Trong cuộc sống hàng ngày cũng như trongcông nghiệp, đo lưu lượng là một trong nhữngphép đo được sử dụng rộng rãi nhất.Chúng ta có khá nhiều nguyên lý đo lưu lượngvà hầu hết các nguyên lý đo điều cho kết quảkhá chính xác.Lưu lượng vật chất là số lượng chất ấy chảyqua tiết diện ngang của ống dẫn trong một đơnvị thời gian• Lưu lượng được tính bằng trọng khối trên mộtđơn vị thời gian: Qm = mt (kgs)
VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC TỔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BỊ ĐO LƯU LƯỢNG Văn Đình Sơn Thọ Bộ môn Công nghệ Hữu – Hóa dầu Trong sống hàng ngày công nghiệp, đo lưu lượng phép đo sử dụng rộng rãi Chúng ta có nhiều nguyên lý đo lưu lượng hầu hết nguyên lý đo điều cho kết xác KHÁI NIỆM VỀ LƯU LƯỢNG • Lưu lượng vật chất số lượng chất chảy qua tiết diện ngang ống dẫn đơn vị thời gian • Lưu lượng tính thể tích đơn vị thời gian: Qv = V/t (m3/s) • Lưu lượng tính trọng khối đơn vị thời gian: Qm = m/t (kg/s) Một số phương pháp đo lưu lượng phổ biến • • • • • • • • • Đo lưu lượng theo nguyên lý chênh áp Đo lưu lượng theo tiết diện thay đổi Đo lưu lượng theo nguyên lý chiếm chổ Đo lưu lượng theo nguyên lý turbine Đo lưu lượng theo nguyên lý Vortex Đo lưu lượng theo nguyên lý từ tính Đo lưu lượng theo nguyên lý siêu âm Đo lưu lượng theo nguyên lý nhiệt Đo lưu lượng theo nguyên lý Coriolis Đo lưu lượng theo nguyên lý chênh áp • Nguyên tắc làm việc dụng cụ dựa độ chênh lệch áp suất ống có thắt dòng • Độ chênh áp suất phụ thuộc vào lưu lượng chảy qua ống Đặc điểm • Hạn chế dải đo: – 10 LPM nhạy với thay đổi dạng vận tốc dòng chảy • Lắp đặt thiết bị phải xác, đặc biệt đường ống trước sau lưu lượng kế phải đủ thẳng • Các thiết bị đo dành riêng để sử dụng cho loại khí chất lỏng Một số thiết bị hãng ABB Đo lưu lượng theo tiết diện thay đổi • Chất lỏng cần đo chảy vào đáy ống làm phao lên, làm tăng tiết diện khe hở quanh phao cho chất lỏng chảy vào Tốc độ dòng chảy tăng phao dịch chuyển lên trên, vị trí phao ống ổn định hàm trực tiếp tốc độ dòng chảy Đặc điểm • Phạm vi đo thấp 0- 13LPM lưu lượng kế kiểu dùng rộng rãi ứng dụng sản xuất phòng thí nghiệm nơi đo chất khí chất lỏng • Các lưu lượng kế dạng phao đơn giản đáng tin cậy Độ xác thường 2% toàn thang đo, phụ thuộc vào dải đo giá thành thiết bị Một số lưu lượng kế phao Thiết bị đo lưu lượng kiểu phao hãng Cole-Parmer Thiết bị đo lưu lượng kiểu phao hãng ABB Đo lưu lượng theo nguyên lý từ tính • Nguyên lý đo sử dụng với lưu chất dẫn điện, sử dụng nguyên lý máy phát điện: Khi vật liệu dẫn điện qua từ trường sinh điện áp, lưu lượng nhiều điện áp sinh lớn Đặc điểm • Phạm vi đo rộng: 50-5000 GPM, phần chuyển động, không làm tắc ống, dải kích thước ống rộng, dùng để đo dòng lưỡng hướng • Độ xác:0,5% không bị ảnh hưởng thay đổi độ nhớt tỷ trọng chất lỏng • Chất lỏng cần phải dẫn điện, Do chúng không thích hợp ứng dụng đo chất khí, nước, chất lỏng không dẫn điện dầu Lắp đặt • Đảm bảo khoảng