Đồng hồ đo lưu lượng là gì? Cách chọn mua đồng hồ đo lưu lượng

Đồng hồ đo lưu lượng có thể được sử dụng để đo vận tốc, tốc độ dòng chảy hoặc nhiệt lượng của môi trường lỏng hoặc khí.

Một đồng hồ đo lưu lượng được sử dụng để xác định vận tốc và trong những điều kiện nhất định, cũng là số lượng của môi trường chảy. Trong số những thứ khác, đồng hồ đo lưu lượng có thể được phân biệt theo loại phương tiện được đo và nguyên tắc đo.

Thường thì đồng hồ đo lưu lượng được thiết kế cho một trạng thái nhất định của vật liệu chảy, tức là nó đo chất khí hoặc chất lỏng. Với các thiết bị được trang bị đặc biệt, người ta cũng có thể đo các vật liệu rời có thể chảy trong quá trình vận chuyển trong quá trình sản xuất hoặc lưu trữ.

Ngay cả những người không mấy liên quan đến đồng hồ đo lưu lượng, chắc chắn đã quan sát đồng hồ đo lưu lượng ở bộ phân phối nhiên liệu trong khi đổ xăng và có thể đọc đồng hồ đo nước hoặc đồng hồ đo khí trước khi thanh toán hóa đơn cho lượng nước và khí được sử dụng. Các đồng hồ đo lưu lượng này được sử dụng để ghi lại số lượng và phải được hiệu chuẩn vì giá cả phụ thuộc vào khối lượng.

Những thiết bị này và những thiết bị được sử dụng để giám sát liên tục và kiểm soát các quá trình được gọi là đồng hồ đo lưu lượng tĩnh, vì chúng được sử dụng cố định tại cùng một nơi. Các thiết bị di động thích hợp để kiểm tra, đo lường không thường xuyên ở các địa điểm khác nhau và để xử lý sự cố trong các nhà máy và hệ thống hiện có.

Tiêu chí lựa chọn cho một lưu lượng kế

Đồng hồ đo lưu lượng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Để thu hẹp sự lựa chọn cho các yêu cầu của riêng bạn, trước tiên bạn nên làm rõ các điều kiện đo.
– Lưu lượng kế nên được lắp đặt cố định tại một điểm hay nên áp dụng cho các phép đo ở các điểm khác nhau?
– Vật liệu là thể khí, lỏng hay rời?
– Vật liệu có chảy qua tiết diện ống được lấp đầy hoàn toàn không?
– Nếu vậy, lưu lượng kế có thể nhô ra khỏi mặt cắt ống không?
– Các vận tốc dòng chảy cần được đo?
– Độ chính xác được mong đợi từ lưu lượng kế là gì?
– Có nên thực hiện phép đo trong quá trình đang chạy và quá trình đó có bị ảnh hưởng không?
– Nên lưu trữ hay truyền các giá trị đo được?
– Có nên hiệu chỉnh và điều chỉnh lưu lượng kế không?
Dưới đây, một số đồng hồ đo lưu lượng được mô tả ngắn gọn theo nguyên tắc hoạt động của chúng.

Nguyên tắc đo của lưu lượng kế

Các nguyên tắc đo khác nhau có thể được sử dụng để đo vận tốc dòng chảy và lưu lượng thể tích. Đồng hồ đo lưu lượng với ống Pitot, cánh quạt và dây nóng là một trong những thiết bị mà cảm biến được đặt trực tiếp trong dòng chảy và ảnh hưởng đến nó ở mức độ lớn hơn hoặc nhỏ hơn.

Đồng hồ đo lưu lượng với ống Pitot rất thích hợp cho dòng chảy mạnh và cho các loại khí có hàm lượng hạt cao.

Thể tích chất lỏng và vận tốc dòng chảy trung bình của khí trong khoảng từ 5 m / s đến 20 m / s có thể được đo tốt bằng các cánh quạt. Máy đo gió dây nóng với cảm biến nhiệt của chúng đặc biệt thích hợp làm đồng hồ đo lưu lượng cho vận tốc thấp của môi trường khí.

Cả lưu lượng kế siêu âm và lưu lượng kế cảm ứng từ đều có chức năng như thiết bị đo mà không cản trở dòng chảy.

Áp kế ống pitot

Máy đo lưu lượng xác định vận tốc dòng chảy nhờ chênh lệch áp suất là máy đo gió dạng ống Pitot. Việc đo áp suất hoạt động thông qua một đường ống với các lỗ được bố trí đặc biệt, giúp phát hiện và ghi lại áp suất của môi chất chảy.

Nếu áp suất tĩnh của môi chất không chuyển động, cũng được đo, được trừ đi áp suất động này, thì sẽ thu được áp suất chênh lệch. Từ đó có thể xác định được vận tốc dòng chảy. Thể tích chảy qua ống có thể được xác định từ vận tốc dòng chảy và mặt cắt ngang của ống.

