Lưu lượng là một thông số kiểm soát quy trình thường được sử dụng trong các quy trình sản xuất công nghiệp. Hiện nay, trên thị trường có khoảng hơn 100 loại lưu lượng kế khác nhau. Làm thế nào để người dùng lựa chọn được sản phẩm có hiệu suất và giá thành cao? Hôm nay, chúng tôi sẽ cùng mọi người tìm hiểu về đặc tính hiệu suất của lưu lượng kế.
So sánh các lưu lượng kế khác nhau
Loại chênh lệch áp suất
Công nghệ đo áp suất chênh lệch hiện là phương pháp đo lưu lượng được sử dụng rộng rãi nhất, có thể đo gần như toàn bộ lưu lượng của chất lỏng một pha và chất lỏng ở nhiệt độ cao, áp suất cao trong nhiều điều kiện làm việc khác nhau. Vào những năm 1970, công nghệ này từng chiếm 80% thị phần. Lưu lượng kế chênh lệch áp suất thường bao gồm hai bộ phận: thiết bị tiết lưu và bộ truyền tín hiệu. Thiết bị tiết lưu, tấm tiết lưu chung, vòi phun, ống pitot, ống vận tốc đồng đều, v.v. Chức năng của thiết bị tiết lưu là thu hẹp lưu chất đang chảy và tạo ra sự khác biệt giữa thượng lưu và hạ lưu. Trong số các thiết bị tiết lưu khác nhau, tấm tiết lưu được sử dụng phổ biến nhất do cấu trúc đơn giản và dễ lắp đặt. Tuy nhiên, nó có yêu cầu nghiêm ngặt về kích thước gia công. Chỉ cần được gia công và lắp đặt theo đúng thông số kỹ thuật và yêu cầu, phép đo lưu lượng có thể được thực hiện trong phạm vi không chắc chắn sau khi kiểm tra đạt yêu cầu và không cần xác minh chất lỏng thực tế.
Tất cả các thiết bị điều tiết đều có tổn thất áp suất không thể phục hồi. Tổn thất áp suất lớn nhất là lỗ có cạnh sắc, chiếm 25%-40% chênh lệch áp suất tối đa của thiết bị. Tổn thất áp suất của ống Pitot rất nhỏ và có thể bỏ qua, nhưng nó rất nhạy cảm với những thay đổi trong cấu hình chất lỏng.
Loại vùng biến đổi
Một đại diện điển hình của loại lưu lượng kế này là lưu lượng kế rota. Ưu điểm nổi bật của nó là đo trực tiếp và không cần nguồn điện bên ngoài khi đo tại chỗ.
Lưu lượng kế được chia thành lưu lượng kế thủy tinh và lưu lượng kế ống kim loại theo chế tạo và vật liệu. Lưu lượng kế rotor thủy tinh có cấu trúc đơn giản, vị trí rotor có thể nhìn thấy rõ ràng và dễ đọc. Nó chủ yếu được sử dụng cho nhiệt độ thường, áp suất thường, môi trường trong suốt và ăn mòn như không khí, khí gas, argon, v.v. Lưu lượng kế ống kim loại thường được trang bị chỉ báo kết nối từ tính, được sử dụng trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao, và có thể truyền tín hiệu chuẩn để sử dụng với máy ghi, v.v., để đo lưu lượng tích lũy.
Hiện nay, trên thị trường đã có lưu lượng kế biến thiên theo phương thẳng đứng với đầu hình nón lò xo chịu tải. Lưu lượng kế này không có buồng ngưng tụ và buồng đệm. Phạm vi đo là 100:1 và đầu ra tuyến tính, phù hợp nhất để đo hơi nước.
dao động
Lưu lượng kế xoáy là một đại diện điển hình của lưu lượng kế dao động. Nó được thiết kế để đặt một vật thể không có dạng khí động học theo hướng về phía trước của chất lỏng, và chất lỏng tạo thành hai hàng xoáy không đối xứng đều đặn phía sau vật thể. Tần số của chuỗi xoáy tỷ lệ thuận với vận tốc dòng chảy.
Đặc điểm của phương pháp đo này là không có bộ phận chuyển động trong đường ống, độ lặp lại của kết quả đo, độ tin cậy cao, tuổi thọ dài, phạm vi đo tuyến tính rộng, hầu như không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của nhiệt độ, áp suất, mật độ, độ nhớt, v.v. và tổn thất áp suất thấp. Độ chính xác cao (khoảng 0,5%-1%). Nhiệt độ làm việc có thể đạt trên 300℃ và áp suất làm việc có thể đạt trên 30MPa. Tuy nhiên, sự phân bố vận tốc chất lỏng và dòng chảy dao động sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo.
Các môi trường khác nhau có thể sử dụng các công nghệ cảm biến xoáy khác nhau. Đối với hơi nước, có thể sử dụng đĩa rung hoặc tinh thể áp điện. Đối với không khí, có thể sử dụng nhiệt hoặc siêu âm. Đối với nước, hầu như tất cả các công nghệ cảm biến đều có thể áp dụng. Giống như tấm lỗ, hệ số dòng xoáy của đồng hồ đo lưu lượng đường phố cũng được xác định bởi một tập hợp các kích thước.
