Вртложни мерач протока је врста волуметријског мерача протока који користи природни феномен који се јавља када течност струји око објекта на стрмој површини. Вртложни мерачи протока раде по принципу осипања вртлога, где се вртлози (или вирови) наизменично осипају низводно од објекта. Учесталост осипања вртлога је директно пропорционална брзини течности која тече кроз мерач.
Вртложни мерачи протока су најпогоднији за мерења протока где увођење покретних делова представља проблем. Доступни су у индустријској конструкцији, од месинга или потпуно од пластике. Осетљивост на варијације у условима процеса је ниска и, без покретних делова, релативно мало хабање у поређењу са другим типовима мерача протока.
Дизајн вртложног мерача протока
Вртложни мерач протока је обично направљен од нерђајућег челика 316 или Хастелоја и укључује тело са заобљеним отвором, склоп вртложног сензора и електронику предајника – мада се ова последња може монтирати и даљински (слика 2). Обично су доступни у величинама прирубница од ½ инча до 12 инча. Цена инсталације вртложних мерача је конкурентна цени мерача са отвором бленде величина мањих од шест инча. Мерачи са телом диска (без прирубнице) имају најнижу цену, док су мерачи са прирубницама пожељнији ако је процесни флуид опасан или је на високој температури.
Облици тела блефа (квадратни, правоугаони, Т-обликовани, трапезоидни) и димензије су експериментисани како би се постигле жељене карактеристике. Тестирање је показало да се линеарност, ниско ограничење Рејнолдсовог броја и осетљивост на изобличење профила брзине разликују само незнатно у зависности од облика тела блефа. Што се тиче величине, тело блефа мора имати ширину која је довољно велики део пречника цеви да цео ток учествује у одвајању. Друго, тело блефа мора имати избочене ивице на узводној страни како би се фиксирале линије одвајања тока, без обзира на брзину протока. Треће, дужина тела блефа у смеру тока мора бити одређени вишекратник ширине тела блефа.
Данас, већина вртложних мерача користи пиезоелектричне или капацитивне сензоре за детекцију осцилација притиска око тела блефа. Ови детектори реагују на осцилације притиска нисконапонским излазним сигналом који има исту фреквенцију као и осцилације. Такви сензори су модуларни, јефтини, лако се замењују и могу радити у широком опсегу температурних опсега – од криогених течности до прегрејане паре. Сензори се могу налазити унутар тела мерача или споља. Влажни сензори су директно оптерећени флуктуацијама вртложног притиска и затворени су у очврснутим кућиштима како би издржали ефекте корозије и ерозије.
Спољни сензори, обично пиезоелектрични мерни инструменти за напрезање, индиректно детектују ослобађање вртлога кроз силу која делује на шипку за ослобађање. Спољни сензори су пожељнији код високо ерозивних/корозивних примена ради смањења трошкова одржавања, док унутрашњи сензори пружају бољи домет (бољу осетљивост протока). Такође су мање осетљиви на вибрације цеви. Кућиште електронике је обично оцењено као отпорно на експлозију и временске услове и садржи модул електронског предајника, завршне прикључке и опционо индикатор брзине протока и/или укупни показатељ.
Стилови вртложних мерача протока
Паметни вртложни мерачи пружају дигитални излазни сигнал који садржи више информација од саме брзине протока. Микропроцесор у мерачу протока може аутоматски да коригује недовољно равне услове цеви, разлике између пречника отвора и пречника мерног отвора.
Примене и ограничења
Вртложни мерачи се обично не препоручују за дозирање или друге примене са повременим протоком. То је зато што подешавање брзине протока капањем дозирајуће станице може пасти испод минималне границе Рејнолдсовог броја мерача. Што је укупна количина мања, то је вероватније да ће резултујућа грешка бити значајнија.
Гасови ниског притиска (ниске густине) не производе довољно јак импулс притиска, посебно ако су брзине флуида мале. Стога је вероватно да ће у таквим службама опсег мерења бити лош и да мали протоци неће бити мерљиви. С друге стране, ако је смањени опсег мерења прихватљив и ако је мерач правилно димензионисан за нормалан проток, вртложни мерач протока се и даље може размотрити.
Време објаве: 21. март 2024.