Vírový průtokoměr Optiswirl 4070 C Měřicí princip Petr Komp, 17.10. 2009 1
Úvod Víry vznikají při obtékání těles Kurilské ostrovy v oceánu 2
Vlajka ve větru 3
Schéma vírové stezky 4
Vysvětlení mechanismu vzniku vírů Směr větru Měřicí princip: Frekvence f ~ rychlosti v (Strouhal a Kárman) Objemový průtok Qv = průřez, kterým médium protéká x rychlost v v Hmotnostní průtok Qm = objemový průtok Qv x hustotaρ 5
Strouhalovo číslo Strouhalovo číslo: f frekvence odtrhávání vírů (Hz) d průměr překážky (m) v střední rychlost proudění (m/s) f = S d v 6
Reynoldsovo číslo Reynoldsovo číslo (Re) je definováno takto: Re = v * d * ρ η Re = Reynoldsovo číslo (bezrozměrné) v = střední rychlost proudění v potrubí (m/s) d = vnitřní průměr potrubí (m) η = dynamická viskozita (Pa.s) ρ = hustota (kg/m 3 ) 7
Laminární a turbulentní proudění Turbulentní proudění Laminární proudění Laminární proudění - Parabolický tvar rychlostního profilu - Re < 2300 (v potrubích) Turbulentní proudění - Plochý tvar rychlostního profilu - Re > 2300 (v potrubích) - v praxi pro Re >10000 při zcela vyvinutém turbulentním proudění Reynoldsovo číslo : ρ υ D R e = η 8
Lineární oblast funkce vírového průtokoměru kritéria: - tvar vírového tělesa - Reynoldsovo číslo - rovné úseky před a za snímačem S lineární oblast Re 9
Využití fyzikálních znalostí Příklad: Strouhalovo číslo S = 0,2 Anténa o průměru 4 mm na střeše automobilu, jedoucího rychlostí v = 90 km/h (= 25 m/s) vydává slyšitelný tón o frekvenci: 10
Uspořádání snímače vírového průtokoměru 11
Uspořádání snímače vírového průtokoměru V měřicí trubici je umístěna překážka, na které vznikají víry. Frekvence jejich odtrhávání je úměrná střední rychlosti průtoku. Frekvence odtrhávání vírů je snímána senzorem, který obsahuje piezokrystaly. Pohled ze strany snímače frekvence odtrhávání vírů. 12
Příklad konstrukce vírového průtokoměru (OPTISWIRL 4070 C) 13
Příklad signálu na výstupu snímače - spektrální analýza (1) toto je frekvence odpovídající průtoku 14
Příklad signálu na výstupu snímače - spektrální analýza (2) užitečný signál rušení 15
Zobrazení signálu ze snímače po zpracování 16
Přehled dodávaných přístrojů Plováčkové průtokoměry pro kapaliny i plyny Magneticko indukční průtokoměry pro kapaliny Ultrazvukové průtokoměry pro kapaliny i plyny Hmotnostní průtokoměry pro kapaliny i plyny Vírové průtokoměry pro páru, plyny i kapaliny Mechanické proudoznaky pro kapaliny Magneticko indukční proudouznaky pro kapaliny Radarové hladinoměry pro kapaliny i sypké látky TDR hladinoměry pro kapaliny i sypké látky Ultrazvukové hladinoměry pro kapaliny i sypké látky Vibrační hladinové spínače pro kapaliny i sypké látky Obtokové plovákové stavoznaky Vztlakové hladinoměry vhodné i pro extrémní tlaky a teploty Termické hmotnostní průtokoměry a regulátory průtoku Sierra Instruments 17
Další služby a kontaktní údaje pro Českou republiku Záruční i pozáruční servis přístrojů KROHNE i Sierra Instruments Prvotní ověření průtokoměrů a kalibrace průtokoměrů i hladinoměrů Poradenská činnost v oblasti měření průtoku i výšky hladiny Kontaktní údaje KROHNE CZ spol. s r.o. sídlo společnosti: Soběšická 156 638 00 Brno tel.: 545 532 111 (ústředna) fax: 545 220 093 e-mail: brno@krohne.cz KROHNE CZ spol. s r.o. pracoviště Praha: Žateckých 22 140 00 Praha 4 tel.: 261 222 854-5 fax: 261 222 856 e-mail: praha@krohne.cz KROHNE CZ spol. s r.o. pracoviště Ostrava: Koláčkova 12 724 00 Ostrava - Stará Bělá tel.: 596 714 004 fax: 596 714 187 e-mail: ostrava@krohne.cz www.krohne.cz www.krohne.com 18