Tìm Hiểu Chung Về Lưu Lượng Kế

Lưu lượng kế là cảm biến đo không thể thiếu để đo lưu lượng của chất khí, chất lỏng hay hỗn hợp khí – lỏng trong các ứng dụng công nghiệp như: Thực phẩm, nước giải khát, dầu mỏ, khí đốt, hóa chất, dược phẩm, sản xuất giấy, điện, xi măng,…Đo lưu lượng đóng một vai trò quan trọng, không chỉ vì nó phục vụ cho mục đích kiểm kê, đo đếm, mà còn vì ứng dụng của nó trong hệ thống tự động hóa của quá trình sản xuất là cực kì quan trọng để kiểm soát quá trình. Chính vì vậy, việc hiểu rõ về phương pháp đo, cũng như biết được các đặc tính của thiết bị đo lưu lượng và cách chọn lựa một lưu lượng kế phù hợp là điều hết sức cần thiết.

1. Định nghĩa

Lưu lượng kế là một thiết bị chỉ thị cho người dùng biết lượng chất chảy qua ống trên một đơn vị thời gian (lít/phút, m3/phút, m3/giờ,…)

Việc lựa chọn cảm biến đo lưu lượng cho ứng dụng cụ thể thường dựa vào:

• Đặc tính chất lỏng (Dòng chảy một hay hai pha, độ nhớt, độ đậm đặc…)
• Dạng dòng chảy (Chảy tầng, chuyển tiếp, chảy hỗn loạn – chảy rối…)
• Khoảng lưu lượng đo được và yêu cầu độ chính xác của phép đo
• Các yếu tố hạn chế về cơ khí, kết nối đầu ra mở rộng

2. Phân loại

Các cảm biến lưu lượng được chia thành bốn nhóm chính dựa vào nguyên lý hoạt động của chúng:

Cảm biến lưu lượng dựa vào chênh lệch áp suất

• Hoạt động: dựa vào nguyên lý Bernoulli. Tức là sự chênh lệch áp suất tại 2 đầu đoạn ống bị thắt ngẫu nhiên (giảm tiết diện đột ngột) trên đường chảy trong ống, dựa vào sự chênh lệch áp suất này để tính toán ra vận tốc dòng chảy, dựa vào vận tốc dòng chảy có thể tính ra được lưu lượng thể tích dòng chảy.
• Hình dạng: Cảm biến loại này thường có dạng lỗ orifice, ống pitot và ống venture
• Ưu điểm:
  • Cảm biến được chế tạo dựa trên công nghệ cổ điển, hoạt động ổn định, bền, dễ bảo trì, bảo dưỡng
  • Thích hợp cho dòng chảy hỗn hợp – chảy rối
• Nhược điểm:
  • Độ chính xác thấp, đo được ở khoảng lưu lượng nhỏ
  • Phải khoan cắt ống làm giảm áp suất của dòng này

Cảm biến lưu lượng điện từ

• Hoạt động: dựa vào định luật Faraday và được dùng để đo dòng chảy của chất lỏng có tính dẫn điện (nguyên lý sử dụng từ trường). Hai cuộn dây điện để tạo ra từ trường đủ mạnh cắt ngang mặt chất lỏng. Theo định luật Faraday, khi dòng chảy chảy qua đoạn ống đặt 2 cuộn dây điện sẽ sinh ra một điện áp cảm ứng. Thông qua 2 cuộn dây cảm ứng ta sẽ đo được chênh lệch điện áp 2 đầu. Tốc độ của dòng chảy tỉ lệ trực tiếp với biên độ điện áp cảm ứng đo được
• Ưu điểm:
  • Không tác động lên đường ống nên không có tổn hao áp suất, do đó cần chú ý đến khoảng đo lưu lượng thấp
  • Rất thích hợp đo lưu lượng chất lỏng ăn mòn, dơ bẩn, đặc sệt như xi măng, thạch cao…Vì cảm biến đo loại này không có các bộ phận lắp đặt phía trong ống dẫn, không cần khoan cắt đường ống để lắp đặt.
  • Độ chính xác cao
• Nhược điểm:
  • Giá thành cao.
  • Chỉ có thể đo chất lỏng có khả năng dẫn điện
  • Sự lựa chọn các điện cực thay đổi tùy thuộc vào độ dẫn điện, cấu tạo đường ống và cách lắp đặt

Cảm biến lưu lượng Coriolis

• Hoạt động: Thực hiện đo trực tiếp lưu lượng của dòng chất lỏng chảy qua ống dẫn. Việc lắp đặt có thể được thực hiện bởi ống thẳng đơn hay ống đôi có đoạn cong. Hai ống dẫn chất lỏng chảy qua được cho dao động ở tần số cộng hưởng, khi chất lỏng bắt đầu chảy qua các ống dẫn chất lỏng, nó sẽ tạo ra lực mobitool.net động rung của các ống dẫn cùng với chuyển động thẳng của chất lỏng tạo ra hiện tượng xoắn trên các ống dẫn này (Do tác dụng của lực coriolic). Các senor điện cực đặt cả phía dòng chảy vào và phía dòng chảy ra trên thành ống để xác định sai lệch thời gian di chuyển của dòng chất lỏng tại đầu vào và đầu ra. Chênh lệch thời gian dùng để xác định trực tiếp tốc độ dòng chảy qua ống.
• Ưu điểm:
  • Độ chính xác cao
  • Đo trực tiếp lưu lượng, không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, áp suất, hình dạng dòng chảy đến phép đo
• Nhược điểm:
  • Không đo được chất lỏng dạng đặc biệt (Chất lỏng với chất khí hay hạt rắn, chất khí với chất lỏng có bọt…) bởi vì các hạt/vật chất đặc biệt này làm giảm sự dao động của ống dẫn, gây ra sai số phép đo.