Điện từ
Loại lưu lượng kế này sử dụng độ lớn của điện áp cảm ứng được tạo ra khi dòng chảy dẫn điện chạy qua từ trường để phát hiện dòng chảy. Do đó, nó chỉ phù hợp với môi trường dẫn điện. Về mặt lý thuyết, phương pháp này không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, áp suất, mật độ và độ nhớt của chất lỏng, tỷ lệ phạm vi có thể đạt tới 100:1, độ chính xác khoảng 0,5%, đường kính ống áp dụng từ 2mm đến 3m, và được sử dụng rộng rãi trong đo lưu lượng nước, bùn, bột giấy hoặc môi trường ăn mòn.
Do tín hiệu yếu,lưu lượng kế điện từĐiện áp toàn thang đo thường chỉ 2,5-8 mV, lưu lượng rất nhỏ, chỉ vài milivôn, dễ bị nhiễu từ bên ngoài. Do đó, vỏ máy phát, dây dẫn có vỏ bọc, ống dẫn đo và ống dẫn ở cả hai đầu máy phát phải được nối đất và thiết lập điểm nối đất riêng. Tuyệt đối không kết nối với điểm nối đất chung của động cơ, thiết bị điện, v.v.
Loại siêu âm
Các loại lưu lượng kế phổ biến nhất là lưu lượng kế Doppler và lưu lượng kế chênh lệch thời gian. Lưu lượng kế Doppler phát hiện lưu lượng dựa trên sự thay đổi tần số của sóng âm phản xạ bởi vật thể chuyển động trong chất lỏng được đo. Phương pháp này phù hợp để đo lưu lượng tốc độ cao. Không phù hợp để đo lưu lượng tốc độ thấp, độ chính xác thấp, và độ nhẵn của thành ống bên trong đòi hỏi cao, nhưng mạch điện của nó lại đơn giản.
Lưu lượng kế chênh lệch thời gian đo lưu lượng theo chênh lệch thời gian giữa sự lan truyền tới và lui của sóng siêu âm trong chất lỏng phun. Do độ lớn chênh lệch thời gian nhỏ, để đảm bảo độ chính xác của phép đo, yêu cầu về mạch điện tử rất cao, và chi phí của lưu lượng kế cũng tăng theo. Lưu lượng kế chênh lệch thời gian thường phù hợp với chất lỏng dòng chảy tầng thuần túy có trường vận tốc dòng chảy đồng đều. Đối với chất lỏng hỗn loạn, có thể sử dụng lưu lượng kế chênh lệch thời gian đa chùm tia.
Hình chữ nhật động lượng
Loại lưu lượng kế này hoạt động dựa trên nguyên lý bảo toàn mô men động lượng. Chất lỏng tác động vào bộ phận quay khiến nó quay, và tốc độ của bộ phận quay tỷ lệ thuận với lưu lượng. Sau đó, sử dụng các phương pháp như từ tính, quang học và đếm cơ học để chuyển đổi tốc độ thành tín hiệu điện nhằm tính toán lưu lượng.
Lưu lượng kế tuabin là loại được sử dụng rộng rãi nhất và có độ chính xác cao nhất trong số các loại thiết bị này. Nó phù hợp với môi trường khí và lỏng, nhưng cấu trúc hơi khác nhau. Đối với khí, góc cánh quạt nhỏ và số lượng cánh quạt lớn. Độ chính xác của lưu lượng kế tuabin có thể đạt 0,2%-0,5%, và có thể đạt 0,1% trong phạm vi hẹp, và tỷ lệ giảm áp là 10: 1. Tổn thất áp suất nhỏ và khả năng chịu áp suất cao, nhưng nó có một số yêu cầu nhất định về độ sạch của chất lỏng và dễ bị ảnh hưởng bởi mật độ và độ nhớt của chất lỏng. Đường kính lỗ càng nhỏ thì tác động càng lớn. Giống như tấm lỗ, hãy đảm bảo có đủ khoảng trống trước và sau điểm lắp đặt. Đoạn ống thẳng để tránh chất lỏng quay và thay đổi góc tác động lên cánh quạt.
Sự dịch chuyển tích cực
Nguyên lý hoạt động của loại thiết bị này được đo theo chuyển động chính xác của một lượng chất lỏng cố định sau mỗi vòng quay của thân máy quay. Thiết kế của thiết bị rất đa dạng, chẳng hạn như lưu lượng kế bánh răng hình bầu dục, lưu lượng kế piston quay, lưu lượng kế dạng gạt, v.v. Phạm vi của lưu lượng kế bánh răng hình bầu dục tương đối lớn, có thể đạt tới 20:1 và độ chính xác cao, nhưng bánh răng chuyển động dễ bị kẹt bởi tạp chất trong chất lỏng. Lưu lượng kế piston quay có lưu lượng đơn vị lớn, nhưng do lý do cấu trúc, thể tích rò rỉ tương đối cao. Lưu lượng kế dịch chuyển dương về cơ bản không phụ thuộc vào độ nhớt của chất lỏng và phù hợp với các môi trường như dầu mỡ và nước, nhưng không phù hợp với các môi trường như hơi nước và không khí.
Mỗi lưu lượng kế được đề cập ở trên đều có ưu điểm và nhược điểm riêng, nhưng ngay cả khi là cùng một loại lưu lượng kế, các sản phẩm do các nhà sản xuất khác nhau cung cấp cũng có hiệu suất cấu trúc khác nhau.
Thời gian đăng: 15-12-2021