Przepływomierze wirowe, znane również jako przepływomierze Vortex, stanowią uniwersalne i wszechstronne narzędzie pomiarowe służące do monitorowania przepływu cieczy, gazów oraz pary.  

Jak działa przepływomierz wirowy?  

Zjawisko Kármána 

Przepływomierz wirowy wykorzystuje do mierzenia przepływu zjawisko Kármána. Kiedy medium przepływa wokół przeszkody, tworzą się za nią wirujące struktury. Wiry te odrywają się naprzemiennie z lewej i prawej strony przeszkody. Z jednej strony kręcą się one zgodnie z ruchem wskazówek zegara, a z drugiej strony przeciwnie. Częstotliwość odrywania się wirów jest proporcjonalna do prędkości przepływu. Zjawisko Kármána jest podstawa działania przepływomierzy wirowych.  

Budowa przepływomierza wirowego 

W przepływomierzu wirowym umieszczony zostaje element, który zakłóca przepływ cieczy lub gazu. Ciecz lub gaz opływa tą przeszkodę, tworząc charakterystyczną ścieżkę wirową- stosunkowo stabilne wiry, utrzymujące się na pewnej odległości za przeszkodą zanikające w skutku rozpraszania energii kinetycznej wraz ze wzrostem odległości od przeszkody.  Podczas odrywania wirów po dwóch stronach przegrody powstają naprzemienne, ulotne pola niskiego ciśnienia. Umieszczony za przegrodą czujnik wykrywa, zlicza i przetwarza te zmiany na sygnał liniowy cyfrowy, proporcjonalny do prędkości przepływającego medium. 

Zalety przepływomierza wirowego 

Do głównych zalet przepływomierzy wirowych zalicza się: 

• możliwość wykorzystania ich do pomiaru przepływu cieczy, gazów oraz pary, 

• pomiar nie jest zależny od zmiany ciśnienia, temperatury i lepkości medium, 

• brak części ruchomych, 

• wysoka dokładność i dynamika pomiaru. 

Zastosowania przepływomierzy wirowych (Vortex)  

Przepływomierz wirowy to uniwersalne rozwiązanie do pomiaru przepływu cieczy, gazów i pary. Dlatego przepływomierze tego typu znajda zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu: 

• Przemysł farmaceutyczny - przepływomierze Vortex świetnie sprawdzają się w obecności trudnych medium, takich jak para wodna wykorzystywana do sterylizacji, dlatego często są wykorzystywane przy produkcji leków, 

• Przemysł chemiczny- dzięki różnym wariantom obudowy istnieje możliwość wykonania obudowy z stali austenitycznej (stop chromowo-niklowo-molibdenowy, tzw. stal chirurgiczna) przepływomierz wytrzymuje bardzo agresywne media, np: rozpuszczalniki, ciecze technologiczne wodę morską.  

• Obróbka cieplna- w procesach cieplnych, takich jak podgrzewanie, gotowanie czy suszenie przemysłowe, Vortex umożliwia dokładne sterowanie ilością dostarczanej pary wodnej lub gazów grzewczych. Umożliwia to optymalizację zużycia energii oraz zapewnienie powtarzalności procesu cieplnego, co ma kluczowe znaczenie np. w przemyśle spożywczym, tekstylnym i metalurgicznym. 

• Rozkład energii w obwodach pomocniczych i zasilających- umożliwiają precyzyjne bilansowanie zużycia energii w poszczególnych częściach zakładu, co przekłada się na lepszą kontrolę kosztów operacyjnych. 

•  Pomiar zużycia gazów przemysłowych (gaz ziemny, azot itp.) - dzięki kompatybilności z gazami o różnych właściwościach oraz możliwości kompensacji temperatury i ciśnienia (opcja VTP), umożliwiają precyzyjny nadzór nad ilością zużywanego medium i optymalizację procesów pod kątem efektywności energetycznej.  

Ograniczenia, o których warto pamiętać przed wyborem przepływomierza Vortex

• Brak możliwości pomiaru bardzo małych przepływów (wir powstaje dopiero od pewnej prędkości medium). 

• Podatność na zakłócenia przy silnych drganiach instalacji. 

• Konieczność zapewnienia odpowiednio długich prostych odcinków przed i za przepływomierzem dla prawidłowego pomiaru. 

▶ Ciekawostka:  Słyszalne wibracje - “Muzyka przepływu”. Wiry generowane przez element przerywający przepływ powodują delikatne drgania w przepływomierzu, które w sprzyjających okolicznościach można usłyszeć jako ciche szumienie. W rzeczywistości to właśnie te drgania są mierzone przez czujnik i przeliczane na sygnał.