Os medidores de vazão vórtice são usados para medir o fluxo volumétrico de gases, vapores e líquidos em tubulações completamente cheias.

O princípio de medição é baseado na teoria de vórtices de Von Karman. O tubo de medição contém um obstáculo plano, após o qual ocorre um rastro de vórtices. A frequência f do rastro de vórtices é proporcional à velocidade v. O número adimensional de Strouhal S descreve a relação entre a frequência do rastro de vórtices f, a largura b do obstáculo e a velocidade média do fluxo v:

À medida em que a velocidade do fluxo aumenta, a frequência dos sinais acústicos gerados nos dois sensores piezo elétricos também aumenta.

Assim, a medição de vazão é feita pela medição indireta de velocidade do fluido.

A eletrônica capta informação de dois sensores piezo elétricos e faz a avaliação da velocidade média do fluxo em função da frequência detectada nos dois sensores.

IMPORTANTE: O medidor Vortex NÃO É BIDIRECIONAL . Se for montado invertido na tubulação , ele não irá funcionar.

Ao dimensionar o medidor ( tubo sensor) é preciso informar se o mesmo irá trabalhar com liquido ou gás .

As vazões min e máxima vão corresponder às frequências mínima e máxima e à área de seção.

O programa KROS é normalmente utilizado para fazer o cálculo e oferece algumas opções possíveis

Basicamente a velocidade mínima para líquidos é de 0,5m/s e para gases é de 2,0 m/s

IMPORTANTE : a intensidade do sinal gerado está diretamente associada à velocidade do fluxo.

Quanto maior a velocidade, maior a frequência e maior a intensidade ( nível) do sinal .

Visualização dos sinais do sensor Vortex

O sinal gerado tem uma frequência central porém não é um sinal senoidal puro .

Se visualizarmos esse sinal no tempo podemos ter uma figura aproximada como abaixo

 Na fig abaixo vemos o mesmo sinal de duas formas

Scope : é o sinal no tempo , no caso , senoidal composto 

Spectrum: é o sinal em frequência .

Observe que o sinal no tempo é um misto de várias frequências

Na tela inferior podemos ver o espectro do sinal principal ( 824 Hz) e a presença de um sinal da ordem de 7000Hz , que não é gerado pelos vórtices e pode ser um ruído de bomba ou de ressonância do tubo sensor.

A linha vermelha vertical sobre o pico do sinal principal significa que esse é o sinal que estaria sendo detectado pelo conversor pois é o sinal de maior intensidade = 219,1mV

O conversor de vazão transforma o sinal de frequência principal em indicação de Vazão.

Medição de vazão em massa

É comum, principalmente em aplicações de medição de vapor ou gás, que precisemos medir a massa ou vazão em massa .

Isso pode ser feito com a adição de sensores de Temperatura e Pressão para que se possa determinar a densidade do fluido .

Uma vez determinada a densidade é fácil fazer a transformação da vazão volumétrica ( Qv ) em vazão mássica ( Qm ).

                                               Qm = d * Qv

Medidores Vortex ainda podem fornecer a medição de Energia associada a uma determinada vazão de vapor ou ainda podem ser usados para o cálculo do rendimento de sistemas de aquecimento ou resfriamento .

Veja vídeos sobre funcionamento, instalação e verificação:  clique aqui

Confira nossos outros artigos relacionados:

Como funciona um medidor tipo mássico
Como funciona um medidor de vazão por ultrassom
Como funciona um medidor de vazão eletromagnético