lưu lượng kế xoáy là gì
Lưu lượng kế xoáy đo lưu lượng bằng cách đếm các xoáy tách ra phía sau một vật cản đặt trong dòng chảy. Mỗi xoáy tới dưới dạng một xung áp suất, và tần số xuất hiện của các xung tỷ lệ với vận tốc trên một dải rộng, nên thiết bị biến một nhịp cơ học thành một trị lưu lượng mà không có bộ phận chuyển động nào. Vì vật cản nằm trong đường ống và phần điện tử đếm một tần số thay vì đọc một độ dịch chuyển, kiểu đo này chịu được nhiệt độ và áp suất mà sẽ làm rút ngắn tuổi thọ của một lưu lượng kế cơ khí.
Đó là vì sao nó là lựa chọn thường gặp cho hơi nước. Hơi nước bão hòa, hơi nước quá nhiệt, khí nén, nitơ và hầu hết các khí công nghệ đều được đo bằng lưu lượng kế xoáy ở bất kỳ đâu đường ống là một dòng sạch một pha, và chính thiết bị đó cũng đo được các chất lỏng độ nhớt thấp như nước và nước ngưng tụ. Ở nơi một nhà máy tiến hành đo ống góp hơi, đo xưởng nhuộm hay đo trạm nén khí, thì thường chính kiểu đo này làm nhiệm vụ đo đếm.
Trang này trình bày cách cấu hình thiết bị: thân đo, đường kính ống đo và kết nối quá trình phải chịu đựng những gì, khi nào phải thêm bù nhiệt độ và áp suất trước khi con số có ý nghĩa, và trong các công nghệ lưu lượng lân cận thì kiểu nào tiếp quản khi môi trường đo không phải là một dòng sạch một pha.
Cách lưu lượng kế xoáy đo
Vật cản là một chướng ngại được cố ý làm cho không theo dòng. Khi dòng chảy đi qua, các xoáy tách ra luân phiên từ hai bên, và mỗi xoáy tách ra lấy đi một gói áp suất nhỏ khỏi mép phía sau nó; một cảm biến trong thân phát hiện sự luân phiên đó dưới dạng một tần số. Trên dải số Reynolds mà kiểu đo này được thiết kế cho, tần số đó tỷ lệ với vận tốc, nên lưu lượng kế đổi nó thành một trị lưu lượng thể tích dựa trên tiết diện của ống đo. Tính tỷ lệ thuộc về hình dạng của vật cản hơn là thuộc về từng loại khí cụ thể, đó là vì sao chỉ một thân đo có thể được chào cho nhiều môi trường đo.
Ba hệ quả rút ra. Lưu lượng kế cần một dòng một pha, vì xoáy tách ra từ chất lỏng bị các giọt lỏng làm nhiễu và xoáy tách ra từ khí bị nước ngưng tụ làm nhiễu, cho nên hơi nước ẩm và dòng hai pha nằm ngoài kiểu đo này. Nó cần một vận tốc nằm trong dải của mình, vì ở đầu dưới sự tách xoáy không còn đều và ở đầu trên sự mài mòn thân đặt ra giới hạn trên. Và nó cần một phân bố dòng ổn định, không xoắn tại vị trí vật cản, vì tần số nói trên thực chất là một phép đo vận tốc đội lốt và mọi nhiễu động phía trước đều bị đọc thành một thay đổi lưu lượng.
Việc tín hiệu là một tần số chính là lý do thực tế khiến kiểu đo này trụ được ở những điều kiện làm hỏng các kiểu khác: một tần số không bị trôi theo cách mà một dải đo tương tự bị trôi. Thứ nó không miễn nhiễm là môi trường đo đổi trạng thái bên trong lưu lượng kế, đó là vì sao một nhiệm vụ hơi nước thường được đi kèm với bù trừ chứ không đo thô.
Lựa chọn cấu hình
Phần lớn thông số được quyết định bởi những lựa chọn này chứ không phải bởi cấp chính xác. Mỗi lựa chọn ràng buộc lựa chọn kế tiếp, nên chúng được chốt theo thứ tự.
| Cấu hình | Tùy chọn cần xác định | Nó thực sự quyết định điều gì |
| Đường kính ống đo và kiểu thân đo | Các biến thể mặt bích, wafer và chèn trải trên dải kích thước danh nghĩa | Đường ống có phải mở ra để lắp một thân đo đủ tiết diện hay nhận được kiểu chèn, và vận tốc của nhiệm vụ có rơi vào dải làm việc của thân đo hay không. |
| Thân đo và vật liệu phần tiếp xúc | Thép carbon và thép không gỉ là hai điểm xuất phát thường gặp | Thân đo có chịu được môi trường đo và nhiệt độ hay không, điều được xác định trước khi bàn tới độ chính xác. |
| Nhóm môi trường đo | Hơi nước, khí hoặc chất lỏng, là thứ mà lưu lượng kế được đặt hàng cho chứ không thay đổi về sau | Phương án hiệu chuẩn và phương án bù trừ. Cùng một thân đo nhưng đo thô là một thiết bị khác với cùng thân đo đó được bù cho hơi nước. |
| Bù nhiệt độ và áp suất | Tiêu chuẩn, chỉ bù nhiệt độ, chỉ bù áp suất, hoặc cả hai, theo phương án tích hợp hoặc phương án tách rời | Đầu ra là một trị khối lượng hay thể tích chuẩn thực sự, hay chỉ là một trị thể tích. Một trị khí hoặc hơi nước không bù trừ là thể tích ở điều kiện đường ống, không phải thứ mà phần lớn việc hạch toán cần. |
| Đầu ra và truyền thông | Các phương án xung, dòng điện, nối tiếp và HART | Tín hiệu được đếm thành một tổng, được hiển thị thành một tốc độ dòng, hay được một hệ thống điều khiển đọc. |
| Nguồn điện | Lấy nguồn từ chính vòng dòng điện bằng DC hạ áp, hoặc từ pin tích hợp bên trong | Tại điểm lắp đặt có nguồn hay không, và thiết bị có thể được để không người trông bao lâu. |
| Kết nối quá trình và tiêu chuẩn mặt bích | Tiêu chuẩn mặt bích, cấp áp suất và kiểu mặt làm kín của hệ ống hiện hữu | Lưu lượng kế có bắt bulong trực tiếp được hay phải cần chi tiết chuyển tiếp và một mặt làm kín thứ hai. |
| Nhiệm vụ môi trường xung quanh và kiểu lắp đặt | Mức rung, lớp cách nhiệt, và có phải với tới đầu đo để đọc hay không | Có cần một thân đo nặng hơn hay không, và vỏ được đặt theo hướng nào, vì một đầu đo nằm ngay trên đường ống nóng sẽ già hóa nhanh hơn một đầu đặt lệch sang bên. |
Cách chọn lưu lượng kế xoáy
| Yếu tố | Vì sao nó quyết định kết quả | Cách xác định trước khi gửi yêu cầu |
|---|
| Dòng chảy có một pha hay không | Hơi nước ẩm, giọt lỏng lẫn theo và hỗn hợp hai pha làm nhiễu xoáy và làm nhiễu cả phép đọc | Nêu rõ hơi nước có khô hay không và có một bộ tách đặt phía trước hay không, và khí có thể ngưng tụ trong đường ống hay không. |
| Lưu lượng tối thiểu, thông thường và tối đa | Đầu dưới quyết định đường kính ống đo, không phải trị tối đa, vì một ống đo chọn theo đỉnh sẽ bỏ nhiệm vụ thường ngày ở tận đáy dải | Hãy đưa cả ba trị, và số giờ mỗi ngày mà từng trị duy trì. |
| Nhiệt độ và áp suất của môi trường đo | Chúng quyết định cấp thiết kế của thân đo và, với hơi nước và khí, quyết định có cần bù trừ trước khi con số có ý nghĩa hay không | Nêu các trị làm việc cũng như các trị thiết kế, và điều kiện đó có thay đổi hay không. |
| Kích thước đường ống và vận tốc mà nó hàm ý | Thân đo được chọn sao cho nhiệm vụ nằm trong dải làm việc, điều có thể đồng nghĩa với một đường kính ống đo khác với đường kính ống | Đưa đường kính ngoài và chiều dày thành ống, không chỉ đưa kích thước danh nghĩa. |
| Đoạn ống thẳng có được | Dòng xoắn từ một cút, một van mở hé hay một bộ thu nhỏ đều bị đọc thành một thay đổi lưu lượng | Hãy gửi bản phác tả những gì nằm ngay phía trước và ngay phía sau điểm lắp đặt dự kiến. |
| Rung tại điểm lắp | Rung của đường ống đúng bằng tần số tách xoáy thì không phân biệt được với dòng chảy | Mô tả đường ống và những gì nó gắn vào, và lưu lượng kế có thể dịch chuyển hay không. |
Nếu một trong các điểm này vẫn chưa xác định được, hãy gửi những thông tin đã có. Báo giá có thể được lập dựa trên mô tả nhiệm vụ và hoàn thiện sau khi bổ sung các phần còn thiếu.
Các lựa chọn thay thế gần nhất
Đây là những loại mà một yêu cầu về lưu lượng kế xoáy thường hóa ra là, và là điểm mà lựa chọn thực sự được quyết định.
| Loại thay thế gần nhất | Điều gì phân biệt nó với lưu lượng kế xoáy |
| Lưu lượng kế điện từ | Nằm ướt trong đường ống và chỉ đo các chất lỏng dẫn điện. Nó hoàn toàn không đo được hơi nước hay khí, tức là thứ nhiệm vụ mà người ta thường mua lưu lượng kế xoáy để làm; ngược lại nó không quan tâm chất lỏng có sạch hay không, nên hỗn dịch và nước bẩn thuộc về nó chứ không thuộc về một thân đo sẽ bị mài mòn. |
| Lưu lượng kế siêu âm | Được lắp bên ngoài ống hoặc chèn xuyên qua ống, nên không phải mở đường ống và môi trường đo cũng không cần dẫn điện. Các kiểu kẹp phù hợp với cải tạo và với các tuyến ống lớn đang có, nhưng phép đọc của chúng phụ thuộc vào thành ống và vào sự ghép âm, và chúng không phải là câu trả lời thường gặp cho hơi nước. |
| Lưu lượng kế khối lượng nhiệt | Đọc lưu lượng khí từ sự truyền nhiệt ở vận tốc thấp, đúng chỗ mà thân đo xoáy không còn tách xoáy ổn định. Đây là thiết bị chỉ dùng cho khí và nó đọc khối lượng chứ không đọc thể tích. |
| Lưu lượng kế tuabin | Đếm một phần tử quay đặt trong dòng chảy, chính xác với chất lỏng sạch có độ nhớt thấp và được dùng nhiều để cấp theo mẻ. Vòng bi và cánh quay chính là thứ khiến nó không chịu được hơi nước, bụi bẩn và khí khô. |
| Lưu lượng kế diện tích biến thiên | Cho một chỉ thị tại chỗ bằng mắt mà không cần nguồn điện, đơn giản và ít tốn kém trên các đường thổi và đường tiện ích nhỏ. Không phù hợp với môi trường đo đục, với phép đếm tổng, và với mọi thứ cần đọc từ xa. |
| Lưu lượng kế khối lượng Coriolis | Đo trực tiếp lưu lượng khối lượng và khối lượng riêng, đúng là thứ mà giao nhận thương mại và định lượng giá trị cao thực sự cần. Tổn thất áp suất và chi phí đều tăng nhanh theo đường kính ống đo, nên nó không là câu trả lời chung cho một ống góp hơi lớn. |
Lưu lượng kế xoáy và lưu lượng kế khối lượng nhiệt là hai kiểu đo khí mà không có bộ phận chuyển động; ranh giới giữa chúng là vận tốc chứ không phải môi trường đo.
Nội dung cần có trong yêu cầu
Phản hồi đầu tiên có thể là một báo giá thay vì một loạt câu hỏi nếu yêu cầu mang theo những thông tin này. Khi không biết một giá trị, hãy gửi mô tả nhiệm vụ và chúng tôi sẽ xác nhận nó ngụ ý điều gì.
- Môi trường đo, và nó là hơi nước, khí hay chất lỏng, và hơi nước có khô hay không
- Lưu lượng tối thiểu, thông thường và tối đa, kèm số giờ mỗi ngày mà từng trị áp dụng
- Nhiệt độ và áp suất làm việc của môi trường đo, và chúng có thay đổi hay không
- Đường kính ngoài của ống, chiều dày thành ống và tiêu chuẩn mặt bích phải khớp
- Trị cần có là thể tích ở điều kiện đường ống hay là khối lượng đã bù trừ hoặc thể tích chuẩn
- Tín hiệu đầu ra cần có và thiết bị sẽ đọc nó
- Nguồn điện sẵn có tại điểm lắp đặt
- Đoạn ống thẳng có được ở phía trước và phía sau
- Điều kiện môi trường xung quanh, gồm cả rung và đường ống có được bọc cách nhiệt hay không
- Số lượng, cảng đến và thời gian giao hàng yêu cầu
