HƯỚNG DẪN ĐO LƯU LƯỢNG KHÍ VÀ CHẤT LỎNG

Đo lưu lượng Khí và Chất Lỏng

Các loại Đồng hồ Đo lưu lượng

Cảm biến lưu lượng được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp, y tế và nhiều ngành khác nhau. Lưu lượng được định nghĩa là khối lượng hoặc thể tích của chất khí, chất lỏng trôi qua trong một đơn vị thời gian.

Trong thực tế, cảm biến lưu lượng (hoặc đồng hồ đo lưu lượng ) rất cần thiết trong các yêu cầu đo khối lượng hoặc thể tích của chất lỏng hoặc khí được phân phối hoặc tiêu thụ trong một đơn vị thời gian.

Đồng hồ đo lưu lượng là gì và làm thế nào để chúng ta đo lưu lượng khí?

Đồng hồ đo lưu lượng (hay còn gọi là cảm biến lưu lượng ) là một thiết bị được sản xuất để đo chính xác tốc độ dòng chảy trong đường ống. Việc đo lưu lượng khí hoặc chất lỏng chính xác đảm bảo hoạt động an toàn, hiệu quả trong nhiều ứng dụng.

Làm thế nào để đo lưu lượng?

Việc đo lưu lượng có thể sử dụng một nguyên tắc rất đơn giản đến một quá trình rất phức tạp.

Cách đo thực sự phụ thuộc vào công nghệ được sử dụng. Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét tám công nghệ được sử dụng phổ biến nhất trong đo lưu lượng khí hoặc chất lỏng. Các loại đo lưu lượng này là:

1. Điện từ

2. Vortex

3. Paddle wheel

4. Truyền nhiệt

5. phao

6. Siêu âm

7. Chênh lệch áp suất

8. Coriolis

Những thách thức trong đo lưu lượng khí

Đối với mỗi ứng dụng yêu cầu đo lưu lượng khí, các yêu cầu khác nhau có thể nảy sinh đòi hỏi sự chú ý và xem xét cẩn thận :

· Khả năng đo lưu lượng thấp và cao: Yêu cầu đo chính xác mức cao và mức thấp của dòng khí.

· Tính tương thích về kích thước: Cần đặc biệt xem xét tính phù hợp của từng bộ phận đồng hồ đo lưu lượng đối với nơi thực hiện, dù nhỏ hay lớn.

· Độ bền với môi trường và các mối chất nguy hiểm: Các điều kiện môi trường mà cảm biến lưu lượng phải hoạt động một cách đáng tin cậy.

· Hiệu chuẩn chính xác với điều kiện quy trình thực tế: Điều cần thiết cho các hoạt động không bị xáo trộn.

Các loại đồng hồ đo lưu lượng khí - So sánh công nghệ

Tất nhiên, không có công nghệ nào có thể đáp ứng được cho tất cả các yêu cầu hoạt động, hiệu suất và điều kiện.

Có ít nhất 8 công nghệ đo lưu lượng khí phổ biến đang được sử dụng ngày nay, tất cả đều có những điểm mạnh và điểm yếu. Bằng cách hiểu rõ những ưu điểm và nhược điểm của mỗi loại, chúng ta sẽ lựa chọn được loại phù hợp với mục đích sử dụng , loại bỏ sự lãng phí

1. Đồng hồ đo lưu lượng điện từ

Đồng hồ đo lưu lượng điện từ phát hiện dòng chảy bằng cách sử dụng Định luật cảm ứng Faraday. Bên trong đồng hồ đo dòng điện từ, có một cuộn dây điện từ tạo ra từ trường và các điện cực thu nhận suất điện động (điện áp).

Khi chất lỏng chảy qua đường ống, trường điện từ thay đổi do các lực tạo ra bởi cảm ứng. Những thay đổi này sau đó được chuyển thành tốc độ dòng chảy.

Ưu điểm:

· Không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, áp suất, tỷ trọng hoặc độ nhớt của chất lỏng.

· Có khả năng phát hiện chất lỏng bao gồm chất gây ô nhiễm (chất rắn, bọt khí).