Máy đo tốc độ gió

Lưu lượng kế xác định vận tốc của môi chất từ ​​tốc độ di chuyển của một cánh quạt có hình dạng đặc biệt trong dòng chảy là thiết bị đo gió cánh quạt. Các thiết bị này thường được sử dụng để đo gió ngoài trời. Chúng được lắp đặt cố định trên các tòa nhà hoặc trên các tuabin gió và có thể được xoay theo dòng chảy bằng cách ghép chúng với đồng hồ đo hướng gió hoặc chỉ báo hướng gió.

Các thiết bị di động được sử dụng trên đồng ruộng, trên công trường, sân bay hoặc trong các tòa nhà để kiểm tra các ống thông gió. Một số thiết bị này cũng có thể xác định lưu lượng thể tích trong trường hợp mặt cắt ngang dòng cố định.

Cánh quạt giống như cánh quạt được giữ trực tiếp trong dòng chảy, do đó đối với nhiều thiết bị, việc chú ý đến hướng của dòng chảy là điều cần thiết. Một dạng đặc biệt không phụ thuộc vào hướng dòng chảy ngang là máy đo gió hình chữ thập.

Trong trường hợp này, ba hoặc bốn nửa vỏ được bố trí xung quanh trục quay vuông góc với dòng chảy và được chuyển động bởi dòng chảy. Cánh quạt cũng được sử dụng để đo thể tích liên tục của chất lỏng. Nhiều đồng hồ đo nước và đồng hồ nhiệt hoạt động với các cánh quạt theo hướng dòng chảy.

Máy đo gió dây nhiệt

Máy đo gió dây nhiệt là lưu lượng kế làm việc với các vật liệu dẫn điện được nung nóng. Cảm biến nguội nhanh hơn ở tốc độ dòng chảy cao hơn. Việc đánh giá có thể được thực hiện bằng hai phương pháp khác nhau.

Phương pháp đầu tiên, Phương pháp đo dòng điện không đổi (CCA), giữ cho dòng điện làm nóng không đổi. Do sự thay đổi nhiệt độ, điện trở của phần tử cảm biến được làm nóng thay đổi và có thể đo điện áp thay đổi. Phương pháp thứ hai, Phương pháp đo nhiệt độ không đổi, hoạt động với nhiệt độ không đổi. Trong phương pháp này, vận tốc dòng chảy được xác định bằng cách dòng điện đốt nóng phải được sử dụng để duy trì nhiệt độ.

Lưu lượng kế siêu âm

Lưu lượng kế siêu âm có thể được sử dụng để đo vận tốc dòng chảy và thể tích của chất lỏng chảy qua đường ống mà không cần tiếp xúc trực tiếp. Với mục đích này, lưu lượng kế siêu âm có hai cảm biến, được đặt trên đường ống như máy phát và máy thu và được cố định ở đó. Phép đo có thể thực hiện được trên cả ống kim loại và ống nhựa.

Các cảm biến cũng có thể được sử dụng cho nhiều mặt cắt đường ống khác nhau. Vì lý do này và vì không cần thay đổi đối với các đường ống hiện có, đồng hồ đo lưu lượng siêu âm rất phù hợp cho các phép đo di động.

Khi giải thích các giá trị, phải lưu ý rằng kết quả đo có thể bị sai lệch do tính không đồng nhất của chất lỏng, ví dụ do độ nhớt cao, bọt khí cuốn theo hoặc chất rắn.

Lưu lượng kế cảm ứng từ tính

Đo dòng cảm ứng từ tính (EMF) hoạt động mà không cần bộ phận chuyển động và không tiếp xúc trực tiếp với môi chất chảy. Tuy nhiên, yêu cầu môi trường cần đo phải dẫn điện và được dẫn qua một phần đo đặc biệt.

Với mục đích này, một tiết diện ống được chuẩn bị đặc biệt được tích hợp vào lưu lượng kế. Điều này đảm bảo rằng từ trường tạo thành không bị tiêu tán qua vật liệu ống và điện áp có thể được ngắt qua hai điện cực tiếp xúc điện với môi trường chảy. Giá trị giới hạn dưới của độ dẫn phụ thuộc vào thiết bị và ví dụ, có thể là 50 micromet trên cm.

Trước khi bạn đưa ra quyết định về một lưu lượng kế cảm ứng từ tính như vậy, hãy kiểm tra xem phương tiện của bạn có đủ dẫn điện hay không. Cảm biến cảm ứng từ tính phản ứng rất nhanh và chỉ cần một khoảng cách đo ngắn. Lưu lượng kế cảm ứng từ không phụ thuộc vào nhiệt độ, mật độ, độ nhớt và mang lại kết quả chính xác ngay cả khi có bọt khí và chất rắn mang theo.

