Vortex flow meter เป็นเครื่องมืออเนกประสงค์ที่ออกแบบมาเพื่อวัดอัตราการไหลของของเหลว ก๊าซ และไอน้ำ โดยตรวจจับกระแสวนที่หลุดออกมาจากบอดี้ทื่อที่วางอยู่ในเส้นทางการไหล อุปกรณ์เหล่านี้ใช้เอฟเฟกต์ von Kármán ซึ่งกระแสวนจะถูกสร้างขึ้นสลับกันทั้งสองด้านของบอดี้ทื่อที่ความถี่แปรผันตามความเร็วของของไหล ความถี่นี้ถูกตรวจจับโดยเซ็นเซอร์และแปลงเป็นสัญญาณเอาต์พุตมาตรฐาน เช่น 4–20 mA หรือโปรโตคอลดิจิทัล (HART, PROFIBUS) เพื่อรวมเข้ากับระบบควบคุม Vortex flow meter มีลักษณะเฉพาะด้วยการประยุกต์ใช้งานที่หลากหลาย ความน่าเชื่อถือสูง และข้อกำหนดในการบำรุงรักษาน้อยที่สุด ทำให้เหมาะสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึงการแปรรูปสารเคมี การผลิตกระแสไฟฟ้า น้ำมันและก๊าซ และการบำบัดน้ำ การออกแบบที่แข็งแกร่ง การไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว และภูมิคุ้มกันต่อการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของของไหลภายใต้สภาวะเฉพาะ ทำให้เป็นที่นิยมในการใช้งานการวัดการไหลในอุตสาหกรรม
พื้นฐานการทำงานของ vortex flow meter อยู่ในปรากฏการณ์ von Kármán vortex street เมื่อของไหลผ่านบอดี้ทื่อ (หรือที่เรียกว่า shedder bar) จะสร้างกระแสวนสลับกันในทิศทางท้ายน้ำ ความถี่ของการหลุดของกระแสวน (f) แปรผันโดยตรงกับความเร็วของของไหล (v) และแปรผกผันกับความกว้างของบอดี้ทื่อ (d) ดังที่อธิบายไว้ในสมการ:
โดยที่ St แสดงถึงเลขสโตรฮัล ซึ่งเป็นค่าคงที่ไร้มิติที่ยังคงเสถียรในช่วงเลขเรย์โนลด์ที่กว้าง เซ็นเซอร์ Piezoelectric หรือ capacitive ที่ฝังอยู่ในมิเตอร์จะตรวจจับความผันผวนของแรงดันที่เกิดจากการหลุดของกระแสวนและแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า เทคนิคการประมวลผลสัญญาณขั้นสูง รวมถึงอัลกอริทึมที่ใช้ Hilbert-Huang Transform (HHT) ช่วยเพิ่มความแม่นยำในการประมาณความถี่และปรับปรุงความต้านทานต่อการรบกวนจากท่อส่งและของไหลที่ปั่นป่วน Vortex flow meter รุ่นใหม่ใช้ตัวประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (DSP) สำหรับการปรับสภาพสัญญาณแบบเรียลไทม์ การชดเชยอุณหภูมิ และความสามารถในการวินิจฉัยตนเอง
Vortex flow meter แสดงพารามิเตอร์ประสิทธิภาพหลักหลายประการที่กำหนดความเหมาะสมสำหรับการใช้งานเฉพาะ ความแม่นยำในการวัดโดยทั่วไปถึง ±0.5%–±1% ของการอ่านสำหรับของเหลว และ ±1%–±1.5% สำหรับก๊าซและไอน้ำภายใต้สภาวะอ้างอิง Rangeability (อัตราส่วนการลดลง) โดยทั่วไปจะครอบคลุม 10:1 ถึง 20:1 โดยบางรุ่นทำได้ถึง 25:1 ทำให้สามารถวัดได้อย่างมีประสิทธิภาพในอัตราการไหลที่แตกต่างกัน เครื่องมือเหล่านี้ทำงานในช่วงอุณหภูมิกว้าง (เช่น -200°C ถึง +400°C) และพิกัดแรงดันสูงถึง 420 bar ขึ้นอยู่กับรุ่นและวัสดุก่อสร้าง การสูญเสียแรงดันที่เกิดจาก vortex meter โดยทั่วไปจะต่ำกว่าอุปกรณ์แรงดันแตกต่าง แต่สูงกว่า magnetic หรือ ultrasonic flow meter หน่วยทันสมัยมีตัวเลือกเอาต์พุตหลายตัวเลือก รวมถึงอนาล็อก 4–20 mA, พัลส์ และการสื่อสารแบบดิจิทัลผ่าน HART, PROFIBUS, FOUNDATION Fieldbus หรือ Ethernet-APL ทำให้สามารถรวมเข้ากับระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมได้อย่างราบรื่น
Vortex flow meter ทำหน้าที่สำคัญในภาคอุตสาหกรรมจำนวนมาก ในการแปรรูปสารเคมี พวกเขาจะวัดการไหลของวัตถุดิบ ป้อนเข้าเครื่องปฏิกรณ์ และการถ่ายโอนผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป โดยมีการก่อสร้างสแตนเลสสตีลแบบเชื่อมทั้งหมดที่จัดการกับสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อน โรงไฟฟ้าใช้มิเตอร์เหล่านี้สำหรับการวัดการไหลของไอน้ำในระบบหม้อไอน้ำและการควบคุมน้ำป้อน ซึ่งความสามารถในการทนต่ออุณหภูมิและความดันสูงช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่เชื่อถือได้ อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซใช้วortex meter สำหรับการตรวจสอบก๊าซเชื้อเพลิง การวัดน้ำที่ผลิต และการบัญชีแก๊สแฟลร์ ซึ่งเป็นประโยชน์จากข้อกำหนดในการบำรุงรักษาน้อยที่สุดในสถานที่ห่างไกล แอปพลิเคชัน HVAC รวมถึงการวัดการไหลของน้ำเย็นและน้ำร้อนสำหรับระบบการจัดการพลังงาน นอกจากนี้ vortex meter ยังตรวจสอบการไหลของอากาศอัดและก๊าซอุตสาหกรรมในโรงงานผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยให้ข้อมูลที่ถูกต้องสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการและการจัดสรรต้นทุน