· Không có tổn thất áp suất.

· Không có bộ phận chuyển động (cải thiện độ tin cậy).

Nhược điểm:

· Máy đo lưu lượng điện từ không thể phát hiện chất khí và chất lỏng nếu không có tính dẫn điện.

· Cần có một đoạn ống thẳng ngắn.

Áp dụng tốt nhất cho : Đồng hồ đo lưu lượng điện từ chủ yếu được sử dụng trong các ngành công nghiệp thực phẩm, ứng dụng hóa chất, cung cấp khí đốt tự nhiên và các tiện ích điện vì chúng hầu như không bị ảnh hưởng bởi những thay đổi về áp suất, mật độ và nhiệt độ.

2. Đồng hồ đo lưu lượng Vortex

Lưu lượng kế xoáy sử dụng một nguyên tắc được gọi là hiệu ứng von Kármán . Theo nguyên lý này, dòng chảy sẽ luân phiên tạo ra các xoáy khi đi ngang qua một thanh chắn. Thanh chắn có một mặt trước rộng và phẳng. Trong máy đo độ xoáy, phần thân bluff là một vật liệu có mặt trước rộng, phẳng và kéo dài theo chiều thẳng đứng vào dòng chảy.

Vận tốc dòng chảy tỷ lệ thuận với tần số của các dòng xoáy. Lưu lượng được tính bằng cách nhân diện tích của ống với vận tốc của dòng chảy. Trong một số trường hợp, máy đo xoáy yêu cầu sử dụng cánh gạt thẳng hoặc đường ống thẳng ngược dòng để loại bỏ các dạng dòng chảy méo và xoáy. Lưu lượng thấp gây ra một vấn đề đối với máy đo xoáy vì chúng tạo ra xoáy không đều trong điều kiện dòng chảy thấp.

Độ chính xác của máy đo độ xoáy từ trung bình đến cao, tùy thuộc vào kiểu máy và nhà sản xuất. Ngoài đo lưu lượng chất lỏng và khí, lưu lượng kế xoáy được sử dụng rộng rãi để đo lưu lượng hơi.

Ưu điểm :

· Lưu lượng kế xoáy không có bộ phận chuyển động và bộ phận đo có cấu trúc đơn giản, hiệu suất đáng tin cậy và tuổi thọ lâu dài.

· Tốc độ dòng thể tích của lưu lượng kế dạng xoáy không bị ảnh hưởng bởi các thông số như : nhiệt độ, áp suất, mật độ hoặc độ nhớt của chất lỏng được đo.

· Đo dòng chảy của chất lỏng, khí hoặc hơi, có ứng dụng rất rộng rãi.

· Ít gây ra tổn thất áp suất.

Nhược điểm :

· Có hiệu suất chống rung kém. Các rung động bên ngoài có thể gây ra sai số đo trong lưu lượng kế dạng xoáy.

· Sốc do vận tốc dòng chảy cao của chất lỏng gây ra rung động trong thân xoáy, làm giảm độ chính xác của phép đo.

· Chỉ có thể đo trong môi trường sạch.

· Yêu cầu ống thẳng khi lắp đặt.

· Không thích hợp cho phép đo chất lỏng có chỉ số Reynolds thấp.

· Không phù hợp với dòng chảy xung động.

Áp dụng tốt nhất cho : Đồng hồ đo lưu lượng xoáy được sử dụng phổ biến hơn trong các hệ thống cung cấp như : khí nén, hơi bão hòa, hơi quá nhiệt, v.v.

3. Đồng hồ đo lưu lượng Paddle wheel

Đây được xếp vào loại đồng hồ đo lưu lượng tuabin. Đồng hồ đo lưu lượng Paddle wheel

thường được chia thành hai loại

1. Đồng hồ đo lưu lượng tiếp tuyến , có kết cấu bánh xe nước.