Hiệu chuẩn cho lưu lượng kế

Để đảm bảo rằng lưu lượng kế xuất ra các giá trị chính xác, nó nên được hiệu chuẩn thường xuyên. Khi lựa chọn thiết bị, cần xem xét cách thức và vị trí lưu lượng kế có thể được hiệu chuẩn. Đối với các thiết bị liên tục theo dõi và kiểm soát các quá trình, sẽ có lợi nếu thiết bị không phải gửi đi hiệu chuẩn bên ngoài.

Nó cũng thuận lợi cho nhiều quy trình sản xuất là có thể thử nghiệm trực tiếp với môi trường tương ứng và trong các điều kiện địa phương. Trong trường hợp đồng hồ đo nước đã hiệu chuẩn sẵn sàng sử dụng vĩnh viễn, đồng hồ đó được thay thế bằng đồng hồ đã được kiểm tra sau khi hết thời hạn hiệu chuẩn. Bằng quy trình này, điểm đo chỉ bị chặn trong thời gian thay thế và có thể được sử dụng lại ngay sau đó.

Đồng hồ nước được tháo ra sau đó được kiểm tra bên ngoài và điều chỉnh hoặc loại bỏ trong trường hợp sai lệch. Đối với máy đo lưu lượng di động phải được hiệu chuẩn bên ngoài, khoảng thời gian cần được lên kế hoạch trước. Khoảng thời gian giữa các lần kiểm tra phải được xác định tùy thuộc vào hậu quả của các giá trị đo không chính xác.

Thêm thông tin

Thiết bị này có tên do khả năng hoạt động trong dải tần số siêu âm và ghi lại những gì đang diễn ra khi sóng siêu âm và dao động âm thanh đi qua dòng chất lỏng / khí. Vật liệu di chuyển / chảy trong ống càng nhanh thì tần số của sóng càng thay đổi. Trên thực tế, bằng cách đo các hiệu ứng âm thanh, thiết bị xác định khối lượng và mức tiêu thụ / lưu lượng của một vật liệu nhất định (nước, dầu, khí, các sản phẩm chảy khác nhau).

Môi chất đang chảy trong ống với tốc độ khác nhau, và phép đo được thực hiện cả dọc theo và ngược dòng (thượng lưu và hạ lưu) nhằm xác định cuối cùng là tốc độ dòng chảy và lưu lượng thể tích.

Không có sự khác biệt lớn trong các phép đo nếu không có dòng chảy, nhưng với sự gia tăng của dòng chảy, sóng di chuyển ngược lại toàn bộ dòng chảy sẽ khó hơn nhiều so với dòng chảy xuôi theo dòng chảy, và đó là lý do tại sao dòng chảy trong ống càng nhanh thì sự chênh lệch giữa các phép đo lên và xuống sẽ càng lớn (cần thời gian khác nhau để vượt qua một quãng đường nhất định với vận tốc nhất định).

Giới thiệu bộ chuyển đổi âm thanh phản ứng với mật độ của môi trường, cung cấp rằng có thể đo được cả lưu lượng khối lượng. Phụ thuộc rất nhiều vào chất lỏng, lưu lượng cần được đo.

Nếu có một số hạt rắn trong chất lỏng, lan truyền không đều, hoặc vật liệu không đủ sạch, thì tần số phải được hạ xuống, để tránh sự tán xạ và hấp thụ dao động của chúng. sự khác biệt giữa các phép đo lên và xuống sẽ càng lớn (thời gian cần thiết khác nhau để vượt qua một khoảng cách nhất định với vận tốc nhất định).

Nếu vật liệu sạch, các tần số cao sẽ được áp dụng và đảm bảo có một phép đo rất đáng tin cậy và chính xác như mong đợi.

Lưu ý khi sử dụng

Máy đo lưu lượng siêu âm rất dễ vận hành và xử lý, nó là một thiết bị ổn định, không có bộ phận chuyển động và khá mạnh mẽ với tuổi thọ lâu dài, tuy nhiên trước khi ứng dụng, cần phải kiểm tra chất lỏng. chảy sao cho tránh được những bất trắc và hỏng hóc trong quá trình đo. Khi áp dụng lưu lượng kế, cần lưu ý rằng nếu một số vật liệu / chất lỏng có khả năng chống lại sóng siêu âm và phản xạ chúng hơn là để chúng đi qua, phép đo sẽ rất không chính xác và có thể xảy ra sai sót.

