เซ็นเซอร์การไหลของกระแสน้ำวนทำงานอย่างไร?

เซ็นเซอร์การไหลของกระแสน้ำวนเป็นอุปกรณ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการวัดการไหลซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องความแม่นยำสูงความน่าเชื่อถือและความเก่งกาจ ในฐานะซัพพลายเออร์เซ็นเซอร์การไหลชั้นนำเรามักจะพบข้อสงสัยเกี่ยวกับวิธีการทำงานของเซ็นเซอร์เหล่านี้ ในโพสต์บล็อกนี้เราจะเจาะลึกหลักการทำงานของเซ็นเซอร์การไหลของกระแสน้ำวนแอปพลิเคชันและข้อดี

พื้นฐานของเซ็นเซอร์การไหลของกระแสน้ำวน

เพื่อให้เข้าใจว่าเซ็นเซอร์การไหลของกระแสน้ำวนทำงานอย่างไรก่อนอื่นเราต้องเข้าใจแนวคิดของถนน Von Kármán Vortex เมื่อของเหลว (ของเหลวหรือก๊าซ) ไหลไปรอบ ๆ ร่างกายป้าน (วัตถุที่มีรูปร่างที่ไม่ได้มีความคล่องตัว) มันจะสร้าง vortices สลับกันที่ด้านข้างของร่างกายป้าน กระแสน้ำวนเหล่านี้จะหลั่งความถี่ที่เป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเร็วของของเหลว

ลองนึกภาพร่างกายป้านทรงกระบอกที่วางไว้ในท่อซึ่งของเหลวไหล เมื่อของเหลวเข้าใกล้ร่างกายป้านมันจะแยกออกไปรอบ ๆ ทางด้านล่างการไหลของของไหลแยกออกจากพื้นผิวของร่างกายป้านสร้างพื้นที่ที่มีความดันต่ำ พื้นที่ความดันต่ำเหล่านี้ทำให้เกิดการก่อตัวของกระแสน้ำวน กระแสน้ำวนถูกหลั่งสลับกันจากด้านหนึ่งของร่างกายป้านไปอีกด้านหนึ่งสร้างรูปแบบที่รู้จักกันในชื่อ Von Kármán Vortex Street

หลักการทำงาน

หัวใจของเซ็นเซอร์การไหลของกระแสน้ำวนอยู่ในความสามารถในการตรวจจับความถี่ของกระแสน้ำวนเหล่านี้ ภายในเซ็นเซอร์มีคริสตัล piezoelectric หรือองค์ประกอบความเครียด - มาตรวัด เมื่อ vortices ผ่านองค์ประกอบการตรวจจับนี้พวกเขาจะทำให้เกิดความผันผวนของแรงดันเล็กน้อย ความผันผวนของความดันเหล่านี้สร้างสัญญาณไฟฟ้าในคริสตัล piezoelectric หรือความเครียด - มาตรวัดซึ่งจะถูกแปลงเป็นสัญญาณดิจิตอลโดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของเซ็นเซอร์

ความถี่ของสัญญาณไฟฟ้าเกี่ยวข้องโดยตรงกับความถี่ของกระแสน้ำวน ตามความสัมพันธ์ของจำนวน strouhal ความถี่ของการไหลของกระแสน้ำวน (F) กำหนดโดยสูตร:
[f = st \ times \ frac {v} {d}]
โดยที่ (ST) คือหมายเลข strouhal (ค่าคงที่ไร้มิติที่ขึ้นอยู่กับรูปร่างของร่างกายป้านและจำนวนเรย์โนลด์สของการไหล) (v) คือความเร็วของของเหลวและ (d) เป็นมิติลักษณะของร่างกายป้าน (เช่นเส้นผ่านศูนย์กลางของร่างกาย

