کنتور گردابی نوعی کنتور حجمی است که از یک پدیده طبیعی که هنگام جریان مایع در اطراف یک جسم صعب العبور رخ می‌دهد، استفاده می‌کند. کنتورهای گردابی تحت اصل ریزش گرداب کار می‌کنند، که در آن گرداب‌ها (یا گردابه‌ها) به طور متناوب در پایین دست جسم ریزش می‌کنند. فرکانس ریزش گرداب مستقیماً با سرعت مایعی که از کنتور عبور می‌کند متناسب است.
کنتورهای جریان گردابی برای اندازه‌گیری جریان در مواردی که وجود قطعات متحرک مشکلاتی را ایجاد می‌کند، مناسب‌ترین هستند. آنها در گرید صنعتی، برنجی یا تمام پلاستیکی موجود هستند. حساسیت به تغییرات در شرایط فرآیند کم است و به دلیل عدم وجود قطعات متحرک، در مقایسه با سایر انواع کنتورهای جریان، سایش نسبتاً کمی دارند.
طراحی فلومتر ورتکس
یک کنتور جریان گردابی معمولاً از فولاد ضد زنگ 316 یا Hastelloy ساخته می‌شود و شامل یک بدنه‌ی bluff، یک مجموعه حسگر گردابی و قطعات الکترونیکی فرستنده است - اگرچه مورد دوم را می‌توان از راه دور نیز نصب کرد (شکل 2). آنها معمولاً در اندازه‌های فلنج از ½ اینچ تا 12 اینچ موجود هستند. هزینه نصب کنتورهای گردابی با کنتورهای روزنه‌دار در اندازه‌های کمتر از شش اینچ قابل رقابت است. کنتورهای بدنه ویفری (بدون فلنج) کمترین هزینه را دارند، در حالی که کنتورهای فلنج‌دار در صورتی که سیال فرآیند خطرناک باشد یا در دمای بالا باشد، ترجیح داده می‌شوند.
شکل‌ها و ابعاد بدنه‌ی مانع (مربع، مستطیل، تی شکل، ذوزنقه‌ای) برای دستیابی به ویژگی‌های مطلوب آزمایش شده‌اند. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که خطی بودن، محدودیت عدد رینولدز پایین و حساسیت به اعوجاج پروفیل سرعت، تنها اندکی با شکل بدنه‌ی مانع تغییر می‌کنند. از نظر اندازه، بدنه‌ی مانع باید عرضی به اندازه‌ی کافی بزرگ از قطر لوله داشته باشد که کل جریان در ریزش (ریزش) شرکت کند. دوم، بدنه‌ی مانع باید لبه‌های بیرون‌زده‌ای در وجه بالادست داشته باشد تا خطوط جدایش جریان را صرف نظر از سرعت جریان، ثابت نگه دارد. سوم، طول بدنه‌ی مانع در جهت جریان باید مضرب معینی از عرض بدنه‌ی مانع باشد.
امروزه، اکثر کنتورهای گردابی از حسگرهای پیزوالکتریک یا خازنی برای تشخیص نوسان فشار در اطراف بدنه‌ی مانع استفاده می‌کنند. این آشکارسازها به نوسان فشار با یک سیگنال خروجی ولتاژ پایین که فرکانسی مشابه نوسان دارد، پاسخ می‌دهند. چنین حسگرهایی ماژولار، ارزان، به راحتی قابل تعویض هستند و می‌توانند در طیف وسیعی از دماها - از مایعات برودتی گرفته تا بخار فوق گرم - کار کنند. حسگرها می‌توانند در داخل یا خارج بدنه‌ی کنتور قرار گیرند. حسگرهای مرطوب مستقیماً تحت تأثیر نوسانات فشار گردابی قرار می‌گیرند و در محفظه‌های سخت‌شده محصور می‌شوند تا در برابر اثرات خوردگی و فرسایش مقاومت کنند.
حسگرهای خارجی، معمولاً کرنش‌سنج‌های پیزوالکتریک، ریزش گردابه را به‌طور غیرمستقیم از طریق نیروی اعمال‌شده بر روی میله ریزش‌کننده حس می‌کنند. حسگرهای خارجی در کاربردهای بسیار فرسایشی/خورنده برای کاهش هزینه‌های نگهداری ترجیح داده می‌شوند، در حالی که حسگرهای داخلی برد بهتری (حساسیت بهتر به جریان) ارائه می‌دهند. آنها همچنین نسبت به ارتعاشات لوله حساسیت کمتری دارند. محفظه الکترونیکی معمولاً ضد انفجار و ضد آب است و شامل ماژول فرستنده الکترونیکی، اتصالات انتهایی و به‌صورت اختیاری یک نشانگر سرعت جریان و/یا جمع‌کننده است.
مدل‌های دبی‌سنج گردابی
کنتورهای گردابی هوشمند، یک سیگنال خروجی دیجیتال ارائه می‌دهند که حاوی اطلاعات بیشتری نسبت به نرخ جریان است. ریزپردازنده موجود در کنتور می‌تواند به طور خودکار شرایط نامناسب لوله مستقیم، تفاوت بین قطر سوراخ و قطر داخلی سیال را اصلاح کند.
کاربردها و محدودیت‌ها
کنتورهای گردابی معمولاً برای بچینگ یا سایر کاربردهای جریان متناوب توصیه نمی‌شوند. دلیل این امر این است که تنظیم سرعت جریان چکه‌ای ایستگاه بچینگ می‌تواند از حداقل حد عدد رینولدز کنتور پایین‌تر بیاید. هرچه کل بچ کوچکتر باشد، خطای حاصل احتمالاً قابل توجه‌تر خواهد بود.
گازهای کم فشار (با چگالی کم) پالس فشار به اندازه کافی قوی تولید نمی‌کنند، به خصوص اگر سرعت سیال کم باشد. بنابراین، احتمالاً در چنین سرویس‌هایی برد اندازه‌گیری کنتور ضعیف خواهد بود و جریان‌های کم قابل اندازه‌گیری نخواهند بود. از طرف دیگر، اگر برد اندازه‌گیری کاهش یافته قابل قبول باشد و کنتور به درستی برای جریان عادی اندازه گیری شده باشد، می‌توان همچنان جریان‌سنج گردابی را در نظر گرفت.
زمان ارسال: ۲۱ مارس ۲۰۲۴