lưu lượng kế Manufacturer

1. Là gì Đồng hồ đo lưu lượng và chúng hoạt động như thế nào

Đồng hồ đo lưu lượng là dụng cụ đo tốc độ chất lỏng di chuyển qua đường ống, kênh hoặc ống dẫn hoặc lượng chất lỏng đã đi qua trong một khoảng thời gian nhất định. Bên trong đồng hồ, một đặc tính vật lý của chất lỏng chuyển động, chẳng hạn như tốc độ, chênh lệch áp suất mà nó tạo ra hoặc động lượng của nó, được chuyển thành tín hiệu điện hoặc cơ có thể đọc được tại chỗ hoặc gửi trở lại phòng điều khiển. Bởi vì chất lỏng, chất khí và hơi nước đều hoạt động khác nhau khi thay đổi áp suất và nhiệt độ, đồng hồ đo lưu lượng được chế tạo dựa trên một số nguyên tắc vật lý khác nhau, bao gồm cảm ứng điện từ, sự tạo xoáy, thời gian vận chuyển siêu âm, lực coriolis và áp suất chênh lệch.

Trên một dây chuyền quy trình điển hình, đồng hồ đo lưu lượng thường được đặt gần các thiết bị hiện trường khác, chẳng hạn như bộ truyền áp suất và cảm biến nhiệt độ, do đó, số đọc của nó có thể được so sánh với những gì khác đang xảy ra trong quy trình. Đồng hồ đo lưu lượng nào phù hợp nhất phụ thuộc rất nhiều vào chất lỏng thực sự là gì, độ chính xác cần đọc và bản thân đường ống cho phép những gì về mặt không gian và bố cục. Khi chọn công cụ phù hợp cho công việc, nó sẽ giúp duy trì hoạt động sản xuất ổn định, hỗ trợ tính toán năng lượng và cung cấp cho người vận hành khả năng hiển thị mà các hệ thống tiện ích và sản xuất tự động dựa vào.

2. Đặc tính hiệu suất chính của đồng hồ đo lưu lượng

Mỗi đồng hồ đo lưu lượng đều có một bộ đặc tính kỹ thuật để xác định xem nó có phù hợp với một công việc nhất định hay không. Chúng thường được liệt kê trên bảng dữ liệu của thiết bị và sẽ hữu ích nếu xem xét chúng cùng nhau thay vì xem xét từng đặc điểm một, vì làm tốt một đặc điểm này thường có nghĩa là phải từ bỏ một chút nền tảng ở đặc điểm khác. Danh sách dưới đây nhóm các yếu tố được kiểm tra phổ biến nhất trong quá trình lựa chọn đồng hồ đo lưu lượng thành hai loại: cách thức hoạt động của thiết bị và mức độ phù hợp của thiết bị với hệ thống điều khiển và nhà máy xung quanh.

(1) Các yếu tố liên quan đến hiệu suất

• Độ chính xác của phép đo : thường được đưa ra dưới dạng phần trăm của số đọc hoặc của thang đo đầy đủ, độ chính xác xác định liệu một công cụ có phù hợp với thanh toán thương mại, chuyển giao quyền giám sát, kiểm soát quy trình hay giám sát chung đơn giản hay không.
• Tỷ lệ phạm vi (khả năng phạm vi) : khoảng giữa tốc độ dòng chảy cao nhất và thấp nhất mà đồng hồ có thể đo được trong khi vẫn duy trì độ chính xác đã nêu; tỷ lệ phạm vi rộng hơn cho phép một thiết bị đáp ứng được nhiều điều kiện hoạt động hơn mà không cần hoán đổi nó.
• Tổn thất áp suất: một số thiết kế đồng hồ đo lưu lượng đặt vật cản trên đường dẫn dòng chảy, tạo ra sự sụt giảm áp suất gây tốn năng lượng bơm, trong khi các thiết kế không xâm phạm phần lớn tránh được hiệu ứng này.
• Khả năng thích ứng với môi trường: mức độ thiết kế cảm biến nhất định xử lý chất lỏng, khí, hơi, chất lỏng dày hoặc nhớt, hóa chất ăn mòn hoặc chất lỏng mang các hạt rắn.

(2) Yếu tố độ tin cậy và tích hợp

• Tín hiệu đầu ra: các định dạng phổ biến bao gồm dòng điện tương tự 4-20mA, đầu ra xung và các giao thức kỹ thuật số như RS485 hoặc Modbus, quyết định mức độ dễ dàng kết nối đồng hồ với hệ thống điều khiển hiện có.
• Yêu cầu lắp đặt: đường ống thẳng cần thiết trước và sau đồng hồ, hướng lắp đặt và liệu đường ống có được lấp đầy hay không đều ảnh hưởng đến độ ổn định của kết quả đọc và nhu cầu phải phù hợp với vị trí thực tế.
• Độ tin cậy: thiết bị có khả năng chống nhiễu điện từ tốt như thế nào, chịu được sự dao động của nhiệt độ và áp suất xung quanh, giữ tín hiệu ổn định theo thời gian và mức độ bảo trì cần thiết trong suốt thời gian sử dụng.

Tóm lại: độ chính xác và phạm vi đo mô tả mức độ chính xác và phạm vi đo của đồng hồ, tổn thất áp suất và khả năng thích ứng của môi trường mô tả mức độ phù hợp của nó với quy trình vật lý và tín hiệu đầu ra, nhu cầu lắp đặt và độ tin cậy mô tả mức độ phù hợp của nó với hệ thống điều khiển xung quanh. Cân cả bảy loại cùng nhau, thay vì chỉ tập trung vào một loại, nhìn chung sẽ dẫn đến một đồng hồ đo lưu lượng phù hợp.

(3) Biểu đồ: Độ lệch chính xác điển hình theo loại đồng hồ đo lưu lượng

Biểu đồ bên dưới liệt kê một số loại đồng hồ đo lưu lượng phổ biến theo mức độ đọc của chúng thường sai lệch so với giá trị thực. Độ lệch chính xác được đưa ra dưới dạng phần trăm và số nhỏ hơn có nghĩa là số đọc chặt chẽ hơn, chính xác hơn. Những số liệu này phản ánh phạm vi ngành thường được tham chiếu thay vì đảm bảo cố định, vì hiệu suất thực tế vẫn phụ thuộc vào chất lượng lắp đặt, điều kiện chất lỏng và hiệu chuẩn của thiết bị. Việc so sánh nhằm mang lại cảm nhận chung về vị trí của từng nguyên tắc đo lường thường nằm trên thang đo chính xác. Đọc nó cùng với các yếu tố lựa chọn khác trên trang này sẽ giúp thu hẹp trường trước khi quyết định thông số kỹ thuật cuối cùng.

Như biểu đồ cho thấy, máy đo lưu lượng khối lượng Coriolis thường nằm ở phần cuối chặt chẽ nhất của thang đo chính xác, với các số liệu sai lệch thường được trích dẫn xung quanh ±0,15% , đó là một lý do khiến công nghệ này được chọn để chuyển giao quyền giám hộ và đo lường chất lỏng có giá trị cao. Tiếp theo là máy đo lưu lượng điện từ và tuabin, cả hai đều thường được trích dẫn gần ±0,5% , phù hợp với công việc kiểm soát quy trình chung vẫn cần dung sai chặt chẽ hợp lý. Máy đo lưu lượng siêu âm và dòng xoáy thường hạ cánh xung quanh ± 1,0% độ lệch, một mức đáp ứng hầu hết các nhu cầu giám sát công nghiệp và tiện ích, đồng thời có thiết kế siêu âm kẹp quản lý điều này mà không cần chạm vào chất lỏng. Đồng hồ đo áp suất chênh lệch được chế tạo xung quanh tấm lỗ có xu hướng đặt gần hơn với ±1,5% , phản ánh mối quan hệ căn bậc hai giữa chênh lệch áp suất và tốc độ dòng chảy trở nên rõ rệt hơn ở tốc độ dòng chảy thấp hơn. Máy đo diện tích thay đổi, hoặc thông số quay, thường hiển thị độ lệch lớn nhất của nhóm, thường được trích dẫn gần ±2,0% , điều này tốt cho việc kiểm tra trực quan nhanh chóng nhưng ít phù hợp hơn với việc kiểm soát quy trình chặt chẽ. Cần lưu ý rằng con số chính xác chỉ thực sự có ý nghĩa khi nó được ghép nối với một tỷ lệ phạm vi xác định, vì đồng hồ đo có thể trông rất chính xác tại điểm lưu lượng định mức của nó trong khi hoạt động kém ngoài phạm vi đó. Việc chọn đồng hồ đo lưu lượng hoàn toàn vì nó có số liệu sai lệch được công bố thấp nhất mà không kiểm tra phạm vi, khả năng tương thích của phương tiện và các ràng buộc lắp đặt, thường dẫn đến sự không khớp giữa thiết bị và quy trình thực tế. Vì lý do đó, độ chính xác được coi là tốt nhất như một đầu vào trong số nhiều đầu vào thay vì là yếu tố quyết định duy nhất.

3. Các loại đồng hồ đo lưu lượng phổ biến và cách thức hoạt động của từng loại

Đồng hồ đo lưu lượng được phân loại dựa trên nguyên tắc vật lý mà chúng sử dụng để cảm nhận chuyển động của chất lỏng. Mỗi dòng đều có sự kết hợp riêng về độ chính xác, khả năng tương thích phương tiện và nhu cầu lắp đặt, đó là lý do tại sao một cơ sở công nghiệp thường chạy nhiều loại đồng hồ đo lưu lượng khác nhau cùng một lúc. Các phần phụ bên dưới sẽ hướng dẫn cách thức hoạt động của từng loại phổ biến nhất và nơi chúng có xu hướng được sử dụng.

(1) Điện từ Đồng hồ đo lưu lượng

Đồng hồ đo lưu lượng điện từ hoạt động dựa trên định luật cảm ứng điện từ Faraday. Một từ trường được tạo ra trên đường ống và khi chất lỏng dẫn điện đi qua nó, chất lỏng sẽ tạo ra một điện áp nhỏ mà đồng hồ đo được. Bởi vì điện áp đó tỷ lệ thuận với vận tốc chất lỏng trung bình, đồng hồ đo cho kết quả tuyến tính trên phạm vi dòng chảy rộng mà không cần đặt bất cứ thứ gì vào bên trong đường ống để chặn dòng chảy. Thiết kế này chỉ hoạt động với các chất lỏng dẫn điện như nước, nước thải và nhiều hóa chất xử lý, đồng thời không thể sử dụng cho chất khí, hơi nước hoặc chất lỏng không dẫn điện như hầu hết các hydrocacbon.

(2) Đồng hồ đo lưu lượng tuabin

Đồng hồ đo lưu lượng tuabin đặt một rôto nhỏ trên đường dẫn dòng chảy. Chất lỏng chuyển động làm quay rôto với tốc độ theo dõi vận tốc của nó và cuộn dây thu phát hiện chuyển động quay và biến nó thành tín hiệu xung. Đồng hồ đo tuabin cung cấp độ chính xác tốt và phản hồi nhanh đối với chất lỏng và khí sạch, có độ nhớt thấp, nhưng rôto chuyển động bị mòn theo thời gian và các hạt trong chất lỏng có thể rút ngắn tuổi thọ vòng bi hoặc làm mất kết quả đọc từ từ.

(3) Máy đo lưu lượng dòng xoáy

Máy đo lưu lượng dòng xoáy dựa vào hiệu ứng đường xoáy Karman: một vật thể nhỏ vô tội vạ được đặt trong đường dẫn dòng chảy gây ra các vòng xoáy hoặc xoáy xen kẽ bong ra ở hạ lưu với tần số gắn liền với tốc độ dòng chảy. Một cảm biến sẽ thu nhận tần số bị mất đó và chuyển nó thành số liệu lưu lượng. Máy đo dòng xoáy không có bộ phận chuyển động, hoạt động với chất lỏng, khí và hơi nước và xử lý phạm vi nhiệt độ khá rộng, mặc dù chúng cần tốc độ dòng chảy tối thiểu để tạo ra tín hiệu ổn định, khiến chúng ít phù hợp hơn với tốc độ dòng chảy rất thấp.

(4) Máy đo lưu lượng siêu âm

Máy đo lưu lượng siêu âm đo sự khác biệt nhỏ về thời gian di chuyển giữa các xung siêu âm được gửi cùng và ngược hướng dòng chảy, hoặc, trong một số thiết kế, đo sự thay đổi tần số Doppler do các hạt hoặc bong bóng mang trong chất lỏng gây ra. Phiên bản kẹp được gắn ở bên ngoài đường ống để có thể lắp đặt hoặc bảo trì mà không cần cắt vào đường ống hoặc dừng quá trình. Chất lượng không xâm phạm đó làm cho máy đo siêu âm phù hợp với đường ống có đường kính lớn và cho các vị trí mà việc dừng quá trình lắp đặt đồng hồ sẽ gây gián đoạn.

(5) Đồng hồ đo lưu lượng khối Coriolis

Đồng hồ đo lưu lượng Coriolis đo lưu lượng khối trực tiếp bằng cách thu được chuyển động xoắn nhẹ, được gọi là hiệu ứng Coriolis, trong một ống rung khi chất lỏng di chuyển qua nó. Bởi vì kết quả đo dựa trên khối lượng chứ không phải thể tích, máy đo Coriolis phần lớn không bị ảnh hưởng bởi những thay đổi về mật độ, áp suất hoặc nhiệt độ chất lỏng, hỗ trợ độ chính xác rất cao. Thiết kế tương tự có thể đo mật độ chất lỏng cùng một lúc, đó là một lý do khiến nó là lựa chọn phổ biến để chuyển giao quyền giám sát và đo chất lỏng có giá trị cao, mặc dù thiết bị này có xu hướng nặng hơn và đắt tiền hơn các thiết kế khác.

(6) Đồng hồ đo lưu lượng chênh lệch áp suất (tấm lỗ)

Đồng hồ đo lưu lượng chênh lệch áp suất, thường được chế tạo xung quanh một tấm lỗ, thu hẹp đường dẫn dòng chảy một chút và đo mức giảm áp suất mà điều này tạo ra. Bởi vì tốc độ dòng chảy tỷ lệ thuận với căn bậc hai của chênh lệch áp suất đó nên thiết kế đơn giản, dễ hiểu và hoạt động trên nhiều loại chất lỏng, khí và hơi nước sạch, mặc dù độ chính xác giảm đáng kể ở lưu lượng thấp và khe hở hẹp tạo ra tổn thất áp suất nhỏ, vĩnh viễn.

(7) Đồng hồ đo lưu lượng diện tích thay đổi (Thông số quay)

Đồng hồ đo lưu lượng có diện tích thay đổi, hay còn gọi là thông số quay, sử dụng ống thủy tinh hoặc kim loại thon trong đó một phao nhỏ tăng hoặc giảm tùy thuộc vào tốc độ dòng chảy, với vị trí của phao được đọc thẳng trên thang chia độ. Bởi vì nó không cần nguồn điện bên ngoài để đọc hình ảnh cơ bản nên thiết kế này đơn giản và chi phí thấp cho việc giám sát chung, mặc dù nó thường được gắn theo chiều dọc và cho kết quả đọc kém chính xác hơn so với các thiết bị điện tử thay thế.

(8) Biểu đồ: So sánh khả năng phạm vi điển hình (Tỷ lệ quay vòng)

Khả năng phạm vi, đôi khi được gọi là tỷ lệ quay vòng, mô tả mức độ rộng của tốc độ dòng chảy mà một thiết bị nhất định có thể đo được trong khi vẫn duy trì độ chính xác định mức của nó. Biểu đồ bên dưới hiển thị các số liệu về phạm vi điển hình của các loại đồng hồ đo lưu lượng được đề cập ở trên, được đưa ra dưới dạng tỷ lệ giữa tốc độ dòng cao nhất và thấp nhất mà thiết bị có thể đo được một cách đáng tin cậy. Tỷ lệ cao hơn có nghĩa là một thiết bị có thể xử lý phạm vi điều kiện hoạt động rộng hơn mà không cần phải thay đổi kích thước hoặc hoán đổi. Điều này quan trọng nhất đối với các quy trình có tốc độ dòng chảy thay đổi đáng kể trong suốt chu kỳ sản xuất. Khả năng đọc phạm vi cùng với độ chính xác mang lại bức tranh đầy đủ hơn về cách một nhạc cụ sẽ hoạt động trong thời gian dài.

Đồng hồ đo lưu lượng khối Coriolis thường có phạm vi đo rộng nhất trong nhóm, với số liệu thường được trích dẫn cao tới 100:1 , phù hợp với phép đo khối lượng thông qua biến dạng ống duy trì ổn định trong một khoảng dòng chảy rất rộng. Cả hai loại máy đo lưu lượng điện từ và siêu âm đều thường đạt mức suy giảm gần 50:1 , cho kết quả đọc ổn định trên một cửa sổ vận hành rộng mà không cần bất kỳ bộ phận chuyển động nào liên quan. Đồng hồ đo lưu lượng tuabin thường nằm xung quanh 20:1 , đủ cho nhiều công việc xử lý chung nhưng hẹp hơn so với các tùy chọn điện từ hoặc siêu âm. Máy đo xoáy thường hạ cánh gần 15:1 , bị giới hạn bởi tốc độ tối thiểu cần thiết để duy trì tín hiệu phát tán xoáy có thể phát hiện được. Máy đo thông số thường cung cấp thời gian quay vòng 10:1 , phù hợp để theo dõi dòng chảy ổn định nhưng kém linh hoạt hơn khi tốc độ dòng chảy thay đổi nhiều. Máy đo tấm lỗ thường có phạm vi đo hẹp nhất trong số các loại phổ biến, thường được trích dẫn xung quanh 4:1 , kết quả trực tiếp của mối quan hệ căn bậc hai giữa chênh lệch áp suất và tốc độ dòng chảy, làm cho độ không đảm bảo đo tăng nhanh khi lưu lượng giảm. Khi một quy trình dự kiến ​​sẽ chạy trong nhiều điều kiện dòng chảy khác nhau, việc chọn một thiết bị có phạm vi đo hẹp có thể khiến đồng hồ đo hoạt động ngoài phạm vi chính xác trong thời gian dài. Mặt khác, việc chỉ định phạm vi rộng hơn nhiều so với nhu cầu thực tế của một ứng dụng phạm vi hẹp, ổn định thường chỉ làm tăng thêm chi phí mà không mang lại lợi ích thực sự. Việc kết hợp khả năng phạm vi với cách quy trình thực sự hoạt động, thay vì đặt mặc định cho bất kỳ con số nào cao nhất, có xu hướng mang lại giá trị tổng thể tốt nhất. Đây là một lý do khiến việc lựa chọn đồng hồ đo lưu lượng thường được thực hiện cùng với việc xem xét dữ liệu lưu lượng lịch sử hoặc dự kiến ​​cho đường ống được đề cập.

(9) Biểu đồ: So sánh đa thuộc tính của các loại đồng hồ đo lưu lượng đã chọn

Ngoài độ chính xác và phạm vi hoạt động, một số đặc tính khác sẽ định hình mức độ phù hợp của đồng hồ đo lưu lượng với một hệ thống lắp đặt nhất định. Biểu đồ radar bên dưới so sánh ba loại radar được sử dụng rộng rãi, điện từ, xoáy và siêu âm kẹp, dựa trên năm phẩm chất: độ chính xác, khả năng thích ứng với môi trường, tổn thất áp suất thấp, tính đơn giản trong bảo trì và độ ổn định tín hiệu. Mỗi chất lượng được tính điểm theo thang điểm tương đối và vùng bóng mờ lớn hơn cho thấy hiệu suất tổng thể cao hơn trên năm khía cạnh được hiển thị. Biểu đồ này nhằm mục đích hỗ trợ việc so sánh toàn diện hơn là tôn vinh một công nghệ là lựa chọn tốt nhất trong mọi tình huống. Sức mạnh tương đối được trình bày ở đây phải luôn được cân nhắc với điều kiện địa điểm và chất lỏng cụ thể của dự án thực tế.

Sự so sánh cho thấy lưu lượng kế điện từ đạt điểm cao về độ chính xác và độ ổn định tín hiệu, phù hợp với mối quan hệ tuyến tính, đơn giản giữa điện áp cảm ứng và tốc độ dòng chảy, đồng thời đạt điểm vừa phải hơn về khả năng thích ứng của môi trường vì chất lỏng phải dẫn điện. Vì không có vật gì bên trong đường ống để chặn dòng chảy nên chúng cũng đạt điểm cao về mức tổn thất áp suất thấp và việc không có bộ phận chuyển động cũng giúp chúng đạt điểm về tính đơn giản trong việc bảo trì. Máy đo lưu lượng xoáy cho thấy sự trải đều hơn trên cả năm đặc tính, rắn chắc nhưng không nổi bật ở mỗi đặc tính, điều này phản ánh mức độ áp dụng rộng rãi của chúng đối với chất lỏng, khí và hơi nước mà không phải là lựa chọn hàng đầu trong bất kỳ danh mục nào. Phần thân nhỏ vô tội vạ bên trong đường ống gây ra một số tổn thất áp suất, điều này thể hiện ở mức điểm vừa phải ở đó. Đồng hồ đo lưu lượng siêu âm dạng kẹp đạt điểm đặc biệt cao về khả năng thích ứng của môi trường và tổn thất áp suất thấp, vì việc lắp bên ngoài đường ống có nghĩa là cảm biến không bao giờ chạm vào chất lỏng và không có gì chặn đường dòng chảy. Tính đơn giản trong bảo trì cũng được đánh giá cao đối với thiết kế siêu âm vì không có bộ phận nào bị ướt cần thay thế hoặc làm sạch theo thời gian. Điều đó có nghĩa là, máy đo siêu âm có thể mất một số độ ổn định tín hiệu khi chất lỏng mang theo bọt khí hoặc nhiều hạt rắn, vì điều đó cản trở thời gian vận chuyển hoặc phép đo Doppler. Sự cân bằng này là một minh họa rõ ràng về lý do tại sao không có loại đồng hồ đo lưu lượng nào có thể chiến thắng trong mọi tình huống; công nghệ phù hợp phụ thuộc vào đặc điểm nào trong số này quan trọng nhất đối với đường ống, chất lỏng và môi trường vận hành nhất định. Các cơ sở xử lý nhiều loại chất lỏng xử lý thường có sẵn nhiều dòng đồng hồ đo lưu lượng vì lý do này.

4. Nơi sử dụng đồng hồ đo lưu lượng

Đồng hồ đo lưu lượng xuất hiện ở hầu hết mọi lĩnh vực công nghiệp nơi chất lỏng cần được đo lường, kiểm soát hoặc tính toán. Loại nào được sử dụng trong một lĩnh vực nhất định thường phụ thuộc vào đặc tính của chất lỏng, mức độ đọc cần chính xác và cách bố trí đường ống. Bảng dưới đây cung cấp thông tin tham khảo nhanh về các ngành phổ biến và loại phép đo mà các ngành đó thường cần.

Tóm lại: điểm chung của các lĩnh vực này là nhu cầu về dữ liệu dòng chảy đáng tin cậy tại một điểm cụ thể trong quy trình, cho dù là để tính toán năng lượng, kiểm soát quy trình hay xử lý sản phẩm hợp vệ sinh, và dòng đồng hồ đo lưu lượng phù hợp nhất với từng lĩnh vực thường dựa trên mức độ dẫn điện, sạch và điều áp của chất lỏng trong ngành.

Biểu đồ: Độ ổn định của phép đo trên phạm vi tốc độ dòng chảy

Đồng hồ đo lưu lượng hiếm khi duy trì ở một tốc độ dòng cố định trong suốt thời gian hoạt động của nó; điều kiện dòng chảy thường thay đổi trong suốt chu kỳ sản xuất. Biểu đồ đường bên dưới cho thấy sai số đo thay đổi như thế nào khi tốc độ dòng chảy di chuyển từ 10 phần trăm đến 100 phần trăm của toàn thang đo, so sánh đồng hồ đo lưu lượng điện từ với đồng hồ đo áp suất chênh lệch tấm lỗ. Sự so sánh này đưa cuộc thảo luận trước đó về các nguyên tắc đo lường đến một sự khác biệt thực tế và rõ ràng. Việc xem mô hình này giúp giải thích lý do tại sao một số loại đồng hồ đo lưu lượng nhất định được chọn cho các ứng dụng có tốc độ dòng chảy thay đổi. Trục hoành hiển thị tốc độ dòng chảy dưới dạng phần trăm của định mức toàn thang đo của thiết bị và trục tung hiển thị sai số đo dưới dạng phần trăm.

Biểu đồ cho thấy rằng máy đo lưu lượng điện từ giữ một đường lỗi khá bằng phẳng trên toàn bộ phạm vi dòng chảy, ở gần 0,5 phần trăm cho dù nó đang chạy ở mức 10 phần trăm hay 100 phần trăm toàn bộ quy mô. Sự ổn định đó xuất phát trực tiếp từ mối quan hệ tuyến tính giữa điện áp cảm ứng và tốc độ chất lỏng, không phụ thuộc vào bình phương tốc độ dòng chảy. các máy đo tấm lỗ Ngược lại, cho thấy sai số tăng rõ rệt khi tốc độ dòng chảy giảm, di chuyển từ xung quanh 1,0 phần trăm ở quy mô đầy đủ lên đến khoảng 4,0 phần trăm ở mức 10 phần trăm của quy mô đầy đủ. Điều này xuất phát từ mối quan hệ căn bậc hai giữa chênh lệch áp suất và tốc độ dòng chảy, có nghĩa là tín hiệu áp suất nhỏ ở lưu lượng thấp sẽ biến thành độ không đảm bảo đo tương đối lớn. Đối với các quy trình chạy ổn định gần tốc độ dòng thiết kế, sự khác biệt này có thể không quan trọng lắm trong thực tế vì cả hai loại thiết bị đều có thể hoạt động tốt trong dải hoạt động hẹp. Nhưng đối với các quy trình có chu kỳ theo lô, sự thay đổi khi khởi động và ngừng hoạt động hoặc nhu cầu thay đổi theo mùa, tốc độ dòng chảy có thể ở dưới mức thiết kế rất nhiều thời gian, nơi mà khoảng cách giữa hai phương pháp đo lường này trở nên rõ ràng hơn nhiều. Đây là một lý do thực tế khiến máy đo chênh lệch áp suất thường được kết hợp với biên độ kích thước rộng hơn hoặc được hoán đổi cho các lựa chọn thay thế xoáy, siêu âm hoặc điện từ, trong các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác của dòng chảy thấp. Các kỹ sư xem xét dữ liệu lưu lượng lịch sử của một đường ống nhất định có thể sử dụng phép so sánh như thế này để đánh giá xem liệu thiết bị đo chênh lệch áp suất chi phí thấp hơn có đáp ứng nhu cầu của họ trên toàn bộ phạm vi vận hành hay không, hoặc liệu chi phí tăng thêm của đồng hồ đo điện từ hoặc siêu âm có xứng đáng để có được hiệu suất dòng chảy thấp ổn định hay không.

5. Hướng dẫn lựa chọn: Những điều cần cân nhắc khi chọn đồng hồ đo lưu lượng

Chọn đồng hồ đo lưu lượng phù hợp cho đường ống có nghĩa là kiểm tra nhiều yếu tố liên quan với nhau, thay vì tập trung vào một thông số kỹ thuật duy nhất như độ chính xác hoặc giá cả. Các điểm dưới đây thường được xem xét trong quá trình đặc tả, thường theo thứ tự được hiển thị.

1. Phương tiện truyền thông compatibility : xác nhận xem chất lỏng là chất lỏng, khí hay hơi nước, liệu nó có dẫn điện hay không và liệu nó có mang theo các hạt, bong bóng hoặc các thành phần ăn mòn có thể ảnh hưởng đến vật liệu cảm biến hay không.
2. Độ chính xác and repeatability needs : xác định xem công việc có liên quan đến chuyển giao quyền giám sát, kiểm soát quy trình chặt chẽ hay giám sát chung hay không vì điều này nhanh chóng thu hẹp phạm vi của các nguyên tắc đo lường phù hợp.
3. Nhu cầu về phạm vi dòng chảy và thời gian tắt: xem xét tốc độ dòng chảy tối thiểu và tối đa dự kiến ​​​​trong toàn bộ chu kỳ vận hành, bao gồm cả thời gian khởi động, tắt máy và ngoài giờ cao điểm, để xác nhận khả năng phạm vi cần thiết.
4. Không gian lắp đặt và đường ống thẳng: kiểm tra chiều dài ống thẳng thượng nguồn và hạ lưu có sẵn, hướng lắp đặt và liệu đường ống có được lấp đầy hoàn toàn trong quá trình vận hành hay không.
5. Khả năng chịu tổn thất áp suất: tìm hiểu xem liệu quy trình có thể hấp thụ sự sụt giảm áp suất do vật cản bên trong hay không, hay liệu thiết kế không xâm phạm có hợp lý hơn trong việc tiết kiệm năng lượng bơm hay không.
6. Giao thức truyền thông và đầu ra tín hiệu: khớp đầu ra của thiết bị, chẳng hạn như 4-20mA, xung hoặc giao thức kỹ thuật số, với những gì hệ thống điều khiển hiện có có thể xử lý.
7. Điều kiện môi trường: tính đến nhiệt độ môi trường xung quanh, độ rung, nhiễu điện từ và bất kỳ phân loại khu vực nguy hiểm nào áp dụng tại địa điểm lắp đặt.
8. Khả năng bảo trì dài hạn: xem xét tính sẵn có của hỗ trợ kỹ thuật, phụ tùng thay thế và dịch vụ hiệu chuẩn trong suốt thời gian sử dụng dự kiến ​​của thiết bị.

Trong thực tế, những điểm này hiếm khi được đánh giá cùng một lúc, vì một nhà sản xuất có nền tảng về thiết bị rộng có thể giúp sắp xếp nhiều điểm cùng một lúc. Xinguo Group Co., Ltd. phát triển các thiết bị đo nhiệt độ, áp suất, mức và lưu lượng như một phần của một dòng sản phẩm phối hợp, có nghĩa là hướng dẫn lựa chọn, lựa chọn vật liệu cảm biến và cấu hình đầu ra tín hiệu có thể được xem xét cùng nhau thay vì đưa ra các quyết định mua riêng biệt. Được thành lập vào năm 1997 và có trụ sở chính tại Thành phố Tianchang, tỉnh An Huy, Xinguo Group Co., Ltd. đã xây dựng một doanh nghiệp kinh doanh vật liệu và thiết bị đo lường rộng rãi trong hơn hai thập kỷ, với đội ngũ kỹ thuật bao gồm các kỹ sư cấp cao và kỹ sư trợ lý hỗ trợ phát triển sản phẩm và kiểm soát chất lượng trên nhiều dòng sản phẩm khác nhau của công ty. Cách tiếp cận liên kết này, được hỗ trợ bởi một cơ sở sản xuất đã được thiết lập, có xu hướng hỗ trợ các cơ sở vận hành nhiều loại thiết bị dọc theo một dây chuyền xử lý duy nhất và muốn duy trì các giao thức tín hiệu và phương pháp hiệu chuẩn nhất quán trên thiết bị của họ.

Tóm lại: Trước hết, nhu cầu về độ chính xác và khả năng tương thích của phương tiện truyền thông thường thu hẹp phạm vi, phạm vi luồng và các ràng buộc cài đặt sẽ thu hẹp phạm vi hơn nữa, đồng thời hỗ trợ đầu ra tín hiệu, môi trường và bảo trì sẽ hoàn thiện thông số kỹ thuật phù hợp với cả quy trình và nhu cầu vận hành lâu dài của cơ sở.

6. Tổng quan so sánh các loại đồng hồ đo lưu lượng chính

Bảng dưới đây tổng hợp nguyên lý hoạt động, độ chính xác điển hình, phạm vi hoạt động, trạng thái tổn thất áp suất và sự phù hợp của phương tiện đối với các loại đồng hồ đo lưu lượng được đề cập trên trang này. Nó được dùng như một tài liệu tham khảo nhanh để sàng lọc ở giai đoạn đầu, trước khi tiến hành đánh giá kỹ thuật chi tiết hơn cho một đường ống và chất lỏng cụ thể.

Như bảng hiển thị, không có loại đồng hồ đo lưu lượng nào xuất hiện ở đầu trong mỗi cột cùng một lúc, điều này nhấn mạnh điểm chính của trang này: việc chọn một thiết bị phụ thuộc vào sự kết hợp nào giữa độ chính xác, khả năng đo phạm vi, tổn thất áp suất và khả năng tương thích của phương tiện quan trọng nhất đối với quy trình hiện tại. Các cơ sở xử lý một số loại chất lỏng và điều kiện xử lý thường có sẵn nhiều dòng đồng hồ đo lưu lượng để đáp ứng các nhu cầu khác nhau này.

7. Hướng dẫn cài đặt và bảo trì

(1) Thực hành lắp đặt

Việc lắp đặt tốt có ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của đồng hồ đo lưu lượng, bất kể nguyên tắc đo cơ bản là gì. Hầu hết các đồng hồ đo lưu lượng đều cần một ống thẳng tối thiểu chạy trước và sau cảm biến để đặc tính vận tốc của chất lỏng có thể ổn định trước khi đo và yêu cầu này thường nghiêm ngặt hơn đối với các thiết kế tuabin và tấm lỗ so với các loại điện từ hoặc siêu âm. Đường ống phải được lấp đầy hoàn toàn tại điểm đo, vì đường ống được lấp đầy một phần sẽ tạo ra các túi khí làm mất kết quả đọc đối với hầu hết các loại đồng hồ đo lưu lượng. Việc nối đất thích hợp có ý nghĩa rất lớn đối với máy đo lưu lượng điện từ, vì dòng điện đi lạc trong đường ống có thể gây nhiễu tín hiệu điện áp cảm ứng nhỏ. Cách ly rung và lắp đặt an toàn giúp bảo vệ cảm biến xoáy và tuabin khỏi ứng suất cơ học có thể ảnh hưởng đến hiệu chuẩn của chúng theo thời gian.

(2) Bảo trì định kỳ

Việc bảo trì định kỳ khác nhau tùy theo loại đồng hồ đo lưu lượng nhưng thường bao gồm kiểm tra định kỳ mọi bộ phận bị ướt, xác minh hiệu chuẩn điểm 0 và nhịp, đồng thời làm sạch mọi bề mặt chạm vào chất lỏng xử lý. Các thiết kế tuabin và thông số đo được hưởng lợi từ việc kiểm tra thường xuyên các bộ phận chuyển động của chúng, vì hao mòn cơ học là nguyên nhân chính dẫn đến độ lệch độ chính xác trong các thiết kế này theo thời gian. Máy đo lưu lượng siêu âm điện từ, xoáy và siêu âm kẹp, không có loại nào có bộ phận chuyển động trên đường ướt, thường cần ít bảo trì cơ học hơn, mặc dù hiện tượng bám bẩn điện cực trong máy đo điện từ và khớp nối đầu dò trong máy đo siêu âm vẫn cần được kiểm tra theo lịch trình. Dụng cụ đo chênh lệch áp suất phải được kiểm tra định kỳ các đường xung xung xem có bị tắc nghẽn hoặc rò rỉ không, vì các đường xung này ảnh hưởng trực tiếp đến tín hiệu áp suất đến máy phát.

(3) Các chỉ báo khắc phục sự cố

Sự không khớp đột ngột hoặc dần dần giữa số đọc của đồng hồ đo lưu lượng và các thông tin quy trình đã biết, chẳng hạn như thay đổi mức bể hoặc số lượng lô, thường là dấu hiệu đầu tiên cho thấy có gì đó không ổn. Nhiễu tín hiệu hoặc mất ổn định thường cho thấy không khí bị cuốn vào, tạo bọt hoặc nhiễu điện từ từ thiết bị gần đó, trong khi kết quả đọc ổn định nhưng sai có thể cho thấy cảm biến bị tắc nghẽn, sai lệch hiệu chuẩn hoặc đường dẫn dòng chảy bị chặn một phần. Kiểm tra các điều kiện lắp đặt so với thiết kế ban đầu thường là bước khắc phục sự cố đầu tiên trước khi chạm vào bất kỳ cài đặt hiệu chỉnh nào.

Tóm lại: việc lắp đặt tốt sẽ ngăn ngừa nhiều vấn đề về độ chính xác trước khi chúng bắt đầu, việc kiểm tra định kỳ sẽ phát hiện sớm sự hao mòn hoặc bám bẩn và trình tự xử lý sự cố rõ ràng, kiểm tra việc lắp đặt trước khi chạm vào hiệu chuẩn, thường giải quyết các vấn đề về đọc nhanh hơn.

8. Câu hỏi thường gặp

Sự khác biệt giữa độ chính xác và độ lặp lại trong đồng hồ đo lưu lượng là gì?

Độ chính xác là mức độ khớp của số đọc của đồng hồ đo lưu lượng với giá trị lưu lượng thực, thường được biểu thị dưới dạng phần trăm của số đọc hoặc toàn bộ thang đo. Độ lặp lại là mức độ ổn định của thiết bị cho cùng một số đọc trong các điều kiện không thay đổi mà không nhất thiết phải cho biết số đọc đó gần với giá trị thực đến mức nào. Một thiết bị có thể cho thấy độ lặp lại cao trong khi vẫn có độ lệch hiệu chuẩn ảnh hưởng đến độ chính xác tổng thể của nó.

Một loại đồng hồ đo lưu lượng đơn có thể được sử dụng cho cả chất lỏng và chất khí không?

Một số loại đồng hồ đo lưu lượng, bao gồm dòng xoáy và thiết kế chênh lệch áp suất nhất định, có thể được sử dụng cho cả chất lỏng và chất khí, mặc dù kích thước và hiệu chuẩn khác nhau giữa hai loại. Những loại khác, chẳng hạn như máy đo lưu lượng điện từ, chỉ hoạt động với chất lỏng dẫn điện và không thể sử dụng để đo khí. Cần kiểm tra thông số kỹ thuật của nhà sản xuất đối với chất lỏng dự định trước khi đưa ra lựa chọn cuối cùng.

Đồng hồ đo lưu lượng cần được hiệu chuẩn lại hoặc kiểm tra bao lâu một lần?

Khoảng thời gian hiệu chuẩn lại phụ thuộc vào loại đồng hồ đo lưu lượng, chất lỏng được đo và mức độ quan trọng của ứng dụng, với nhiều cơ sở công nghiệp tuân theo lịch trình từ hàng năm đến vài năm một lần. Các ứng dụng chuyển giao quyền giám sát hoặc báo cáo theo quy định thường tuân theo lịch trình kiểm tra thường xuyên hơn các điểm giám sát quy trình chung. Nhìn vào độ lệch hiệu chỉnh lịch sử của một mô hình công cụ cụ thể có thể giúp thiết lập khoảng thời gian hợp lý cho một địa điểm nhất định.

Tại sao chiều dài của ống thẳng trước đồng hồ đo lưu lượng lại quan trọng?

Các chỗ uốn cong, van và các phụ kiện đường ống khác làm xáo trộn đặc tính vận tốc của chất lỏng, tạo ra sự nhiễu loạn hoặc không đồng đều có thể tiếp tục kéo dài một đoạn về phía hạ lưu. Hầu hết các đồng hồ đo lưu lượng đều được hiệu chuẩn với giả định cấu hình vận tốc ổn định, đồng đều tại điểm chúng đo, do đó, quá ít ống thẳng trước hoặc sau đồng hồ có thể gây ra lỗi ngay cả khi bản thân thiết bị đang hoạt động chính xác.

Điều gì gây ra sự mất ổn định tín hiệu trong hệ thống đo lưu lượng?

Sự mất ổn định tín hiệu thường xuất phát từ bọt khí hoặc bọt khí bị cuốn vào trong dịch vụ chất lỏng, tạo bọt gần van hoặc máy bơm, nhiễu điện từ từ động cơ gần đó hoặc bộ truyền động tần số thay đổi hoặc rung động cơ học ảnh hưởng đến cảm biến. Xác định nguyên nhân chính xác thường có nghĩa là kiểm tra các điều kiện lắp đặt, các thông số vận hành quy trình và môi trường điện xung quanh thiết bị.

Xinguo Group Co., Ltd. có sản xuất đồng hồ đo lưu lượng cho các yêu cầu công nghiệp cụ thể không?

Xinguo Group Co., Ltd. phát triển và sản xuất các thiết bị đo lưu lượng cùng với thiết bị đo nhiệt độ, áp suất và mức, hỗ trợ các ngành công nghiệp chế biến bao gồm điện, hóa dầu, luyện kim và xử lý nước. Với nguồn gốc từ năm 1997 và cơ sở sản xuất tại Thành phố Tianchang, tỉnh An Huy, công ty cũng sản xuất dây cáp, van và các thiết bị tự động hóa liên quan được sử dụng trong cùng các ngành công nghiệp này. Phạm vi sản phẩm rộng này cho phép xem xét các nhu cầu đo lưu lượng cùng với các yêu cầu về thiết bị đo liên quan trong cùng một quy trình kỹ thuật, điều này có thể hữu ích cho các cơ sở điều phối nhiều loại thiết bị trong một dự án.