เมื่อความถี่ของสัญญาณไฟฟ้าถูกวัดแล้วอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของเซ็นเซอร์สามารถคำนวณความเร็วของของเหลวได้ โดยการรู้พื้นที่ตัดขวางของท่ออัตราการไหลของปริมาตรของของเหลวสามารถกำหนดได้โดยใช้สูตร (q = v \ times a) โดยที่ (q) คืออัตราการไหลของปริมาตร (v) คือความเร็วของของเหลวและ (a) เป็นพื้นที่ตัดขวางของท่อ

ส่วนประกอบสำคัญ

เซ็นเซอร์การไหลของกระแสน้ำวนทั่วไปประกอบด้วยองค์ประกอบสำคัญหลายอย่าง:

1. ร่างกายป้าน: นี่คือวัตถุที่ทำให้เกิดการก่อตัวของกระแสน้ำวนในการไหลของของไหล รูปร่างและขนาดของร่างกายป้านได้รับการออกแบบอย่างระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าการไหลของกระแสน้ำวนที่มั่นคงและแม่นยำในช่วงอัตราการไหลที่หลากหลาย
2. องค์ประกอบการตรวจจับ: ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้อาจเป็นคริสตัล piezoelectric หรือสายพันธุ์ - มาตรวัด ฟังก์ชั่นของมันคือการแปลงความผันผวนของความดันที่เกิดจากกระแสน้ำวนเป็นสัญญาณไฟฟ้า
3. อิเล็กทรอนิกส์: โมดูลอิเล็กทรอนิกส์ประมวลผลสัญญาณไฟฟ้าจากองค์ประกอบการตรวจจับ มันขยายตัวกรองและสร้างสัญญาณดิจิทัลจากนั้นคำนวณอัตราการไหลตามความถี่ของสัญญาณ
4. ที่อยู่อาศัย: ที่อยู่อาศัยปกป้องส่วนประกอบภายในของเซ็นเซอร์จากสภาพแวดล้อมภายนอกเช่นฝุ่นความชื้นและความเสียหายทางกล นอกจากนี้ยังมีวิธีการติดตั้งเซ็นเซอร์ในท่อ

แอปพลิเคชันของเซ็นเซอร์การไหลของกระแสน้ำวน

เซ็นเซอร์การไหลของกระแสน้ำวนใช้ในอุตสาหกรรมที่หลากหลายเนื่องจากข้อได้เปรียบมากมาย แอปพลิเคชั่นทั่วไปบางส่วน ได้แก่ :

1. อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ: ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซเซ็นเซอร์การไหลของกระแสน้ำวนใช้ในการวัดการไหลของน้ำมันดิบก๊าซธรรมชาติและผลิตภัณฑ์กลั่น พวกเขาสามารถให้การวัดการไหลที่แม่นยำทั้งใน - ชายฝั่งและนอกชายฝั่ง
2. อุตสาหกรรมเคมี: พืชเคมีใช้เซ็นเซอร์การไหลของกระแสน้ำวนเพื่อตรวจสอบการไหลของสารเคมีต่าง ๆ เช่นกรดฐานและตัวทำละลาย ความสามารถของเซ็นเซอร์ในการจัดการกับของเหลวที่กัดกร่อนทำให้เหมาะสำหรับอุตสาหกรรมนี้
3. การผลิตไฟฟ้า: ในโรงไฟฟ้าเซ็นเซอร์การไหลของกระแสน้ำวนใช้ในการวัดการไหลของไอน้ำน้ำและของเหลวอื่น ๆ การวัดการไหลที่แม่นยำเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการทำงานที่มีประสิทธิภาพและการควบคุมกระบวนการผลิตพลังงาน
4. อุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม: สำหรับอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่มเซ็นเซอร์การไหลของกระแสน้ำวนใช้ในการวัดการไหลของของเหลวเช่นนมน้ำผลไม้และเบียร์ พวกเขาตรงตามข้อกำหนดด้านสุขอนามัยที่เข้มงวดของอุตสาหกรรมนี้

