ĐO DÒNG LƯU CHẤT TRONG ỐNG DẪN KÍN - ĐO LƯU LƯỢNG BẰNG LƯU LƯỢNG KẾ TẠO XOÁY ĐẶT TRONG ỐNG TIẾT DIỆN TRÒN CHẢY ĐẦY

Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9499:2013 ISO/TR 12764:1997 ĐO DÒNG LƯU CHẤT TRONG ỐNG DẪN KÍN - ĐO LƯU LƯỢNG BẰNG LƯU LƯỢNG KẾ TẠO XỐY ĐẶT TRONG ỐNG TIẾT DIỆN TRỊN CHẢY ĐẦY Measurement of fluid flow in closed conduits - Flowrate measurement by means of vortex shedding flowmeters inserted in circular cross-section conduits running full Lời nói đầu TCVN 9499:2013 hồn tồn tương đương với ISO/TR 12764:1997; TCVN 9499:2013 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 30 Đo lưu lượng lưu chất ống dẫn kín biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ công bố Lời giới thiệu TCVN 9499 (ISO/TR 12764) tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng cho thiết bị đo lưu chất ống dẫn kín khác Thuật ngữ “lưu lượng kế tạo xoáy” thường gọi thiết bị đo xoáy, dùng cho số lượng lớn thiết bị có thiết kế khác Các thiết bị có điểm giống việc tạo dịng xốy từ vật cản (gọi vật cản đứng) đặt cách có chủ định đường dẫn chất lỏng thiết bị đo Tần số xốy (f) có mối liên hệ với lưu lượng thể tích (qv) lưu chất ống theo quy luật vật lý tự nhiên Các dịng xốy đếm khoảng thời gian qui định để xác định tổng lưu lượng Hiện tượng tạo xoáy sở chấp thuận cho việc đo lưu chất Hiện có loại lưu lượng kế đo dòng chảy lưu chất từ chất lỏng cryo đến nước khí áp suất cao Rất nhiều lưu lượng kế tạo xốy có thiết kế độc quyền chi tiết kiểu dáng lưu lượng kế không đề cập tiêu chuẩn Chưa đủ liệu thu thập phân tích để đưa tiêu chuẩn dải độ không đảm bảo đo dự kiến cho lưu lượng kế loại ĐO DỊNG LