Tổng quan
- Hiểu nguyên lý của các loại lưu lượng kế rất quan trọng cho việc giám sát lưu chất. Bài viết giới thiệu các loại lưu lượng kế như siêu âm, diện tích biến đổi, Coriolis, cánh quạt, thể tích, xoáy, tuabin, chênh áp, dòng chảy lớp, điện từ và khối lượng nhiệt. Các lưu lượng kế này ứng dụng các hiện tượng vật lý và công nghệ khác nhau, phù hợp cho nhiều ứng dụng đo lường lưu chất.
Lưu lượng kế là thiết bị đa năng và được sử dụng rộng rãi trong hệ thống xử lý lưu chất, từ sản xuất hóa chất nông nghiệp đến các nhà máy xử lý nước. Chúng giám sát hiệu suất hoạt động và cung cấp dữ liệu để phát hiện các vấn đề tiềm ẩn trong đường ống. Bài viết này tập trung vào việc hiểu nguyên lý hoạt động của các loại lưu lượng kế khác nhau.
Để biết thêm về ưu, nhược điểm và các gợi ý chọn lựa, hãy tham khảo "
Hướng dẫn Chọn Lưu lượng kế - Ưu và Nhược điểm của 11 Loại Lưu lượng kế"
Lưu lượng kế siêu âm Ultrasonic Flow Meters
Lưu lượng kế siêu âm tính toán lưu lượng bằng phương pháp thời gian truyền. Sóng siêu âm di chuyển nhanh hơn và thời gian truyền giảm khi cùng chiều dòng chảy, ngược lại, chúng di chuyển chậm hơn và thời gian truyền tăng khi ngược chiều. Bằng cách đo sự chênh lệch thời gian này, vận tốc dòng chảy của lưu chất được xác định (như minh họa trong sơ đồ).
Một số lưu lượng kế siêu âm sử dụng phương pháp Doppler, dựa trên hiệu ứng Doppler. Khi sóng siêu âm gặp các hạt hoặc bọt khí di chuyển trong lưu chất, tần số phản xạ thay đổi. Bằng cách đo sự thay đổi tần số này, vận tốc dòng chảy có thể được tính toán.
▪ Tìm hiểu thêm:
Lưu lượng kế siêu âm được cấp bằng sáng chế của LORRIC sản xuất tại Đài Loan với kích hoạt chỉ bằng một cú nhấp chuột.
Lưu lượng kế Rotameter
Một phao được treo trong một ống hình côn (rộng hơn ở trên, hẹp hơn ở dưới). Khi lưu chất chảy qua ống, nó tạo ra sự chênh lệch áp suất, tạo ra lực nâng cân bằng với trọng lượng của phao trong vùng cân bằng ổn định. Khi lưu lượng tăng, cần có diện tích mặt cắt ngang lớn hơn để giữ phao ở trạng thái cân bằng, nghĩa là phao sẽ nâng lên vị trí cao hơn khi lưu lượng tăng. Do đó, lưu lượng kế diện tích biến đổi (rotameter) đo lưu lượng bằng cách quan sát sự thay đổi diện tích mặt cắt ngang tại điểm mà phao ổn định.
▪ Tìm hiểu thêm: Lưu lượng kế Rotameter có kim chỉ của LORRIC sản xuất tại Đài Loan
[2]
Lưu lượng kế Coriolis
Lưu lượng kế Coriolis đo lưu lượng khối lượng bằng cách tận dụng hiện tượng lực Coriolis (khi một hạt di chuyển theo đường thẳng trong hệ thống quay và không song song với trục quay, nó sẽ bị lệch hướng do quán tính của hệ thống). Khi lưu chất chảy qua một ống hình chữ U, lực Coriolis làm cho ống bị xoắn nhẹ và rung. Sự khác biệt về hướng dòng chảy giữa đầu vào và đầu ra dẫn đến sự xoắn của ống chữ U. Các cảm biến đặt gần đầu vào và đầu ra sẽ phát hiện và tính toán những rung động này. Bằng cách phân tích biên độ và tần số của rung động, có thể xác định lưu lượng khối lượng và mật độ của lưu chất, làm cho nó trở thành lưu lượng kế đo lưu lượng khối lượng.
▪ LORRIC cung cấp đa dạng các loại lưu lượng kế,
hãy để lại lời nhắn cho chúng tôi để được tư vấn!
Lưu lượng kế cánh quạt
Tương tự như cấu trúc của cối nước, lưu chất chảy qua làm cánh quạt quay. Các thành phần kim loại từ tính được gắn trong cánh quạt tạo ra tín hiệu xung, được cảm biến phát hiện. Bằng cách đếm các xung này, vận tốc dòng chảy có thể được chuyển đổi thành lưu lượng. Phương pháp tính toán của lưu lượng kế cánh quạt: Lưu lượng trên mỗi xung × Số xung ÷ Thời gian = Lưu lượng tức thời.
▪ Tìm hiểu thêm: Lưu lượng kế cánh quạt được cấp bằng sáng chế của LORRIC sản xuất tại Đài Loan với 30 lần đầu ra
[4]
Lưu lượng kế thể tích
Một lưu lượng kế thể tích có một buồng thể tích nhỏ cố định (thường gọi là buồng đo) đo lưu lượng bằng cách tính toán lặp lại thể tích lưu chất đi qua buồng này. Trong buồng đo, các bánh răng (các bộ phận quay) được lắp đặt. Khi lưu chất đi qua lưu lượng kế, sự chênh lệch áp suất được tạo ra tại đầu vào và đầu ra, làm quay các bánh răng và đẩy lưu chất liên tục về phía đầu ra.
