Đồng hồ đo lưu lượng

Muốn đo được các dòng lưu lượng di chuyển trong hệ thống ống dẫn, cần một thiết bị phù hợp. Chúng được gọi bằng tên gọi chung là đồng hồ đo lưu lượng, cho người dùng biết các thông tin cần thiết.

Đồng hồ đo lưu lượng là gì?

Đồng hồ đo lưu lượng là thiết bị công nghiệp có tên tiếng anh là flowmeter. Nó là tên gọi chung của các thiết bị có chức năng đo lường lưu lượng, không giới hạn là chất lỏng chúng có thể dùng để đo chất khí, khí gas, khí hóa lỏng LPG, dung môi sền sệt.

Mỗi môi trường có tính chất vật lý khác nhau, đòi hỏi các phương pháp đo được áp dụng trên thiết bị phải khác nhau.

Các phương pháp đo của đồng hồ đo lưu lượng

Đo lưu lượng theo thể tích (Volumetric – flow rate)

• Phương pháp đo lưu lượng điện từ.
• Phương pháp đo lưu lượng kiểu turbine.
• Đo lưu lượng kiểu Vortex.
• Đo lưu lượng theo nguyên lý chiếm chỗ.
• Đo lưu lượng bằng phương pháp siêu âm.

Đo lưu lượng theo khối lượng (Mass – flow rate)

• Đo lưu lượng theo phương pháp Coriolis
• Đo lưu lượng theo phương pháp gia nhiệt

Tìm hiểu về các đồng hồ đo lưu lượng phổ biến trên thị trường

Phương pháp đo lưu lượng điện từ (Electromagnetric flow)

Phương pháp đo lưu lượng của các lưu chất có độ dẫn điện cao lớn hơn 20μS (Micro Simen – đơn vị độ dẫn điện).

Dựa trên định luật cảm ứng Faraday.

Khi chất lỏng dẫn điện chuyển động bên trong từ trường tạo ra một suất điện động (điện áp) trong đó đường kính trong ống, cường độ từ trường và vận tốc dòng chảy trung bình đều tỷ lệ thuận với nhau. Nói cách khác, vận tốc dòng chảy của chất lỏng chuyển động trong từ trường được biến đổi thành điện năng. (E tỷ lệ với V x B x D).

Ưu điểm:

• Phương pháp này áp có ưu điểm là không bị ảnh hưởng của nhiệt độ áp suất, tỉ trọng, độ nhớt của chất lỏng.
• Không có thiết bị chuyển động gây cản trở, làm mất áp suất trong đường ống.

Nhược điểm

• Không dùng để đo chất lỏng không dẫn điện và chất khí.
• Cần có yêu cầu lắp đặt cầu kỳ.

Phương pháp đo lưu lượng dạng turbine

Phương pháp này nhận kết quả đo được dựa trên chuyển động của cánh turbine khi có lưu chất đi qua thân thiết bị. Các chuyển động này sẽ được bộ phận cảm ứng tiếp nhận chuyển động, chuyển đổi thành tín hiệu qua đó đưa ra kết quả đo.

Ưu điểm

• Độ chính xác cao, đo được đa dạng các loại chất lỏng.
• Đo được 2 chiều, đa dạng các kích thước DN5, DN10, DN1000.
• Thích ứng được với các thay đổi về nhiệt độ và áp suất của lưu chất.

Nhược điểm

• Dễ bị hao mòn nếu đo chất lỏng có chứa tạp chất, không được bảo hành thường xuyên.
• Khi vận tốc dòng chảy quá lớn rất dễ gây hư hỏng.
• Ảnh hưởng bởi lưu chất có độ nhớt cao, nhiệt độ thấp
• Giá thành tương đối cao.

Đo lưu lượng kiểu Vortex

Phương pháp này thiết kế một hình nón trong thân thiết bị, khi có lưu chất đi qua đập vào hình nón (Bluff of body Vortex) tạo nên vòng xoáy gọi là vòng xoáy Vortex. Các vòng xoáy này di chuyển song song dọc theo thân thiết bị, tỉ lệ với vận tốc lưu chất. Các dòng xoáy khi di chuyển sẽ tạo ra áp lực. Các cảm biến sẽ thu các tín hiệu từ đó tính toán ra kết quả hiển thị trên màn hình.