ข้อดีของเซ็นเซอร์การไหลของกระแสน้ำวน

1. ความแม่นยำสูง: เซ็นเซอร์การไหลของกระแสน้ำวนสามารถให้การวัดการไหลที่มีความแม่นยำสูงโดยทั่วไปภายใน± 1% ของการอ่าน สิ่งนี้ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่จำเป็นต้องมีการวัดการไหลที่แม่นยำ
2. ความสามารถในวงกว้าง: พวกเขามีอัตราส่วนการหมุนเวียนที่กว้างซึ่งหมายความว่าพวกเขาสามารถวัดอัตราการไหลได้อย่างแม่นยำในช่วงที่มีขนาดใหญ่ ตัวอย่างเช่นเซ็นเซอร์การไหลของกระแสน้ำวนทั่วไปสามารถวัดอัตราการไหลจาก 0.5 m/s ถึง 30 m/s
3. การบำรุงรักษาต่ำ: เซ็นเซอร์การไหลของกระแสน้ำวนไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว (ยกเว้นกระแสน้ำวนเอง) ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการบำรุงรักษา ส่งผลให้ต้นทุนการดำเนินงานลดลงตลอดอายุการใช้งานของเซ็นเซอร์
4. ความอเนกประสงค์: พวกเขาสามารถใช้ในการวัดการไหลของของเหลวและก๊าซทำให้เป็นทางเลือกที่หลากหลายสำหรับหลายอุตสาหกรรม

สินค้าที่เกี่ยวข้อง

ในฐานะซัพพลายเออร์เซ็นเซอร์การไหลเรายังนำเสนอผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องมากมาย ตัวอย่างเช่นเรามีสวิตช์ลอยพลาสติกสำหรับเครื่องใช้ในบ้านซึ่งออกแบบมาเพื่อใช้ในการใช้งานในครัวเรือนเพื่อตรวจจับระดับของของเหลว สวิตช์เหล่านี้ทำจากวัสดุพลาสติกที่มีคุณภาพสูงทำให้มั่นใจได้ถึงความทนทานและความน่าเชื่อถือ

ผลิตภัณฑ์อื่นคือเครื่องชงกาแฟ NBR Float Ball- ลูกบอลลอยนี้ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับเครื่องชงกาแฟเพื่อควบคุมระดับน้ำ มันทำจาก NBR (Nitrile Butadiene Rubber) ซึ่งทนทานต่อกาแฟและเครื่องดื่มอื่น ๆ

เรายังมีสวิตช์การไหลของน้ำเซ็นเซอร์- สวิตช์นี้ใช้เพื่อตรวจจับการมีอยู่หรือไม่มีการไหลของน้ำในท่อ มันสามารถใช้ในการใช้งานที่หลากหลายเช่นระบบบำบัดน้ำและระบบระบายความร้อนในอุตสาหกรรม

ติดต่อเราเพื่อรับการจัดซื้อ

หากคุณมีความสนใจในเซ็นเซอร์ไหลของกระแสน้ำวนหรือผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ของเราเราขอเชิญคุณติดต่อเราสำหรับการอภิปรายการจัดซื้อจัดจ้าง ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราพร้อมที่จะช่วยเหลือคุณในการเลือกเซ็นเซอร์ที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะของคุณ เราสามารถให้ข้อมูลทางเทคนิคโดยละเอียดข้อกำหนดผลิตภัณฑ์และการกำหนดราคา ไม่ว่าคุณจะเป็นธุรกิจขนาดเล็กหรือองค์กรอุตสาหกรรมขนาดใหญ่เรามุ่งมั่นที่จะให้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพสูงและการบริการลูกค้าที่ยอดเยี่ยม

การอ้างอิง

• White, FM (2003) กลศาสตร์ของไหล McGraw - Hill
• มิลเลอร์, RW (1996) คู่มือวิศวกรรมการวัดการไหล McGraw - Hill
• ISO 12764: 2014,“ การวัดการไหลของของไหลในท่อร้อยสายปิด - Vortex flowmeters - ข้อกำหนดสำหรับการติดตั้งและการทำงาน”