Các hạt có thể có trong vật liệu có tốc độ riêng của chúng, khác với toàn bộ dòng chảy mà chúng ở trong đó, và về mặt lý thuyết, điều này cũng có thể dẫn đến biến động lớn và sai số trong phép đo tốc độ dòng chảy. Bất chấp những khó khăn có thể xảy ra,

Phạm vi khả năng ứng dụng của đồng hồ đo lưu lượng siêu âm là cao: hầu hết các loại công nghiệp mà vật liệu chảy trong đường ống, hầu hết lan truyền trong nước / nước thải, các ngành sản xuất thực phẩm và đồ uống, dược phẩm, hóa chất và các ngành khác.

Máy đo lưu lượng siêu âm có những ưu điểm rõ ràng là rất có giá trị và làm cho nó trở thành một công cụ không thể thay thế khi đi bảo trì và kiểm tra dịch vụ, cũng như để đo lường tốt nhất nên được thực hiện mà không xâm nhập vào đường ống. Tùy thuộc vào vật liệu và loại hình doanh nghiệp mà phép đo được thực hiện, sự xâm nhập vào đường ống có thể khá không mong muốn (nhà máy điện hoặc hóa chất), đó là lý do tại sao việc áp dụng đồng hồ không tiếp xúc để đo lưu lượng đôi khi chất độc hại rất thuận tiện.

Một số điều chú ý:

Đồng hồ đo lưu lượng với đầu dò kẹp có thể được gắn trên đường ống và thực hiện phép đo từ bên ngoài, từ bên ngoài, nhưng có một số điều cần chú ý: nó phải được gắn và áp dụng trên đường ống một cách chính xác để tránh làm suy yếu hoặc mất tín hiệu siêu âm để sau này có thể tiếp cận hoàn toàn với chất lỏng.

Ứng dụng của đầu dò kẹp giúp bạn có thể áp dụng thiết bị bất cứ lúc nào, không phụ thuộc vào các loại chất lỏng và đặc tính của nó, vì thiết bị vẫn khô và không bị hư hỏng. Việc đo được thực hiện liên tục và kết quả có thể nhận được trong thời gian thực.

Máy đo lưu lượng siêu âm di động / cầm tay tạo điều kiện thuận lợi cho các phép đo đến mức người vận hành không yêu cầu bất kỳ dụng cụ bổ sung nào để thực hiện kiểm tra ngay lập tức ở bất cứ đâu cần thiết (từ nước đến dầu và hóa chất). Đó là lý tưởng cho các tình huống khi đo nhanh nên được thực hiện để phát hiện sự cố hoặc chỉ kiểm tra tình trạng chung của quá trình đang diễn ra.

Do bộ pin có thể sạc lại, thiết bị di động đảm bảo một vài giờ làm việc theo quy định và bộ ghi dữ liệu bên trong lưu trữ các phép đo để phân tích và xử lý thêm. Đồng hồ đo lưu lượng di động luôn có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho các đồng hồ đo lưu lượng được lắp đặt cố định, vì mặc dù nhỏ gọn nhưng chúng cho kết quả đo tốt.

Một trong những lĩnh vực ứng dụng mới là ứng dụng đồng hồ đo lưu lượng để điều khiển HVAC. Vì ngày nay có những yêu cầu và quy định nghiêm ngặt đối với hệ thống sưởi, điều hòa không khí và thông gió, đặc biệt là trong không gian kín, phòng, văn phòng và những nơi tương tự, nên việc đo chính xác lưu lượng không khí là khá cao.

Đối với loại phép đo này, nhiệt độ trở thành một thông số quan trọng và phép đo được thực hiện có tính đến nguyên tắc dòng nhiệt. Giải pháp tốt nhất, khi đi về các phép đo trong lò sưởi, hệ thống sưởi ấm, hệ thống chữa cháy là đồng hồ đo nhiệt dạng kẹp.

Không có sự xâm nhập thêm vào đường ống với chất nóng / lạnh bên trong, đồng hồ được cố định trên đường ống (kích thước của đường ống không quan trọng) và cho phép thực hiện giám sát ở những bộ phận khó tiếp cận và nguy hiểm nhất.

Ứng dụng:

Ứng dụng của đồng hồ đo lưu lượng không chỉ giúp tìm ra các vấn đề và thực hiện xử lý sự cố trong đường ống, nó cung cấp khả năng giám sát và kiểm soát chất lượng (ví dụ, trong sản xuất đồ uống, hoặc phân tích thiết bị sưởi và lắp đặt).

Nếu thiết bị có tùy chọn kép hoặc đa kênh, nó có thể thực hiện các phép đo đồng thời không chỉ ở một vài điểm của một đường ống mà còn ở một số đường ống, do đó cung cấp độ chính xác và khả năng so sánh các giá trị tốt hơn. Có thể sử dụng đầu dò kẹp và đầu dò để làm cho quá trình đo thuận tiện hơn và chúng phù hợp với cả nhiệt độ hoạt động thấp và cao, đảm bảo ứng dụng để giám sát hệ thống làm mát cũng như hệ thống sưởi ấm.