- Áp suất cần có ựể duy trì dòng chảy ổn ựịnh theo chiều ngang: Pρ = ω2ρ
3.2.2. Các lưu lượng kế kiểu xoáy (Vortex Flow Metter) hay gặp trong công nghiệp.
a. Nguyên lý làm việc:
Khi một thanh chắn tạo xoáy (Vortex shedder) ựược ựặt trong lòng một ống dẫn chất lỏng, các xoáy kiểu Karman sẽ xuất hiện xuôi theo thanh chắn như hình vẽ:
Giả sử tần số của các xoáy ựược tạo ra bởi thanh chắn là f, vận tốc dòng chảy là v và ựộ rộng của thanh tạo xoáy là d, ta thu ựược công thức:
f = St . V
d (3-9)
Công thức này cũng ựược áp dụng cho lưu lượng kế ựược lắp ựặt trên một ựường ống.
V = πDQ2
4 -dD
(3-10)
Trong ựó: Q: lưu lượng tỉ lệ
D: ựường kắnh bên trong lưu lượng kế St: trị số Strouhal
Từ (3-9)và (3-10) ta tắnh ựược lưu lượng tỉ lệ:
Q = f(πD2
4 -dD)d
St (3-11)
Trị số Strouhal (St) là một số thứ nguyên phụ thuộc vào hình dạng và kắch cỡ của thanh tạo xoáy. Do vậy, bằng cách chọn lựa một hình dạng thắch hợp, trị số Strouhal có thể ựược giữ không ựổi trên một dải rộng của trị số Reynolds.
Hình dưới minh họa mối quan hệ giữa trị số Reynolds và trị số Strouhal:
Do vậy, khi ựã biết trị số Strouhal, có thể tắnh ựược lưu lượng tỉ lệ bằng cách ựo tần số xoáy.
Hình 3-5. Quan hệ giữa trị số Reynolds và trị số Strouhal
Hình 3-6. Nguyên lý tạo xoáy
Hình 3-7. Cấu trúc của lưu lượng kế xoáy
b. Nhiễu và chống nhiễu.
Tắn hiệu ứng suất và nhiễu ứng suất.
Một cảm biến áp ựiện rất nhạy cảm với nhiễu, ựặc biệt là do sự rung trên các ựường ống ựược thiết kế ựể hạn chế ựến mức tối ựa tác ựộng của nhiễu kể cả với phần cứng và phần mềm.
c. Cấu hình phần cứng của các bộ biến ựổi.
điện tắch thay ựổi ựược tạo ra ở các thành phần áp ựiện do các dòng xoáy ựược biến ựổi thành tắn hiệu ựiện áp xoay chiều bởi hai bộ biến ựổi ựiện tắch. Nhiễu ựược loại trừ bởi bộ cộng và bộ lọc tắch cực ở trạng thái tiếp theo, sau ựó tắn hiệu ựược ựưa vào trigơ Schmidt và sẽ cho ra một dãy xung tương ứng với mỗi tần số dòng xoáy.
Hình dưới trình bày cấu hình phần cứng của các bộ biến ựổi:
Bộ vi xử lý sẽ lấy tắn hiệu là dãy xung này, thực hiện việc tắnh toán. Trong khi ựó, biênựộ cuat tắn hiệu ựược biến ựổi thành ựiện áp một chiều tại mạch chỉnh lưu qua một bộ cộng và bộ lọc ựầu tiên. Tắn hiệu ựiện áp một chiều này ựược biến ựổi thành tắn hiệu tần số bởi bộ biến ựổi V/F và ựược ựưa qua bộ vi xử lý ựể tách nhiễu. Dãy xung sau khi ựã ựi qua bộ vi xử lý, ựược biến ựổi thành ựiện áp tương tự làm ựầu ra tương tự bởi bộ biến ựổi F/V qua một mạch cách ly và sau ựó ựược chuyển thành tắn hiệu 4 ựến 20mA qua một bộ biến ựổi V/I.