Hằng số K – Factor được tính như sau:

Hằng số K phụ thuộc vào hình dạng của thiết bị, tốc độ và mật độ của lưu lượng, vì vậy với các đồng hồ đo lưu lượng sử dụng phương pháp Vortex thì chỉ đo được chất lỏng và chất khí.

Ưu điểm:

• Độ chính xác cao, tin cậy.
• Phạm vi kích thước rộng.
• Độ thích ứng rộng. (Hệ số Reynolds < 1000).

Nhược điểm:

• Không đo được dung môi sền sệt, hay độ nhớt cao.
• Người dùng không thể hiệu chỉnh lại (Calibration).

Tìm hiểu đồng hồ đo lưu lượng theo nguyên lý chiếm chỗ

Nguyên tắc hoạt động của thiết bị này khá đơn giản với ống chứa hình bầu, mỗi lần chỉ cho lưu chất đi qua một lượng nhất định, từ đó xác định được lưu lượng.

Có thể hình dung thiết bị như một cái xilanh, bơm và hút liên tục lưu chất. Mỗi lần xilanh đi hết một hành trình thì ta tính một lần. Sau nhân lên với dung tích xilanh chúng ta có được thể tích.

Phương pháp này có độ chính xác khá cao 0,2 – 0,5%, có thể áp dụng ở nhiều kích thước khác nhau. Tuy nhiên nó có nhược điểm là phụ thuộc nhiều vào các hao mòn cơ khí. Và rất khó thay thế sửa chữa khi thiết bị hỏng hóc.

Phương pháp đo lưu lượng siêu âm

Thiết bị sử dụng phương pháp đo siêu âm sẽ bao gồm thiết bị thu và phát sóng siêu âm.

Lúc này khai thác khả năng truyền âm của vật liệu trong chất lỏng, lúc này sóng siêu âm sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ, mật độ, áp suất của chất lỏng.

Sóng siêu âm dựa trên độ chênh lệch tần số siêu âm (Doppler Fre Quancy Shift) với tần số 0.5Hz đến 5Hz được đưa vào đường ống chứa chất lỏng, tốc độ sẽ phụ thuộc vào lưu lượng chất lỏng, ở đầu nhận tín hiệu sẽ chuyển đổi thành xung điện từ.

Ưu điểm:

• Sử dụng được với lưu chất là nước thải, hóa chất, hoặc đường kính ống lớn, tháo lắp thiết bị dễ dàng.

Nhược điểm:

• Phương pháp này thiếu chính xác khi trong chất lỏng có chứa các cặn bẩn lớn, hoặc đường ống bị rỉ sét.

Đo lưu lượng theo phương pháp Coriolis

Đối với thiết bị sử dụng phương pháp này độ chính xác cực cao, nên được sử dụng trong các trao đổi về kinh tế nhiều hơn là đơn thuần đo lường.

Hiệu suất Coriolis là hiệu ứng được xảy ra trong hệ quy chiếu Coriolis được đặt theo tên của nhà vật lý – toán học người Pháp Guttave de Cloriolis.

Hiệu ứng này xảy ra khi dòng chảy bị tác động một lực theo chiều ngang. Ví dụ một con thuyền đi trên dòng sông, nếu có gió thổi ngang thì hướng mũi thuyền sẽ bị lêch một góc nhất định. Góc lệch này sẽ phụ thuộc vào tốc độ lớn, bé của giá và phụ thuộc vào sức năng của bản thân chiếc thuyền cùng tốc độ ban đầu của nó.

