Vortex-virtausmittarianturit

Vortex-virtausmittarit koostuvat erilaisista komponenteista, mukaan lukien mittausputki, bluffirunko, anturi, esivahvistin ja mittaukseen liittyvä elektroniikka (katso kuva 1). Suurimmassa osassa markkinoilla olevista mittareista antureissa ei ole liikkuvia osia, joten ne eivät kulu eivätkä ne vaadi huoltoa.

Kaksi yleisintä vortex-mittarirunkomallia ovat laipalliset mallit ja mallit, joissa ei ole laippaa. Jälkimmäinen tunnetaan kiekkotyyppinä ja se on suunniteltu asennetavaksi kahden putken laipan väliin. Joidenkin kiekkomallien kokonaispituus on 65 mm (2,5 "), jonka avulla ne voivat suoraan korvata suoraan aukolliset kokoonpanot.

Markkinoilla saatavana olevat vakiokoot kattavat nimellishalkaisijat DN 15 - 300 (1/2 - 12"), joissakin versioissa DN 400:aan (16 ") saakka. Paineluokitukset voivat olla PN 250 (ANSI luokka 1500). Suurempien kuin halkaisijaltaan kokoa DN 300 (12") olevat vortex-taajuudet ovat erittäin alhaiset, ja signaalia on käsiteltävä voimakkaasti vakaan signaalin saamiseksi. Halkaisijaltaan suurissa sovelluksissa vortex-mittarit ovat suhteellisen kalliita mittauslaippoihin verrattuna. Monet valmistajat tarjoavat myös malleja erittäin alhaisiin tai erittäin korkeisiin lämpötiloihin (–200...+450 °C / –330...+842 °F).

Laitteet, joissa on kaksi riippumatonta anturia ja elektroniikka, muodostavat erityistapauksen (kuva 1). Tätä mallia käytetään pääasiassa teollisuudessa, jossa redundanttista mittausta pidetään tärkeänä.

Bluffirungon tuottamat pyörteet luovat virtaukseen paikallisia painevaihteluita, jotka voidaan mitata erilaisilla antureilla ja muuntaa sähkösignaaleiksi. Yksittäisten valmistajien suosimat anturityypit vaihtelevat suuresti ja sisältävät kapasitiivisia, pietsoresistenttejä, ultraääni-, termistori-, mekaanisia, paine- ja venymäantureita. Useimmissa tapauksissa anturi on joko integroitu bluffirunkoon tai sijaitsee heti sen takana. Useimmat anturit mittaavat nykyään pyörrettä, joka levittäytyy kapasitiivisesti tai pietsosähköisesti.

Endress+Hauserin käyttämissä DSC-antureissa on lavanmuotoinen anturi, joka työntyy bluffirungon taakse (kuva 2). Tämä lapa (a) lähettää pyörrepaineenvaihtelut hihnamaiselle keskielektrodille (C), joka muodostaa kondensaattorit C1 ja C2 yhdessä kahdesta puolikuoresta muodostuvan ulkoelektrodin (D) kanssa. Aukon leveyden muutos tuottaa määräajoin vaihtelevan kapasitanssin muutoksen, joka on verrannollinen mittarielektroniikan käsittelemään pyörrepaine-eroon. Anturin mekaanisen tasapainotuksen ansiosta putkilinjan värähtelyt eivät juurikaan vaikuta tällaisiin mittausjärjestelmiin.

DSC-anturin tärkeimmät edut ovat:

• Lämpötilashokkien kestävyys, esimerkiksi kryogeenisissä sovelluksissa (katso kuva 3) tai höyryjärjestelmissä. Ruostumattomasta teräksestä valmistetussa DSC-anturissa ei ole liikkuvia osia eikä erittäin herkkiä komponentteja, ja se on erittäin vankka.
• Paineiskun kestävyys, esim. höyryjärjestelmissä.
• Putkien värähtely ei vaikuta siihen. Keskielektrodin ja ulkoelektrodin väliseen etäisyyteen ei vaikuta värähtelyjen aiheuttamat kiihtyvyysvaikutukset. Anturin lapa ja keskielektrodi ovat täsmälleen tasapainossa, joten värähtelyillä tuotetut kiihtyvyysvoimat toimivat aina anturijärjestelmän painopisteessä eivätkä siten tuota ylimääräisiä, värähtelyihin liittyviä signaaleja.
• Vierasaineella ei juurikaan ole vaikutusta, sillä DSC-anturi on asennettu vapaasti mittaputkeen. Pahimmassa tapauksessa anturin lavan kerrostumat voivat tuottaa marginaalisen pienemisen mittausalueella (väheneminen), mutta eivät vaikuta mittauksen tarkkuuteen.