2. Máy đo lưu lượng bánh xe cánh khuấy trục , có kết cấu cối xay gió.

Lưu lượng và số vòng quay của cánh khuấy tỷ lệ thuận với nhau. Do đó, bằng cách quay cánh khuấy với lực tạo ra từ dòng chảy của chất lỏng, có thể đo tốc độ của dòng chảy này từ số vòng quay. Bằng cách nhúng một nam châm vào trục quay và trên mép của cánh khuấy, các xung có thể được trích xuất dưới dạng tín hiệu, chuyển đổi số vòng quay thành tốc độ dòng chảy.

Ưu điểm:

· Độ chính xác cao.

· Giá thấp.

· Có thể đo lưu lượng theo một trong hai hướng.

Nhược điểm:

· Bộ phận chuyển động

· Yêu cầu chất lỏng sạch. Các hạt có thể ngăn cánh khuấy quay đúng cách.

· Yêu cầu cấu hình dòng chảy hỗn loạn để đảm bảo kết quả chính xác nhất.

Áp dụng tốt nhất cho : Máy đo lưu lượng bánh xe cánh khuấy có thể được sử dụng trong máy lọc khói, thẩm thấu ngược và trong nhiều lĩnh vực khác.

4. Cảm biến dòng phân tán nhiệt

Máy đo lưu lượng phân tán nhiệt sử dụng nhiệt để đo tốc độ dòng chảy của chất lỏng . Cấu tạo thông thường là có một bộ phận làm nóng ở giữa và hai cảm biến nhiệt độ ở hai bên của bộ phận phát nhiệt. Khi khí chảy qua, nhiệt được truyền theo hướng của dòng chảy và cảm biến nhiệt độ ở phía trên “trở nên lạnh hơn” trong khi cảm biến nhiệt độ ở phía dưới “trở nên nóng hơn”. Tốc độ dòng chảy có thể được tính toán bằng cách đo sự khác biệt giữa các cảm biến nhiệt độ.

Ưu điểm:

· Không có bộ phận chuyển động.

· Độ chính xác cao.

· Có thể đo lưu lượng theo một trong hai hướng.

Nhược điểm:

· Không thích hợp để đo lưu lượng chất lỏng.

· Không lý tưởng để đo khí ở nhiệt độ cao (> 50 ^o C).

Áp dụng tốt nhất cho : Một số ứng dụng điển hình có thể được tìm thấy trong lĩnh vực y tế và công nghiệp như thiết bị hô hấp, thiết bị gây mê, thiết bị CPAP và hệ thống giám sát khí trung tâm.

5. Cảm biến lưu lượng phao

Đây là một trong những công nghệ đo lưu lượng đơn giản nhất. Phương pháp này thường bao gồm phao trong một đường ống côn . Khi chất lỏng bị ép vào giữa ống côn và phao, một áp suất chênh lệch được tạo ra làm cho phao chuyển động tương ứng. Bạn có thể đo tốc độ dòng chảy bằng cách đọc thang đo trực quan của đồng hồ.

Ưu điểm:

· Giá rẻ.

· Dễ sử dụng.

Nhược điểm:

· Đo thủ công.

· Không thích hợp cho các phép đo tốc độ dòng chảy cao.

Áp dụng tốt nhất cho : Chúng được sử dụng rộng rãi cho nhiều ứng dụng bao gồm hóa chất, khí nén và các loại khí khác.

6. Đo lưu lượng siêu âm

Cảm biến lưu lượng siêu âm đo tốc độ dòng chảy, thể tích của nhiều loại chất lỏng dựa vào sóng siêu âm và Hiệu ứng Doppler .

Công nghệ này rất chính xác và không phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ và độ nhớt của môi chất. Trong hoạt động không tải, máy phát sẽ gửi các sóng siêu âm được phản hồi trong đường ống và nhận được từ cảm biến siêu âm. Vì không có chuyển động chất lỏng, tần số của tín hiệu nhận được giống như máy phát. Khi dòng chảy bắt đầu, tần số của các sóng nhận được cao hơn hoặc thấp hơn (tùy thuộc vào hướng của dòng chảy) so với tần số của sóng được truyền đi.