Áp dụng nguyên lý này vào trong thiết bị đo dạng Coriolis

Thiết bị được thiết kế 2 thanh kim loại hình chữ U đặt song song nhau, khi có lưu chất đi qua sẽ làm 2 thanh bị vặn xoắn, dao động theo các phương vị khác nhau. Các dao động này tạo các góc lệch pha theo nguyên lý Coriolis, dựa vào đó các bộ phận cảm biến sẽ thu nhận tín hiệu về bộ xử lý trung tâm, tính toán ra kết quả.

Các hãng sản xuất đồng hồ đo lưu lượng nổi tiếng

Đồng hồ đo lưu lượng điện từ euromag

• Hãng: EUROMAG
• Xuất xứ: Ý (từ năm 1953)
• Đo lưu lượng tức thời và lưu lượng tổng
• Dạng đo: lưu lượng điện từ
• Kích thước: DN15 – DN2000
• Vật liệu lót: PTFE – EPM
• Cấp độ bảo vệ Sensor: IP68
• Nguồn cấp: 220VAC, 12 – 24V hoặc pin 3,6V
• Tín hiệu xuất: Analog 4 – 20mA; RS-485
• Màn hình hiển thị: LCD 14 ký tự

Đồng hồ đo lưu lượng endress hauser

• Hãng: Endress Hauser
• Xuất xứ: Mỹ (từ năm 1932)
• Đo lưu lượng tức thời và lưu lượng tổng
• Dạng đo: lưu lượng điện từ, turbine, vortex
• Kích thước: DN10 – DN1000

Đồng hồ đo lưu lượng flomag

• Thương hiệu: Flomag
• Xuất xứ: cộng hòa Séc (từ năm 1992)
• Series: FLOMAG 1000, 2000, 3000
• Ứng dụng: đo lượng nước sạch, nước thải công nghiệp

Đồng hồ đo lưu lượng krohne

• Thương hiệu: Krohne
• Xuất xứ: Đức (từ năm 1988)
• Series: OPTIFLUX 1000, 2000, 3000
• Ứng dụng: đo lưu lượng nước sạch, nước thải công nghiệp

Đồng hồ đo lưu lượng siemen

• Thương hiệu: Siemens
• Xuất xứ: Đức
• Model: Mag 5100W, Mag 5000, Mag 1100, Mag 6000l, Mag 1100l, Mag 1100W, Mag 3100W, Mag 6000.
• Loại đồng hồ: lưu lượng điện từ.
• Kích thước: DN25 – DN1200
• Áp suất làm việc: PN10 – PN40
• Vận tốc dòng đo: 0.1 – 12 m/s
• Cấp độ chính xác: 0,5%
• Màn hình hiển thị: LCD
• Nhiệt độ làm việc: IP68

Đồng hồ đo lưu lượng Hansung

• Thương hiệu: Hansung
• Xuất xứ: Hàn Quốc
• Model: HS1000, HS2000, LHS1000, KHS1000
• Loại đồng hồ: lưu lượng điện từ, Turbine, siêu âm
• Kích thước: DN20 – DN2000
• Áp suất làm việc: PN10 – PN40
• Vận tốc dòng đo: 0.1 – 12 m/s
• Cấp chính xác: 0,5%
• Tín hiệu: RS485 4 – 20mA; Pluse
• Màn hình hiển thị: LCD 16 dòng
• Nhiệt độ làm việc: IP65, IP68

Xem thêm thông tin sản phẩm: đồng hồ đo lưu lượng Hansung tại đây!

 Đồng hồ đo lưu lượng Woteck

• Thương hiệu: Woteck
• Xuất xứ: Taiwan (từ năm 1991)
• Model: WTM – XX, LUB, WTMGY
• Loại đồng hồ: lưu lượng điện từ, turbine, siêu âm
• Kích thước: DN10 – DN2000
• Áp suất làm việc: PN10 – PN40
• Vận tốc dòng đo: 0,1 – 12 m/s
• Cấp chính xác: 0,5%
• Tín hiệu: RS-485; 4 – 20mA; Pluse
• Màn hình hiển thị: LCD 16 dòng
• Nhiệt độ làm việc: IP65, IP68

Xem thêm thông tin các loại đồng hồ đo, tại đây.