Cảm biến lưu lượng siêu âm

• Hoạt động: Dựa vào hiệu ứng Doppler. Cảm biến này bao gồm bộ phát và bộ thu, bộ phát thực hiện lan truyền sóng siêu âm với tần số 0.5- 10MHz vào trong chất lỏng. Những hạt vật chất này phản xạ với sóng lan truyền đến bộ thu với một tần số khác. Sai lệch giữa tần số phát ra với tần số thu về của sóng siêu âm được dùng để đo vận tốc dòng chảy.
• Ưu điểm:
  • Đo được cho chất lỏng không dẫn điện và ăn mòn
  • Cảm biến lưu lượng siêu âm lắp đặt gá, kẹp vào đường ống hiện tại, không cần cắt bỏ hoặc phá hủy một phần đường ống, loại bỏ đến tối thiểu sự tác động của con người đến chất lỏng. Điều này hạn chế tối đa rủi ro với các loại chất lỏng độc hại và giảm sự bụi bẩn cho hệ thống. Ngoài ra không làm giảm áp lực dòng chảy đảm bảo tính ổn định của quá trình.
  • Điểm nổi bật của cảm biến siêu âm là kết quả phép đo không bị ảnh hưởng bởi hình dạng dòng chảy.
• Nhược điểm:
  • Giá thành cao
  • Dòng chảy phải đầy đầy ống, dòng chảy không lắp đầy thì sóng truyền đi sẽ bị ngắt quãng dẫn đến sai số trong quá trình.
  • loại cảm biến này yêu cầu hiệu quả phản xạ của hạt vật chất trong chất lỏng, nên nó không làm việc được với chất lỏng một pha, tinh khiết.

Trên đây là các nguyên lý được áp dụng vào để đo lưu lượng dòng chảy. Với đa dạng mẫu mã trên thị trường, nhưng dòng lưu lượng kế phổ biến và được tin dùng nhiều nhất vẫn là loại lưu lượng kế dựa trên nguyên lý chênh lệch áp suất.

Lưu lượng kế BLUEWHITE là dòng lưu lượng kế dựa trên nguyên lý chênh lệch áp suất. Để đáp ứng được yêu cầu của mọi đối lượng khách hàng Bluewhite có nhiều model kích cỡ khác nhau với 2 thang đo GPM (gallon/phút) hoặc LPM (lít/phút) hoặc hiển thị cả 2 thang (GPM và LPM), phục vụ cho 2 hướng chuyển động của dòng lưu chất (nằm ngang và thẳng đứng) như sau:

Mỗi lưu lượng kế sẽ có một khoảng đo khác nhau. Vì vậy để chọn được một lưu lượng kế phù hợp người sử dụng nên xác định khoảng lưu lượng, đường kính ống và hướng của dòng chảy, sau đó tra theo catolog chọn lưu lượng kế có khoảng đo sao cho lưu lượngcủa người nằm giữa 2 giá trị nhỏ nhất và lớn nhất mà lưu lượng kế có thể cho được. Ngoài ra người sử dụng cũng nên chọn cho mình trước thang đo là GPM (gallon/phút) hay LPM (lít/phút) để chọn bảng catalog phù hợp.

Ví Dụ: ta có dòng chảy khoảng 300-400L/ph (đơn vị hiển thị là LPM) với đường kính ống 75mm, hướng dòng chảy nằm ngang, ta chọn bảng catalog có các thông số như dưới đây

Ta tra catolog thì loại lưu lượng kế phù hợp là F-30075M

Lưu ý: loại áp dụng cho hướng lưu chất nằm ngang hoặc thẳng đứng không thể thay thế cho nhau, việc lắp đặt sai hướng có thể làm hư hỏng lưu lượng kế hoặc không cho kết quả đo chính xác. Một lưu ý nhỏ nữa các model có đuôi R phía sau sẽ có khoảng đo nhỏ hơn với series cùng loại.

Mọi thắc mắc về “Tìm hiểu chung về lưu lượng kế”, xin vui lòng liên hệ:

CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ THƯƠNG MẠI DỊCH VỤ TIN CẬY

Địa chỉ: Số 4, Đường số 3, KDC Vạn Phúc, P Hiệp Bình Phước, TP. Thủ Đức, TP. Hồ Chí Minh

Điện thoại: (028) 2253 3535 – 0933 015 035 – 0902 701 278 – 0902 671 281 – 0903 908 671

Email: [email protected]; [email protected], [email protected]

Website: mobitool.net | mobitool.net | mobitool.net