Sự khác biệt tần số này được chuyển thành tốc độ dòng chảy.

Ưu điểm:

· Không có bộ phận chuyển động.

· Chi phí bảo trì thấp.

· Độ chính xác cao.

Nhược điểm:

· Giá cao.

· Không thể đo chất lỏng không phản xạ tần số siêu âm.

Áp dụng tốt nhất cho : Cảm biến lưu lượng siêu âm có nhiều ứng dụng, từ luồng quy trình đến luồng lưu ký.

7. Đồng hồ đo lưu lượng chênh lệch áp suất

Cảm biến áp suất chênh lệch đo lưu lượng thông qua cảm biến áp suất điện dung sử dụng phương trình Bernoulli . Đồng hồ đo lưu lượng chênh lệch áp suất sử dụng các tấm ngăn, một lỗ, vòi phun, hoặc ống Venturi để tạo ra một sự co thắt nhân tạo sau đó đo sự suy giảm áp suất của chất lỏng khi chúng vượt qua vòng thắt đó. Độ sụt áp càng cao, tốc độ dòng chảy càng cao. Những máy đo chính xác, chắc chắn này lý tưởng cho nhiều loại chất lỏng và khí sạch.

Ưu điểm:

· Không có bộ phận chuyển động.

· Các phép đo chính xác.

· Hoạt động đáng tin cậy.

Nhược điểm:

· Không thích hợp để đo lưu lượng chất lỏng không sạch

· Yêu cầu giảm áp suất gây ra cho hoạt động có thể tránh được bằng các kỹ thuật khác.

Áp dụng tốt nhất cho : Do tính tương thích của chúng, được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, chẳng hạn như cung cấp điện, thực phẩm và đồ uống, y tế, hàng không vũ trụ và HVAC.

8. Đồng hồ đo lưu lượng khối lượng Coriolis

Nguyên lý hoạt động chính của đồng hồ đo lưu lượng coriolis là sử dụng một ống rung trong đó dòng khí có thể gây ra những thay đổi về tần số, hoặc sự dịch pha tỷ lệ với tốc độ dòng chảy khối lượng. Ở trạng thái không tải, ống dao động với tần số xác định trước. Khi dòng chất lỏng bắt đầu, độ rung của ống thay đổi tỷ lệ với tốc độ dòng chảy của môi chất. Sự thay đổi rung động này được đo bằng các cảm biến trên ống và sau đó được chuyển thành tốc độ dòng chảy.

Ưu điểm:

· Đo lưu lượng khối lượng thực.

· Không bị ảnh hưởng bởi áp suất, nhiệt độ và độ nhớt.

· Không yêu cầu phần đầu vào và đầu ra.

Nhược điểm:

· Bộ phận chuyển động.

· Các rung động môi trường gây ra sự không chính xác trong phép đo.

· Giá cao.

Ứng dụng tốt nhất : Chúng thường được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau cần đo lường khí vệ sinh và ăn mòn nhưng tương đối sạch.

Cài đặt và Bảo trì

Trước khi đưa ra lựa chọn về loại đồng hồ đo lưu lượng khí, bạn nên xem xét vị trí lắp đặt theo yêu cầu của nhà sản xuất. Có thể yêu cầu cấu hình dòng khí ổn định ngược dòng và xuôi dòng từ điểm lắp đặt đồng hồ. Hơn nữa, mức độ bảo trì cần thiết nên được xem xét vì một số công nghệ khác nhau.

Với kinh nghiệm lâu năm trong việc thiết kế , chúng tôi cung cấp các sản phẩm cao cấp với công nghệ tiên tiến, làm việc với hiệu suất cao và các tính năng độc đáo khác. Chọn loại phù hợp với nhu cầu của doanh nghiệp và ngành của bạn.

Một số THIẾT BỊ ĐO LƯU LƯỢNG tham khảo TẠI ĐÂY

VÀ THAM KHẢO CÁCH LẮP ĐẶT CẢM BIẾN LƯU LƯỢNG TẠI ĐÂY

https://youtu.be/KztESpCkeA4