Đi học thầy hỏi lưu lượng là gì? Đi làm sếp bắt kiếm cho anh con cảm biến đo lưu lượng xả thải cho mấy cái ống này nha!
Cảm biến lưu lượng là gì? Bạn còn chưa biết về nó. Vậy thì đây! Bài viết này sẽ dành cho bạn. Ít ra là có chút kiến thức về các loại thiết bị đo lưu lượng là gì để còn chém gió trong kỳ họp sắp tới!
Chúng ta bắt đầu tìm hiểu thôi!
Lưu lượng là gì
Lưu lượng có thể xem là một đại lượng, một thông số dùng để chỉ mức độ lưu thông của một dạng vật chất vật lý nào đó.
Có thể hiểu đơn giản:
- Lưu: Lưu thông
- Lượng: số lượng, sản lượng…
Trong thực tế, lưu lượng dùng để chỉ lưu lượng dòng chảy, lưu lượng nước, lưu lượng khí, lưu lượng chất lỏng, …Hay trong ngành công nghệ thông tin, viễn thông lưu lượng dùng để chỉ lưu lượng dữ liệu, lưu lượng điện thoại, lưu lượng data, lưu lượng 3g…
Xem thêm : cách tính lưu lượng
Lưu lượng tiếng Anh là gì
Trong tiếng Anh, từ lưu lượng thường được dịch là “Flow”. Mang ý nghĩa là lưu lượng, dòng chảy…
Chúng ta thường hay bắt gặp chữ này ở các thiết bị đo nước chuyên nghiệp như: Flowmeter, Flow sensor…
Lưu lượng nước là gì
Lưu lượng nước hay lưu lượng chất lỏng nói chung là chỉ về số lượng, thể tích nước hay chất lỏng lưu thông qua một mặt cắt trên một đơn vị thời gian. Thông thường, cách đo lưu lượng dễ nhất là đo qua đường ống hoặc qua một kênh kín hoặc hở.
Lưu lượng sông là gì
Từ đó, chúng ta có định nghĩa về lưu lượng sông là lưu lượng nước chảy qua mặt cắt ngang của lòng sông tại một vị trí nào đó trong một đơn vị thời gian. Chúng ta thường thấy đơn vị tính lưu lượng sông là m³/s.
Lưu lượng mưa là gì
Lưu lượng mưa chính là lưu lượng nước mưa đo tại một vị trí cụ thể nào đó, đơn vị tính là mm hay cm tính trên một dụng cụ đo, ví dụ như 1 ống nghiệm hay một ống hình trụ nào có có chia vạch theo mm hay cm.
Thiết bị đo lượng mưa là dụng cụ để đánh giá lượng mưa tại thời điểm đó, mùa đó là nhiều hay là ít so với cùng thời điểm, cùng vị trí của những năm trước đó.
Các cơ sở để đo lưu lượng lưu chất là gì
Từ ngày xưa, người ta đã biết cách đo lưu lượng cho các chất như: nước, chất lỏng, dầu,…
Chúng ta hãy thử tìm hiểu xem họ đã dự trên những cơ sở nào để đo lưu lượng nhé!
Họ căn cứ vào một số đặc điểm, cơ sở như:
- Vận tốc của chất lỏng. Cụ thể là họ tính vận tốc của chất lỏng chạy qua một tiết diện đã biết trước như: ống dẫn…
- Dung tích của chất lỏng chảy qua trong một đơn vị thời gian
- Theo khối lượng lưu chất chảy qua trong một đơn vị thời gian
- Dựa trên sự chênh áp của chất lỏng khi qua một tiết diện hẹp
- Theo nguyên lý chênh áp không đổi
- Dựa trên các tính chất dẫn nhiệt, điện, sóng,… của chất lỏng, lưu chất…
Đo lưu lượng nước bằng gì? Có mấy cách đo lưu lượng chất lỏng?