Do thể tích của buồng đo là cố định, việc đo số lần quay của bánh răng cho phép xác định chính xác thể tích lưu chất đi qua lưu lượng kế. Thông thường, các bánh răng được thiết kế để có khả năng chịu hóa chất cao. Lưu lượng kế thể tích có khả năng chênh áp cao, phù hợp cho các chất lỏng có độ nhớt cao và độ chính xác cao.
▪ LORRIC cung cấp đa dạng các loại lưu lượng kế,
hãy để lại lời nhắn cho chúng tôi để được tư vấn!!
Lưu lượng kế xoáy
Lưu lượng kế xoáy hoạt động dựa trên nguyên lý dãy xoáy Kármán, được đặt theo tên của kỹ sư và nhà vật lý người Mỹ gốc Hungary Theodore von Kármán, người đầu tiên mô tả lý thuyết này vào năm 1912. Một vật cản được đặt trong ống, và khi lưu chất chảy qua vật cản này, các xoáy được hình thành ở hạ lưu. Tần số hình thành xoáy tỷ lệ thuận với vận tốc dòng chảy. Thông thường, các phương pháp siêu âm được sử dụng để đo tần số xoáy, sau đó được dùng để tính toán lưu lượng.
▪ LORRIC cung cấp đa dạng các loại lưu lượng kế,
hãy để lại lời nhắn cho chúng tôi để được tư vấn!
Lưu lượng kế tuabin
Một tuabin được đặt ở trung tâm của ống lưu lượng kế. Khi lưu chất chảy qua, nó tác động lực lên các cánh tuabin, làm cho chúng quay. Khi tốc độ quay ổn định được đạt, nó tỷ lệ thuận với vận tốc dòng chảy. Phát hiện từ tính tạo ra các tín hiệu xung, được cảm biến chuyển đổi để tính toán lưu lượng. Số vòng quay mỗi phút (RPM) tỷ lệ thuận với lưu lượng, và số vòng quay tỷ lệ thuận với tổng thể tích lưu chất đã đi qua.
▪ LORRIC cung cấp đa dạng các loại lưu lượng kế,
hãy để lại lời nhắn cho chúng tôi để được tư vấn!
Lưu lượng kế chênh lệch áp suất
Lưu lượng kế chênh lệch áp suất (còn gọi là lưu lượng kế tiết lưu) đo lưu lượng bằng cách sử dụng sự chênh lệch áp suất được tạo ra khi lưu chất đi qua một thiết bị tiết lưu. Bằng cách sử dụng lỗ orifice được gia công chính xác, áp suất được đo tại cả đầu vào và đầu ra. Sự chênh lệch áp suất giữa đầu vào và đầu ra qua lỗ orifice được dùng để xác định lưu lượng. Vận tốc dòng chảy cũng liên quan đến kích thước của lỗ orifice.
▪ LORRIC cung cấp đa dạng các loại lưu lượng kế,
hãy để lại lời nhắn cho chúng tôi để được tư vấn!
Lưu lượng kế dòng chảy tầng
Lưu lượng kế chênh lệch áp suất, bao gồm cảm biến và đồng hồ đo áp suất chênh lệch, đo lưu lượng bằng cách phát hiện sự chênh lệch áp suất ở hai đầu của cảm biến. Nguyên lý hoạt động là, do ảnh hưởng của lực dính, dòng chảy của lưu chất gây ra tổn thất năng lượng về áp suất. Trong quá trình dòng chảy ổn định, có một mối quan hệ cố định giữa tổn thất áp suất, độ nhớt của lưu chất và lưu lượng. Chênh lệch áp suất (△P) có mối quan hệ tuyến tính với lưu lượng thể tích (Qv). Loại lưu lượng kế này chủ yếu được sử dụng để đo lưu lượng nhỏ, nhưng khi áp dụng cho các chất lỏng có độ nhớt cao, điều quan trọng là duy trì trạng thái dòng chảy tầng ổn định.
▪ LORRIC cung cấp đa dạng các loại lưu lượng kế,
hãy để lại lời nhắn cho chúng tôi để được tư vấn!
Lưu lượng kế điện từ
Lưu lượng kế điện từ hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Nó đo lưu lượng của chất lỏng dẫn điện bằng cách phát hiện lực điện động được tạo ra khi chất lỏng đi qua một từ trường được áp dụng. Một cuộn dây được lắp đặt trên đường ống tạo ra từ trường, và chất lỏng phải chứa các ion mang điện. Khi chất lỏng đi qua từ trường, nó tạo ra một điện áp giữa hai bên của ống. Lực điện động này tỷ lệ thuận với vận tốc dòng chảy trung bình và được sử dụng để tính toán lưu lượng.
▪ LORRIC cung cấp đa dạng các loại lưu lượng kế,
hãy để lại lời nhắn cho chúng tôi để được tư vấn!
Lưu lượng kế khối lượng nhiệt
Lưu lượng kế khối lượng nhiệt bao gồm hai ống (hoặc các vật có thể làm nóng) đặt trong lưu chất. Một trong các ống này được làm nóng, và khi lưu chất tiếp xúc với ống được làm nóng, nó mang theo nhiệt, làm tăng nhiệt độ của lưu chất. Bằng cách đo sự thay đổi nhiệt độ giữa hai ống, có thể xác định được lưu lượng. Nguyên lý này thường cần thời gian lâu hơn để đạt đến trạng thái ổn định.
▪ LORRIC cung cấp đa dạng các loại lưu lượng kế,
hãy để lại lời nhắn cho chúng tôi để được tư vấn!