Құйынды шығын өлшегіштер құбырдағы белгілі бір кедергіден кейін немесе ағынның тербелісі мен құйындысының пайда болуы кезінде ағында пайда болатын қысымның өзгеру кезеңділігін есепке алуға негізделген.
Қадір
Бұл түрдегі алғашқы құрылғылар өткен ғасырдың 60-жылдары пайда болды. Олардың негізгі қолайсыздығы өлшеу параметрлерінің шағын диапазоны және елеулі қате болды. Электрондық заманауи құйынды шығын өлшегіш жетілдірілді, тиімдірек болды және көптеген артықшылықтарға ие болды, олардың арасында мыналар бар:
- өлшеу жүйесінің салыстырмалы қарапайымдылығы;
- деректер әрқашан тұрақты, температура мен қол жетімді қысымға тәуелсіз;
- жоғары дәлдіктегі өлшемдер;
- сызықты сигналдарды өлшеу;
- берікті және қарапайым дизайн;
- кең өлшеу диапазоны;
- статикалық элементтер;
- Өзін-өзі диагностикалау функциясы кейбір үлгілерде қолжетімді.
Кемшіліктер
ҚұйынRosemount шығын өлшегіші диаметрі 20 мм-ден 300 мм-ге дейінгі құбырларда қолдануға арналған, өйткені кішірек құбырлар мезгіл-мезгіл құйынды пайда болуымен сипатталады, ал үлкен құбырларды пайдалану қиын. Бұл ретте сигналды өлшеудің күрделілігіне және қысымның айтарлықтай төмендеуіне байланысты оны төмен ағынмен пайдалану мүмкін емес. Сондай-ақ, пульсацияның діріл және дыбыс түрлері құрылғының жұмысына әсер етеді. Діріл құбыры мен компрессорлар кедергі ретінде әрекет етеді. Оларды жою кіріске орнатылған реактивті түзеткіштің көмегімен немесе өлшеу сигналдары мен пульсация жиіліктері арасында айырмашылық болған жағдайда қарама-қарсы қосылымы бар қосымша түрлендіргішті және электронды сүзгілерді орнату арқылы мүмкін болады.
Жіктеу
Түрлендіргіш түріне бөлінген құрылғылар үшін үш опция бар:
- Қозғалмайтын дене негізгі түрлендіргіш рөлін атқаратын құйынды шығын өлшегіш. Жылжымайтын денені айналып өткеннен кейін оның екі жағында бірте-бірте ұшатын құйындар пайда болады, соның салдарынан пульсация пайда болады.
- Құбырдың кеңейтілген бөлігінде шұңқыр пішінін қабылдауға байланысты қысым пульсациясын тудыратын бастапқы түрлендіргіштің айналмалы ағыны бар механизмдер.
- Түрлендіргіш ретінде ағыны бар құйынды шығын өлшегіштері. Бұл жағдайда қысымның пульсациясы ағынды тербелістермен қамтамасыз етіледі.
Алғашқы екі опция құйынды шығын өлшегіштің анықтамасы үшін қолайлырақ. Бірақ үшінші ағынның қозғалысының өзгермелі сипатын ескере отырыптүрі, ол да осы категорияға жатады. Процесс сипаттамаларының ең үлкен ұқсастығы бірінші және үшінші нұсқаларда көрсетілген.
Жеңілдетілген түрлендіргіші бар құйынды бу шығын өлшегіш
Денені айналып өту кезінде ағын ағындардың бағытының траекториясын өзгертеді, сонымен бірге олардың жылдамдығы артады және қысым төмендейді. Кері өзгеріс нысанның ортасынан кейін орын алады. Оның артқы жағында төмен қысым қалыптасады, ал алдыңғы жағында - жоғары. Дененің өтуінен кейін шекаралық қабат алыстайды, ал төмен қысылу әсерінен, сондай-ақ траектория өзгерген кезде құйынды пайда болады. Бұл түзетілген дененің екі бөлігіне де тән. Құйындылардың кезектесіп қалыптасуы екі жағынан да жүзеге асырылады, өйткені олар бір-бірінің пайда болуына кедергі келтіреді. Бұл Карман жолының жасалғанын білдіреді.
Арнайы орама корпусында құйындылардың арқасында өзін-өзі тазартатын жұмыс беттері бар, тіпті қатты ластанған ортада да олар әрқашан таза болады.
Ағынның өлшемдері мен жылдамдығы құйындылардың пайда болу кезеңділігіне тура пропорционал, ол тұрақты өлшемдегі жылдамдыққа сәйкес және көлемдік ағынның салдары ретінде. Тұрақты құйынды түзілу төмен ағындарда орын алса, шығын өлшегіш 20 л/мин өлшейді.