การติดตั้งที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญสำหรับประสิทธิภาพของ vortex flow meter ที่เหมาะสมที่สุด ข้อกำหนดท่อตรงต้นน้ำและปลายน้ำโดยทั่วไปมีตั้งแต่ 10 ถึง 30 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ ขึ้นอยู่กับการรบกวนการไหลที่เกิดจากข้อศอก วาล์ว หรือปั๊ม มิเตอร์ควรวางแนวเพื่อรักษาสภาพท่อเต็มรูปแบบสำหรับการใช้งานของเหลว โดยให้ความสนใจเป็นพิเศษในการหลีกเลี่ยงกระเป๋าอากาศในการติดตั้งแนวนอน สำหรับการวัดไอน้ำและก๊าซ การติดตั้งควรให้ความสำคัญกับการไหลลงในท่อแนวตั้งเพื่อป้องกันการสะสมของคอนเดนเสท ขอแนะนำให้ใช้แหวนกราวด์หรือขั้วไฟฟ้ากราวด์เมื่อวัดของไหลที่มีการนำไฟฟ้าต่ำเพื่อกระจายประจุไฟฟ้าสถิต ควรลดการวางแนวท่อที่ไม่ถูกต้องเพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการวัด และควรมีการรองรับเพื่อป้องกันความเครียดทางกลบนตัวเรือนมิเตอร์ วาล์วแยกและท่อบายพาสอำนวยความสะดวกในการบำรุงรักษาโดยไม่ขัดจังหวะกระบวนการ ในขณะที่การปิดผนึกและการเข้าท่อที่เหมาะสมช่วยให้มั่นใจได้ถึงการป้องกันสิ่งแวดล้อมที่สอดคล้องกับการจำแนกประเภทพื้นที่
Vortex flow meter มีข้อดีที่สำคัญ ได้แก่ การบำรุงรักษาน้อยที่สุดเนื่องจากไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว การใช้งานที่หลากหลายในประเภทของไหล และความเสถียรที่ไม่กระทบกระเทือนจากการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่น แรงดัน หรืออุณหภูมิเมื่อวัดการไหลเชิงปริมาตร โครงสร้างที่เรียบง่ายให้ความน่าเชื่อถือสูงและอายุการใช้งานยาวนาน พร้อมความสามารถในการสื่อสารดิจิทัลที่ทันสมัย ทำให้สามารถวินิจฉัยขั้นสูงและการกำหนดค่าระยะไกลได้ อย่างไรก็ตาม มิเตอร์เหล่านี้ต้องการความเร็วของของไหลขั้นต่ำเพื่อรักษาการหลุดของกระแสวน (โดยทั่วไป 0.3–0.5 m/s สำหรับของเหลว, 3–5 m/s สำหรับก๊าซ) ซึ่งจำกัดประสิทธิภาพในการไหลที่ต่ำมาก นอกจากนี้ยังมีความเสี่ยงต่อข้อผิดพลาดในการวัดในการใช้งานที่มีการสั่นสะเทือนของท่ออย่างมีนัยสำคัญ หรือที่ของไหลมีอนุภาคมากเกินไปซึ่งอาจเคลือบบนบอดี้ทื่อ การทำความเข้าใจข้อจำกัดเหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเลือกมิเตอร์ที่เหมาะสมและความสำเร็จในการใช้งาน
เทคโนโลยี Vortex flow meter ยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่องโดยมีแนวโน้มที่สำคัญหลายประการเกิดขึ้น เทคนิคการประมวลผลสัญญาณดิจิทัลที่ได้รับการปรับปรุงช่วยเพิ่มอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน ขยายช่วงการใช้งานและความทนทานต่อการสั่นสะเทือน ความสามารถหลายพารามิเตอร์ในขณะนี้รวมถึงการวัดอุณหภูมิและความดันแบบบูรณาการสำหรับการคำนวณการไหลของมวลและการตรวจสอบพลังงาน การสื่อสารกำลังก้าวหน้าไปสู่ Ethernet-APL และโปรโตคอลไร้สายเพื่อการรวมเข้ากับสถาปัตยกรรม Industrial Internet of Things (IIoT) ได้ง่ายขึ้น การวินิจฉัยได้ก้าวหน้าไปสู่การรวมความสามารถในการตรวจจับไอน้ำเปียกและการตรวจสอบประสิทธิภาพแบบเรียลไทม์ รองรับกลยุทธ์การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ ผู้ผลิตยังกำลังพัฒนาการออกแบบพิเศษสำหรับการใช้งานที่ท้าทาย รวมถึงรุ่นแรงดันสูงสำหรับการผลิตน้ำมันและก๊าซ และรุ่นสุขอนามัยสำหรับอุตสาหกรรมยาและอาหาร
ผู้ติดต่อ: Ms. Caroline Chan
โทร: 13271919169