Đo lưu lượng
Đo lưu lượng là hoạt động xác định giá trị của lưu lượng chảy qua một đường ống, hay kênh…Bằng cách đo lưu lượng, chúng ta có thể xác định được phải mất bao lâu thì lưu chất hay chất lỏng mới lấp đầy bồn chứa, bể chứa, hay mất bao lâu thì lưu chất xả hết ra khỏi nơi chứa…
Trong thực tế, đo lưu lượng dòng chảy qua các đường ống cấp nước cho chúng ta sử dụng hằng ngày là cách để công ty cấp nước xác định được lưu lượng nước chúng ta đã sử dụng. Căn cứ vào đó, họ tính ra chi phí sử dụng nước hàng tháng cho chúng ta.
Một số cách đo lưu lượng chất lỏng nói chung rất phổ biến hiện nay như:
Lưu lượng kế là gì
Lưu lượng kế là tên gọi chung của các loại thiết bị dùng để đo lưu lượng. Nó bao gồm cả đồng hồ đo lưu lượng, máy đo lưu lượng và các loại cảm biến đo lưu lượng.
Là thiết bị không thể thiếu để đo lưu lượng của chất khí, chất lỏng, hay hỗn hợp khí-lỏng… trong các ứng dụng công nghiệp như: F&B, dầu mỏ- khí đốt, hóa chất-dược phẩm, …
Độ chính xác của lưu lượng kế phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: áp suất bồn chứa hay đường ống dẫn, nhiệt độ, dạng lưu chất, đặc tính của lưu chất…và cả môi trường đo xung quanh.
Chúng ta cùng tìm hiểu từng loại cảm biến đo lưu lượng, xem chúng là gì và phù hợp với nhu cầu đo nào nhé!
Lưu lượng kế đo vận tốc dòng chảy
Trong lưu lượng kế vận tốc, lưu lượng được tính bằng cách đo tốc độ ở một hoặc nhiều điểm trong luồng và tích hợp tốc độ dòng chảy trên khu vực dòng chảy.
Ống pitot
Ống pitot là một trong những cách được sử dụng nhiều nhất (và rẻ nhất) để đo lưu lượng chất lỏng, đặc biệt là trong các ứng dụng không khí như hệ thống thông gió và HVAC, thậm chí được sử dụng trong máy bay để đo tốc độ.
Ống pitot đo tốc độ dòng chất lỏng bằng cách chuyển đổi động năng của dòng chảy thành năng lượng điện.
Lưu lượng kế đo nhiệt lượng
Nguyên lý đo nhiệt lượng để đo lưu lượng chất lỏng dựa trên hai cảm biến nhiệt độ tiếp xúc gần với chất lỏng nhưng cách nhiệt với nhau.
Một trong hai cảm biến được làm nóng liên tục và hiệu ứng làm mát của chất lỏng chảy được sử dụng để theo dõi tốc độ dòng chảy. Trong điều kiện chất lỏng đứng yên (không có dòng chảy), có sự chênh lệch nhiệt độ không đổi giữa hai cảm biến nhiệt độ. Khi lưu lượng chất lỏng tăng, năng lượng nhiệt được rút ra từ cảm biến được làm nóng và chênh lệch nhiệt độ giữa các cảm biến được giảm. Sự giảm tỷ lệ thuận với tốc độ dòng chảy của chất lỏng.
Thời gian đáp ứng sẽ thay đổi do tính dẫn nhiệt của chất lỏng. Nói chung độ dẫn nhiệt thấp hơn đòi hỏi vận tốc cao hơn thích hợp để đo lường.
Lưu lượng kế đo nhiệt lượng có thể đạt được độ chính xác tương đối cao ở tốc độ dòng chảy thấp.
Lưu lượng kế tuabin
Có nhiều thiết kế sản xuất khác nhau của đồng hồ đo lưu lượng tuabin, nhưng nhìn chung chúng đều dựa trên cùng một nguyên tắc đơn giản:
Nếu một chất lỏng di chuyển qua một đường ống và tác động lên các cánh của tuabin, tuabin sẽ bắt đầu quay và quay. Tốc độ quay được đo để tính lưu lượng.
Tỷ lệ đầu vào có thể lớn hơn 100: 1 nếu máy đo tua bin được hiệu chuẩn cho một chất lỏng và được sử dụng ở điều kiện không đổi. Độ chính xác có thể tốt hơn +/- 0,1%.
Đồng hồ đo lưu lượng chất lỏng bằng dòng xoáy
Một tắc nghẽn trong dòng chảy chất lỏng tạo ra các dòng xoáy trong dòng chảy xuôi. Mọi vật cản đều có thể gây ra sự biến đổi tốc độ dòng xoáy chất lỏng. Sự biến đổi xoáy là trường hợp nơi các vùng áp suất thấp xen kẽ được tạo ra ở hạ lưu.
Những vùng áp suất thấp xen kẽ này làm cho vật cản di chuyển về phía vùng áp thấp. Với các cảm biến đo các dòng xoáy, thì cường độ của dòng chảy có thể đo được.
Cảm biến lưu lượng điện từ
Một lưu lượng kế điện từ hoạt động theo định luật cảm ứng điện từ của Faraday nói rằng điện áp sẽ được tạo ra khi một dây dẫn di chuyển qua từ trường. Chất lỏng đóng vai trò là chất dẫn và từ trường được tạo ra bởi các cuộn dây được cấp năng lượng bên ngoài ống.
Điện áp được tạo ra tỷ lệ thuận với tốc độ dòng chảy. Hai điện cực được gắn trong thành ống phát hiện điện áp được đo bởi một phần tử thứ cấp.
Đồng hồ đo lưu lượng điện từ có thể đo các chất lỏng và chất ăn mòn, và chúng có thể đo lưu lượng theo cả hai hướng với độ chính xác như nhau.
Đồng hồ đo lưu lượng điện từ có mức tiêu thụ điện tương đối cao và chỉ có thể được sử dụng cho chất lỏng dẫn điện như nước.
Cảm biến siêu âm đo lưu lượng
Tác động của chuyển động của một nguồn âm thanh và ảnh hưởng của nó đến tần số của âm thanh được Christian Johann Doppler quan sát và mô tả.
Tần số của tín hiệu phản xạ bị ảnh hưởng bởi vận tốc và hướng của dòng chất lỏng
Nếu một chất lỏng đang di chuyển về phía đầu dò, tần số của tín hiệu phản xạ sẽ tăng lên. Khi chất lỏng di chuyển ra khỏi đầu dò, tần số của tín hiệu phản xạ giảm.
Chênh lệch tần số bằng tần số phản xạ trừ đi tần số ban đầu và kết quả được sử dụng để tính tốc độ dòng chất lỏng.
Đồng hồ đo lưu lượng tích cực
Đồng hồ đo lưu lượng tích cực đo lưu lượng chất lỏng bằng các cánh quay được trang bị chính xác như các phần tử đo lưu lượng. Với khối lượng đã được xác định trước. Vòng quay của các cánh quạt tỷ lệ thuận với thể tích của chất lỏng được dịch chuyển.
Số vòng quay của cánh quạt được tính bằng một bộ phát xung điện tử tích hợp và được chuyển đổi thành thể tích và tốc độ dòng chảy.
Lưu lượng kế dịch chuyển tích cực có thể được sử dụng cho tất cả các chất lỏng không ăn mòn như dầu nóng, dầu bôi trơn, phụ gia polymer, mỡ động vật và thực vật, mực in, và nhiều loại khác.
Độ chính xác có thể lên tới 0,1% của toàn dải đo với tỉ lệ từ 70: 1 trở lên.
Lưu lượng kế Coriolis
Cảm biến đo lưu lượng Coriolis sử dụng hiệu ứng Coriolis để đo lưu lượng di chuyển qua phần tử. Chất lỏng cần đo chạy qua một ống hình chữ U để tạo ra góc dao động điều hòa. Do lực Coriolis, các ống sẽ biến dạng và một thành phần rung bổ sung sẽ được thêm vào dao động. Thành phần bổ sung này gây ra sự dịch pha trên một số vị trí của các ống có thể được đo bằng cảm biến.
Đồng hồ đo lưu lượng Coriolis nói chung rất chính xác, tốt hơn +/- 0,1% với tỷ lệ thay đổi lớn hơn 100: 1. Cảm biến đo lưu lượng Coriolis cũng có thể được sử dụng để đo mật độ chất lỏng, bùn và khí. Ngoài ra, máy đo lưu lượng Coriolis không nhạy cảm với những thay đổi về áp suất, nhiệt độ, độ nhớt và mật độ.
Đo lưu lượng kênh hở
Một phương pháp phổ biến để đo lưu lượng qua một kênh hở là đo chiều cao của chất lỏng khi nó đi qua vật cản dưới dạng tấm chắn hoặc đập trong kênh.
Có một số loại cảm biến chuyên dùng cho việc đo này như: cảm biến siêu âm, cảm biến radar…
Một số mẹo để chọn lựa thiết bị đo lưu lượng cho bạn
Đồng hồ đo lưu lượng, cảm biến đo lưu lượng, máy đo lưu lượng … trên thị trường có rất nhiều hãng cung cấp. Với đủ chủng loại, tính năng, hình dáng, kích thước… Vì thế, để chọn được một loại thiết bị đo lưu lượng phù hợp, không phải là chuyện dễ dàng.
Các loại lưu lượng kế hiện nay rất đa dạng và luôn sẵn có cho bất kỳ ứng dụng công nghiệp hay dân dụng nào. Việc chọn lựa cảm biến đo lưu lương loại nào cho ứng dụng cụ thể thường dựa vào:
- Đặc tính chất lỏng (dòng chảy, độ nhớt, độ đậm đặc, …)
- Dạng dòng chảy (chảy tầng, chuyển tiếp, chảy hỗn loạn, …),
- Dải lưu lượng
- Yêu cầu về độ chính xác phép đo.
Các yếu tố khác như các hạn chế về cơ khí và kết nối đầu ra mở rộng cũng sẽ ảnh hưởng đến quyết định chọn lựa này.
Lựa chọn thiết bị đo lưu lượng như thế nào?
Bài viết này, mình cũng không giấu gì, mà chia sẻ luôn với các bạn một số mẹo, yếu tố quan trọng khi chọn thiết bị đo lưu lượng như:
- Độ chính xác. Công việc của bạn cần đo lưu lượng với độ chính xác bao nhiêu? Sai số cho phép là bao nhiêu thì hợp lý?
- Sau khi biết được độ chính xác mình cần rời thì, chọn sản phẩm có thương hiệu ổn trong tầm giá, so sánh giá cả của các hãng, từ đó quyết định loại có giá ổn nhất với bạn
- Xét đến đường ống hay điểm đo, để biết được tốc độ dòng chảy, quyết định đến thông số thiết bị cần sử dụng.
- Đường kín điểm lắp đặt hay vị trí lắp đặt có yêu cầu gì về kích thước của cảm biến đo lưu lượng hay không
- Chức năng của thiết bị đo lưu lượng có phù hợp không? Có phù hợp yêu cầu vận hành không?
- Sau đó là xét đến khả năng bảo trì, bảo dưỡng thiết bị có đòi hỏi phải dùng đến thiết bị hay dung dịch chuyên biệt không? Điều này cũng ảnh hướng đến độ bền của thiết bị đó!
Những yếu tố này ít nhiều liên quan đến nhau. Ví dụ – chi phí của cảm biến lưu lượng tăng tỉ lệ thuận với độ chính xác và chất lượng cũng như độ bền của thiết bị.
Lời kết
Cách đây chừng 10 năm trước, mình từng gặp rất nhiều khó khăn trong việc tìm kiếm thông tin như: Lưu lượng là gì? Thiết bị đo lưu lượng là gì? Có bao nhiêu cách đo lưu lượng dòng chảy?…Hỏi thì không ai chịu chỉ, đa số là giấu nghề. Mình hiểu được điều đó, và với sự tiến bộ phát triển của công nghệ này này, giúp mình chia sẻ được những kiến thức này đến với các bạn đọc.
Hy vọng rằng, bài viết sẽ giúp ích cho công việc của các bạn. Hẹn gặp lại các bạn ở những bài viết tiếp theo! Cảm ơn bạn đọc.
