En vortexmåler er en type volumetrisk flowmåler, der udnytter et naturligt fænomen, der opstår, når en væske strømmer rundt om et objekt på en klippe. Vortexflowmålere fungerer efter vortex-afgivelsesprincippet, hvor hvirvler (eller strømhvirvler) udsendes skiftevis nedstrøms for objektet. Hyppigheden af vortex-afgivelsen er direkte proportional med hastigheden af væsken, der strømmer gennem måleren.
Vortex-flowmålere er bedst egnede til flowmålinger, hvor indførelsen af bevægelige dele giver problemer. De fås i industriel kvalitet, messing eller ren plastikkonstruktion. Følsomheden over for variationer i procesforholdene er lav, og da der ikke er nogen bevægelige dele, er slidstyrken relativt lav sammenlignet med andre typer flowmålere.
Vortex-flowmålerdesign
En vortexflowmåler er typisk lavet af 316 rustfrit stål eller Hastelloy og inkluderer et bluffhus, en vortexsensorenhed og transmitterelektronik – selvom sidstnævnte også kan monteres eksternt (Figur 2). De fås typisk i flangestørrelser fra ½ tomme til 12 tommer. Den installerede pris for vortexmålere er konkurrencedygtig med prisen for orificemålere i størrelser under seks tommer. Waferbodymålere (flangeløse) har den laveste pris, mens flangemålere foretrækkes, hvis procesvæsken er farlig eller har en høj temperatur.
Der er blevet eksperimenteret med former for klatlegemer (kvadratiske, rektangulære, t-formede, trapezformede) og dimensioner for at opnå de ønskede egenskaber. Test har vist, at linearitet, lav Reynolds-talsbegrænsning og følsomhed over for hastighedsprofilforvrængning kun varierer en smule med klatlegemets form. I størrelse skal klatlegemet have en bredde, der er en stor nok andel af rørdiameteren til, at hele strømningen deltager i afgivelsen. For det andet skal klatlegemet have fremspringende kanter på opstrømssiden for at fiksere strømningsseparationslinjerne, uanset strømningshastigheden. For det tredje skal klatlegemets længde i strømningsretningen være et bestemt multiplum af klatlegemets bredde.
I dag bruger de fleste vortexmetre piezoelektriske eller kapacitanssensorer til at detektere tryksvingningerne omkring hvirvellegemet. Disse detektorer reagerer på tryksvingningerne med et lavspændingsudgangssignal, der har samme frekvens som svingningen. Sådanne sensorer er modulære, billige, lette at udskifte og kan fungere over en bred vifte af temperaturområder – fra kryogene væsker til overophedet damp. Sensorer kan placeres inde i målerlegemet eller udenfor. Vådberørte sensorer belastes direkte af vortextryksvingningerne og er indkapslet i hærdede huse for at modstå korrosion og erosion.
Eksterne sensorer, typisk piezoelektriske tøjningsmålere, registrerer hvirvelafgivelsen indirekte gennem den kraft, der udøves på afgivelsesstangen. Eksterne sensorer foretrækkes i meget erosive/korrosive applikationer for at reducere vedligeholdelsesomkostninger, mens interne sensorer giver bedre rækkevidde (bedre flowfølsomhed). De er også mindre følsomme over for rørvibrationer. Elektronikhuset er normalt klassificeret som eksplosions- og vejrbestandigt og indeholder det elektroniske transmittermodul, termineringsforbindelser og eventuelt en flowhastighedsindikator og/eller totalisator.
Vortex flowmålertyper
Smarte vortexmålere leverer et digitalt udgangssignal, der indeholder mere information end blot flowhastighed. Mikroprocessoren i flowmåleren kan automatisk korrigere for utilstrækkelige lige rørforhold og for forskelle mellem boringsdiameteren og diameteren på matinen.
Anvendelser og begrænsninger
Vortexmålere anbefales normalt ikke til batching eller andre periodiske flowapplikationer. Dette skyldes, at dribbleflowhastighedsindstillingen for batchingstationen kan falde til under målerens minimumsgrænse for Reynoldstal. Jo mindre den samlede batch er, desto mere signifikant er den resulterende fejl sandsynligvis.
Lavtryksgasser (lav densitet) producerer ikke en tilstrækkelig stærk trykpuls, især hvis væskehastighederne er lave. Derfor er det sandsynligt, at målerens justeringsmuligheder i sådanne anvendelser vil være dårlige, og lave flow vil ikke kunne måles. På den anden side, hvis reduceret justeringsmuligheder er acceptabel, og måleren er korrekt dimensioneret til normal flow, kan vortexflowmåleren stadig overvejes.
Opslagstidspunkt: 21. marts 2024