cách vị trí hợp lý: • Vị trí lắp đặt hợp lý lưu lượng kế cảm ứng điện từ Một số thiết bị hãng ABB Đo lưu lượng theo nguyên lý siêu âm • Sóng siêu âm tần số MHz truyền góc vào dòng chất lỏng cần đo Một phần lượng bị phản hồi điểm gián đoạn âm hạt nhỏ, bong bóng, dòng xoáy hỗn loạn Sự khác biệt tần số tín hiệu truyền tín hiệu nhận (độ dịch tần số Doppler) tỷ lệ trực tiếp với vận tốc dòng chảy Đặc điểm • Phạm vi đo rộng, đo tốc độ dòng chảy từ 0,19m/s; Độ xác: ± 2%, làm việc với nhiều đường kính ống lớn từ 0,5- 200 inch, giá thành tăng không đáng kể đường kính ống tăng • Phải đảm bảo đường ống đo đầy •Đảm bảo khoảng cách hợp lý lưu lượng kế với thiết bị lắp đường ống Một số thiết bị đo lưu lượng siêu âm Lưu lượng kế siêu âm SITRAN F US Siemens Lưu lượng kế Doppler cầm tay hãng Cole-Parmer Đo lưu lượng theo nguyên lý nhiệt • Nguyên lý đo nầy cần tối thiểu TE – Thermal Element Một hai dùng để đo nhiệt độ dòng lưu chất trước gia nhiệt lại đo nhiệt độ dòng lưu chất sau gia nhiệt • Như vậy, cho dù nhiệt độ dòng lưu chất trước đo có thay đổi kết đo bảo đảm độ xác cần thiết Kết đo TE xử lý thiết bị đo cho kết tín hiệu điện (4 – 20mA, – 5V ) tỉ lệ với lưu lượng lưu chất Một thiết bị lưu lượng kế nhiệt lượng ABB Đo lưu lượng theo nguyên lý Coriolis • Khi chưa có lưu chất qua, ống chữ U rung với tần số biên độ biết trước Khi lưu chất qua nhiều ảnh hưởng lực Coriolis mà ống xoắn Sự xoắn ống chữ U nầy làm cho dao động ống không giống ống rỗng mà lệch góc tương ứng • Để đo lưu lượng lưu chất qua ống, người ta đo lệch pha dao động nói Lưu lượng lớn độ lệch pha cao Đặc điểm • Đo lưu lượng khối lượng với phạm vi rộng từ 0- 9000 Kg/h độ xác cao ± 0,25% không bị ảnh hưởng thay đổi áp suất, độ nhớt, nhiệt độ mật độ • Giá thành cao, Giá thành trọng lượng tăng đáng kể đường kính ống tăng, thường sử dụng với đường ống có đường kính 100 mm • Lắp đặt vị trí nào, đảm bảo đường ống đo hoàn toàn đầy chất lỏng Thiết bị truyền thông chuẩn HART • Hầu hết tín hiệu thiết bị đo lưu lượng tín hiệu điện, nên ta dùng thiết bị truyền thông HART để truyền thông kỹ thuật số hệ thống điều khiển/ PC, thiết bị cầm tay lưu lượng kế LỰA CHỌN LƯU LƯỢNG KẾ Có năm nhân tố nên tham khảo chọn lựa lưu lượng kế • • • • • Loại chất lỏng cần đo Điều kiện hoạt động Điều kiện lắp đặt Các tính hoạt động cần có Yếu tố kinh tế ... áp Đo lưu lượng theo tiết diện thay đổi Đo lưu lượng theo nguyên lý chiếm chổ Đo lưu lượng theo nguyên lý turbine Đo lưu lượng theo nguyên lý Vortex Đo lưu lượng theo nguyên lý từ tính Đo lưu lượng. .. khoảng cách hợp lý lưu lượng kế với thiết bị lắp đường ống Một số thiết bị đo lưu lượng siêu âm Lưu lượng kế siêu âm SITRAN F US Siemens Lưu lượng kế Doppler cầm tay hãng Cole-Parmer Đo lưu lượng. .. trước đo có thay đổi kết đo bảo đảm độ xác cần thiết Kết đo TE xử lý thiết bị đo cho kết tín hiệu điện (4 – 20mA, – 5V ) tỉ lệ với lưu lượng lưu chất Một thiết bị lưu lượng kế nhiệt lượng ABB Đo lưu