Vortex Flow Meter Dengan Pressure Compensation

Vortex Flow meter dengan Pressure compensation

Table of Contents

Pengenalan Flowmeter Vortex

Vortex Flow meter dikenal juga sebagai vortex shedding flow meters atau oscillatory flowmeter, prinsip kerjanya didasarkan pada pengukuran getaran (vibration) pada downstream pusaran (vortex) yang disebabkan oleh penghalang yang ditempatkan pada aliran fluida. Frekwensi getaran dari vortex dapat dihubungkan dengan laju aliran fluida.

Vortex meter adalah jenis flow meter volumetrik yang memanfaatkan fenomena alam yang terjadi ketika cairan mengalir di sekitar profile objek. Vortex Flowmeter beroperasi di bawah prinsip vortex shedding, di mana provel vortex (atau pusaran) dialirkan secara bergantian di hilir objek. Frekuensi dari vortex shedding berbanding lurus dengan kecepatan cairan yang mengalir melalui meteran.

Vortex Flow Meter Dengan Pressure Compensation
Vortex Flow Meter Dengan Pressure Compensation

Flow meter vortex paling cocok untuk pengukuran aliran yang menyaratkan tidak ada komponen sensor yang berputar karena akan menimbulkan masalah pembacaan.  Dimana Komponen berputar tersebut mengakibatkan keausan pada bearing yang menyebakan performanya menurun dan maintenancenya mahal. Flow meter vortex juga cocok dan bisa di gunakan untuk aliran fluida yang tidak mempunyai konduktivitas seperti air demin, bahan bakar fosil atau minyak yang konduktivitasnya relatif kecil atau tidak punya konduktifitas.

Keuntungan utama dari vortex meter adalah sensitivitasnya yang rendah terhadap variasi kondisi proses dan keausan yang rendah relatif terhadap orifice atau turbin meter. Juga, biaya awal dan pemeliharaan rendah. Untuk alasan ini, mereka telah mendapatkan penerimaan yang lebih luas di antara pengguna.

Desain dan Konstruksi Flowmeter Vortex

Flowmeter vortex  biasanya terbuat dari material baja yang tahan karat seperti stainless steel SUS 316 atau Hastelloy dan mencakup bluff body nya,  sensor vortex assembly, dan flow vortex transmitter elektronik. Flow vortex transmitter ini dapat secara compact maupun terpisah dengan jarak tertentu.

Untuk koneksinya vortex flow meter dapat berupa flange mau[pun wafer dengan diameter size hingga 12 inchi.

Bentuk dari Bluff body (persegi, persegi panjang, bentuk t, trapesium) dan dimensi dibikin sedemikian rupa sehingga mencapai karakteristik yang diinginkan untuk sistem pengukuran aliran fluida.  Pengujian bentuk tersebut telah menunjukkan bahwa linearitas, batasan bilangan Reynolds yang rendah, dan sensitivitas terhadap distorsi profil kecepatan hanya sedikit berbeda dengan bentuk Bluff body.

Untuk dimensinya, Bluff body harus memiliki lebar yang merupakan fraksi yang cukup besar dari diameter pipa sehingga seluruh aliran ikut serta dalam pelepasan. Selain itu, Bluff body harus memiliki tepi yang menonjol pada muka depan untuk memperbaiki garis pemisah aliran, terlepas dari laju aliran.  Selanjutnya,  panjang Bluff body dalam arah aliran harus kelipatan tertentu dari lebar Bluff body.

Saat ini, sebagian besar vortex meter menggunakan sensor tipe piezoelektrik atau kapasitansi untuk mendeteksi osilasi tekanan di sekitar Bluff body. Detektor ini merespon osilasi tekanan dengan sinyal keluaran tegangan rendah yang memiliki frekuensi yang sama dengan osilasi. Sensor tersebut bersifat modular, murah, mudah diganti, dan dapat beroperasi pada rentang suhu yang luas – mulai dari cairan kriogenik hingga uap super panas. Sensor dapat ditempatkan di dalam badan meteran atau di luar. Sensor yang dibasahi ditekankan secara langsung oleh fluktuasi tekanan vortex dan ditutup dalam tempat dengan jenis material yang tahan terhadap efek korosi dan abrasi..

Sensor eksternal, biasanya pengukur regangan piezoelektrik, merasakan pelepasan pusaran secara tidak langsung melalui gaya yang diberikan pada bilah shedder. Sensor eksternal lebih disukai pada aplikasi yang sangat abrasivre /korosif untuk mengurangi biaya perawatan, sementara sensor internal memberikan jangkauan yang lebih baik (sensitivitas aliran yang lebih baik). Mereka juga kurang sensitif terhadap getaran pipa. Casing mah elektronik biasanya tahan ledakan dan tahan cuaca, dan berisi modul pemancar elektronik, koneksi terminasi, dan secara opsional indikator flow rate dan totalizer.

