Vortexstroommeters

Vortexstroommeter: werkingsprincipe en toepassingen

1Werkingsbeginsel

De vortexstroommeter werkt op basis van het Kármán-vortexstraatfenomeen.De frequentie van deze wervelingen (F) is recht evenredig met de vloeistofsnelheid (u), zoals beschreven door de vergelijking:

F = St cdot frac{u}{d}

F: Frequentie van vortexvergieten (Hz)

St: Strouhal-nummer (dimensieloos, meestal 0,17·0,22 voor een stabiele stroom)

u: gemiddelde snelheid van de vloeistof (m/s)

d: Breedte van de steiger (m)

Het Strouhal-tal (St) blijft constant binnen een specifiek Reynolds-tal (Re) -bereik, waardoor lineariteit tussen frequentie en stroom wordt gewaarborgd.

2Sleutelparameters

(1) Reynolds getal (Re) bereik

Ik heb geen idee.

Stabiel meetbereik: 2×104 ≤ Re ≤ 7×106

Onder Re < 2×104: St varieert, waardoor de meting onbetrouwbaar is.

Bovens Re > 7×106: Turbulentie kan instabiliteit veroorzaken.

(2) Vortexdetectiemethoden

Piezo-elektrische sensoren: detecteren drukschommelingen veroorzaakt door wervelingen.

Thermische sensoren: Temperatuurschommelingen door vortexvergieten meten.

Ultrasone/capacitieve sensoren: niet-contactfrequentiedetectie.

3Voordelen

✅ Geen bewegende onderdelen: minimale slijtage, lange levensduur.

✅ Wide Turndown Ratio (1:10 tot 1:30): Geschikt voor verschillende stroomverhoudingen.

✅ Lage drukval: energiezuinig in vergelijking met orificeplaten.

✅ Versatile vloeistofcompatibiliteit: werkt met vloeistoffen, gassen en stoom.

4Beperkingen

- Gevoeligheid voor trillingen: externe trillingen kunnen de nauwkeurigheid van het signaal verstoren.

️ Minimale vereiste stroomsnelheid: typisch > 0,5 m/s voor vloeistoffen, > 3 m/s voor gassen.

- Voorwaarden voor het rechtlopen van de pijpleiding: voor een stabiele stroom zijn rechtstreekse secties voor stroomopwaarts/stroomopwaarts nodig.

5. Toepassingen

Stoomstroommeting (bv. ketels, HVAC-systemen)

Monitoring van gecomprimeerde lucht/gassen

Chemische en petrochemische processen

Water/afvalwaterzuivering

6. Signaluitgang en kalibratie

Impulse/frequentie: recht evenredig met de doorstroming.

4·20 mA analoge uitgang: voor integratie met besturingssystemen.

Kalibratie: met water of lucht, waarbij St is aangepast voor specifieke vloeistoffen.

Conclusies

Vortexstroommeters bieden hoge betrouwbaarheid, weinig onderhoud en een brede toepassingsmogelijkheid voor industriële stroommeting.Hun prestaties zijn afhankelijk van de juiste installatie en het functioneren binnen het stabiele Re-bereik.Toekomstige ontwikkelingen richten zich op trillingscompensatie en uitgebreide gevoeligheid bij lage stromen.