Жеңілдетілген құрылым корпусы
Құйынды шығын өлшегіш әдетте призмалық элементке негізделгентрапеция тәрізді, үшбұрышты немесе тікбұрышты. Бірінші нұсқаның дизайны су ағынына қарай жүреді. Қысымның біршама жоғалуын ескере отырып, мұндай элементтер жеткілікті жүйелілік пен беріктікке ие тербелістерді құрайды. Сонымен қатар, шығыс сигналдарын түрлендіру кезінде ерекше ыңғайлылық ескеріледі.
Құйын шығын өлшегіші кейбір жағдайларда шығыс сигналдарын арттыру үшін екі реттелген құрылғыны пайдалана алады, бұл жағдайда олар белгіленген қашықтықта орналасады. Тіктөртбұрышты екінші призманың бүйір бөліктерінде серпімді жұқа мембраналар арқылы жасырылған пьезоэлектрлік элементтер бар, олардың арқасында акустикалық кедергілердің әсер ету мүмкіндігі жоқ.
Трансформация түрлері
Құйын өзгерістерінен шығыс сигналдарын түрлендірудің бірнеше жолы бар. Ең кең таралғаны - ағынды элементтерден ағындардың жылдамдығы және қысымның жүйелі өзгеруі. Сезгіш элемент бір немесе екі өткізгіш типті ыстық сымды анемометрлерден тұрады. Ультрадыбыстық, интеграциялық, сыйымдылық және индуктивті ағын түрлендіргіші қолданылады. Дұрыс жұмыс істеу үшін құйынды шығын өлшегіштің алдында құбырдың бос, тегіс бөлігі болуы керек.
Диаметрі ұлғайған құбырларды пайдаланудағы қиындықтар келесі себептерге байланысты:
- құйын түзілу заңдылығының төмендеуі;
- құйын төгу өнімділігі нашар;
- тербелістердің жалпы санының төмендеуі.
Шұңқырқұйынды шығын өлшегіштер: жұмыс принципі
Бұл құрылғыларда түрлендіргіштерде құбырдың бір бөлігі арқылы оның кеңейтілген жағына немесе шағын цилиндрлік саптамалар арқылы берілетін ағынның бұралуын қамтамасыз ететін механизм бар. Құбырда шұңқыр түріндегі пішін қалыптасады және оның айналасында қозғалатын құйынды өзегі бар ось өз осінің айналасында айналады. Жоғарғы бөліктегі ағынның өзекшенің бұрыштық ығысуымен бір мезгілде пульсацияланатын қысымы бар, ал ол көлемдік ағынның жылдамдығына немесе сызықтық жылдамдыққа тең. Өткізгіш ыстық сымды анемометрлер немесе электромеханикалық элемент өлшеу арналары үшін жылдамдықты немесе пульсация жиілігін түрлендіреді. Процесс екі фазадан тұрады: біріншіден, көлемдік ағынның жалғасып жатқан құйынды прецессия жиілігіне ауысуы қалыптасады, содан кейін жиілік сигналға түрленеді.
Тербелмелі ағынды өлшегіш
Саптама арқылы өтетін газ немесе сұйықтық ағыны тіктөртбұрыш түріндегі қимасы бар диффузорда болады. Кейбір жағдайларда ағын белгілі бір сәтте диффузордың әртүрлі қабырғаларына кезекпен басылады. Релаксация құрылғысының ағынының электрлендіру қасиеті айналма құбырдың жоғарғы аймағындағы қысымды төмендетеді, ал төменгі бөлігінде ол өзгеріссіз қалады және ағынды диффузордың төменгі бөлігіне ауыстыратын қозғалыс жасалады. Осыдан кейін жиек құбырында қозғалыс сипаты өзгереді, ағын тербеледі.
Гидравликалық қайтару түрлендіргіштеріндегі диффузордың төменгі элементінде сығылған ағын тек шығыс құбыры арқылы жартылай ғана шығады. Айналадажоғарғы арна ағынның пропорциясын бұрады және бірінші саптамадан өткенде екінші саптамадан ағында төменгі позицияға ауысады. Содан кейін бөлік бөлініп, айналып өтетін жоғарғы арнаға өтеді, тербеліс процесі ағынның екі жағында бір мезгілде қысымның өзгеруі болған кезде төмен ауысқаннан кейін орын алады.
Түрлендіргіштің бұл түрі ұтымдырақ. Оның арқасында тербелістің қатаң курсы қалыптасады және ағын жылдамдығына тербеліс жиілігінің тікелей әсері бар.
Йокогаваның құйынды өлшегіштері диаметрі шағын, максимум 90 мм-ге дейінгі құбыр желілерінде кеңінен қолданылады. Кейбір жағдайларда осы түрдегі құрылғылар ішінара түрлендіргіштерді ауыстыру ретінде пайдаланылады.
Бүгінгі күні шығын өлшегіштерді өндіру сапасы үнемі дамып келеді және мұндай құрылғылардың жеткілікті ұзақ пайдалану мерзіміне қарамастан, жаңа мүмкіндіктер пайда болуда. Әзірлеушілер тиімдірек технологиялық опцияларды жасап, тиімдірек дизайн шешімдерін іздейді.