Fitur Umum Vortex Flow Meter

  • Flange & body: potongan ditempa secara integral, itu akan menghindari terurai menjadi potongan-potongan. 100% materi SS304, kami dapat memberikan laporan materi.
  • Papan Sirkuit: papan sirkuit digital, anti sebagian besar pemasok menggunakan papan sirkuit analog, papan sirkuit digital menikmati keuntungan dari anti-getaran dan anti-gangguan.
  • Flow converter: Desain modular yang khas, amatir dapat beroperasi, membongkar dan merakit dengan mudah, itu akan menghindari risiko kecelakaan.
  • Pengelasan: mengadopsi teknologi skala ikan canggih, yang membuat jahitan pengelasan terlihat bagus dan halus.
  • teknologi OVAL Jepang dengan sensor tipe tertanam, prisma segitiga tidak akan jatuh, kami sudah mengajukan permohonan paten.
  • Sensor suhu medium kami dapat mengukur suhu tertinggi sekitar 350 ℃, normal -40 ~ 250 ℃

Aplikasi pada Vortex Flow Meter

  • Aliran Fluida
  • Gas kering
  • Gas basah
  • Steam basah
  • Uap jenuh
  • Uap panas

Jenis Sensor Pengukur Aliran Vortex

Vortex Flow Meter memiliki badan tebing (untuk penghalang) di dalamnya untuk membuat pusaran. Dengan mengukur vortisitas ini, kita dapat mengukur laju aliran ekivalen. Kami memiliki berbagai jenis sensor yang tersedia untuk mengukur pusaran ini.

  1. Thermal sensing
  2. Mechanical sensor
  3. Capacitive sensor
  4. Piezoelectric sensor
  5. Strain gauge sensor
  6. Ultrasonic sensor

Thermal sensor

Termostat menggunakan (suhu negatif co-efektif)

Mechanical sensor

  • Disebut juga sebagai sensor bola acak
  • Bola magnet atau piringan bergerak dari sisi ke sisi karena pusaran.
  • Gerakan ini dideteksi oleh magnet pick up.
  • Masalah utama aliran pergerakan bola atau piringan dapat diperlambat oleh pengembunan.

Capacitive sensor

  • Diafragma baja tahan karat dilas ke sisi badan tebing dan rakitan diisi dengan minyak dan disegel.
  • Diafragma penumpahan vortex purring membelokkan dan mentransfer melalui port internal dari satu sisi ke sisi lain.
  • Ketika diafragma membelok ada perubahan kapasitansi antara diafragma dan elektroda.
  • Kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak antara elektroda dan berbanding lurus dengan luas pelat.
  • Sensor kapasitif modern digunakan dengan uap super panas untuk suhu hingga 427° C.

Piezoelectric sensor

  • Elemen piezo menghasilkan keluaran tegangan yang sebanding dengan tekanan yang diberikan.
  • Sementara bahan keramik piezo menghasilkan output tinggi, ia memiliki kisaran suhu operasi yang terbatas (sekitar 250 ° C).
  • Bahan piezoelektrik lithium niobate (linbo3) hanya menawarkan output sedang tetapi kisaran suhu pengoperasian di atas 300 ° C.
  • Sensor jenis ini tidak cocok untuk suhu. di bawah -40 ° C
  • Sensor ini sama seperti sensor kapasitif.

Strain gauge sensor

  • Pusaran yang dibuat oleh bluff body menyebabkan tubuh itu sendiri tergeser oleh sejumlah kecil orde 10µm.
  • Gerakan elastis ini dapat dideteksi dengan menggunakan pengukur regangan yang dipasang langsung atau tidak langsung ke badan tebing.
  • Gerakan tubuh menghasilkan perubahan resistensi pengukur regangan.
  • Kelemahan utama adalah batasan suhu atas pengukur regangan (sekitar 120 ° C).

Ultrasonic sensors

  • Pemancar dan penerima ultrasonik ditempatkan di belakang badan tebing.
  • Pusaran memodulasi sinar ultrasonik dan output yang dihasilkan adalah sinyal pusaran.
  • Sistem sensor ini memiliki rasio turn down yang baik.
  • Masalah utama yang terkait dengan teknik ini adalah bahwa sumber suara asing dapat mempengaruhi pengukuran.

Akurasi Dari Vortex Flow meter

Karena bilangan Reynolds turun saat viskositas meningkat, turndown  flowmeter vortex berkurang saat viskositas naik. Batas viskositas maksimum, sebagai fungsi dari akurasi dan jangkauan yang diizinkan, adalah antara 8 dan 30 centipoises. Satu hal yang dapat mengharapkan jangkauan yang lebih baik dari 20:1 untuk layanan gas dan uap dan lebih dari 10:1 untuk aplikasi cairan dengan viskositas rendah jika vortex meter telah berukuran tepat untuk aplikasi tersebut.

