен к температурным скачкам, скачкам давления и вибрациям вплоть до 1G. Расстояние между двумя вихрями пропорционально объему жидкости между ними. Таким образом, расход можно измерить по количеству этих объемов за интервал времени.  Чем выше скорость потока, тем больше частота вихрей.

В некоторых случаях скорость потока недостаточна для образования завихрений. В таких случаях используется метод искусственного сужения путем уменьшения поперечного сечения трубопровода в месте измерения. Сужение не влияет на точность измерения.

Датчик можно усовершенствовать, установив  дополнительный измеритель температуры для пересчета объемного расхода в массовый.

Tags

 
Поделиться в Ok Ok Ok Ok Share for Odnoklassniki Ok Ok

0 Комментариев

Вы можете первым оставить свой комментарий.

Оставить комментарий

 




 

Вы же не робот? *