Secara umum Flow meter vortex mempunyai akurasi  0,5-1% dari tingkat untuk bilangan Reynolds lebih dari 30.000. Saat bilangan Reynolds turun, kesalahan pengukuran meningkat. Pada bilangan Reynolds kurang dari 10.000, kesalahan dapat mencapai 10% dari flow rate yang sebenarnya.

Sementara sebagian besar flowmeters terus memberikan beberapa indikasi pada aliran mendekati nol, vortex meter dilengkapi dengan titik potong. Di bawah level ini, output meteran secara otomatis dijepit pada nol (4 mA untuk pemancar analog). Titik batas ini sesuai dengan bilangan Reynolds pada atau di bawah 10.000. Jika aliran minimum yang perlu diukur setidaknya dua kali aliran cut-off, ini tidak menimbulkan masalah. Di sisi lain, masih bisa menjadi kelemahan jika informasi laju aliran rendah diinginkan selama start-up, shutdown, atau kondisi gangguan lainnya.

Keterbatasan Pemakaian Vortex Flow meter

Flowmeter Vortex sebaiknya tidak direkomendasikan untuk batching atau aplikasi aliran intermiten lainnya. Ini karena pengaturan pengarahan flow rate dari batching control  dapat jatuh di bawah batas bilangan Reynolds minimum meter. Semakin kecil total batch, semakin besar kemungkinan kesalahan yang dihasilkan.

Untuk Pemakaian di fluida gas yang bertekanan rendah (kepadatan rendah) tidak menghasilkan pulsa tekanan yang cukup kuat, terutama jika kecepatan fluida rendah. Oleh karena itu, kemungkinan besar dalam layanan seperti itu jangkauan meteran akan buruk dan low flow tidak akan dapat terdeteksi. Di sisi lain, jika penurunan jangkauan dapat diterima dan meter diukur dengan benar untuk aliran normal, flowmeter vortex  masih dapat dipertimbangkan.

Saat mengukur aliran multi-fase (partikel padat dalam gas atau cairan; gelembung gas dalam cairan; tetesan cairan dalam gas), akurasi meter vortex akan turun karena ketidakmampuan meter untuk membedakan antara fase. Uap basah berkualitas rendah adalah salah satu aplikasi tersebut: fase cair harus tersebar secara homogen di dalam uap, dan garis aliran vertikal harus dihindari untuk mencegah slugging. Ketika pipa berada dalam posisi horizontal, fase cair cenderung mengalir di bagian bawah pipa, dan oleh karena itu bagian dalam pipa harus tetap terbuka di bagian bawah. Ini dapat dicapai dengan memasang bluff body secara horizontal. Ketidakakuratan pengukuran dalam aplikasi tersebut adalah sekitar 5% dari aliran aktual, tetapi dengan pengulangan yang baik.

Spesifikasi Umum Vortex Flow Meter

Size DN15-DN300mm (flange and flange card),
DN100-DN2000mm (Insertion)
Medium Temperature Liquid, Gas, Steam
Accuracy ±0.75% of reading (liquid), ±1.0% of reading (gas and steam)
Nominal pressure 1.6MPa,2.5MPa,4.0MPa
Protection Grade IP65
EX-proof Class ExdIIB T6 Gb
Body Material SS304,SS316
Medium Temperature -20℃~+100℃, -20℃~+250℃,  -20℃~+350℃
Signal Output 4~20 mA (two-wire), pulse (three wires)
Power supply 24VDC, 3.6V lithium
Ambient Temperature -25℃~+55℃
Humidity 5~90% RH
Pressure loss Resistance coefficient    CD≤ 2.4
Connection Flange: DN15-DN300
Flange Card: DN15-DN300
Insertion: DN100-DN2000
Communication RS485

Flow Rate and Range

Medium Liquid  (m3/h) Gas (m3/h)
Condition (T=20℃ ρo =1000 Kg/m3) (T=20℃ 101325 Pa Air)
DN (mm) Standard Extended Standard Extended
20 1~8 0.6~12 5~50 5~60
25 1.5~12 0.8~16 8~80 8~120
40 2.5~30 1.5~40 20~200 18~300
50 3~50 2~60 30~300 30~500
65 5~80 3~90 50~500 50~900
80 8~120 5~150 80~1000 60~1200
100 12~200 6~240 100~1000 100~2000
125 20~300 13~390 150~1600 150~3000
150 30~400 15~600 250~2500 200~4000
200 40~800 30~1200 400~4000 350~8000
250 80~1200 40~1600 600~6000 500~12000
300 100~1800 1000~10000 1000~10000 600~18000

Sumber: inaparts.com

Baca Juga

Share With Your Friends :

Share on linkedin
LinkedIn
Share on email
Email
Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on telegram
Telegram

you may also enjoy these articles: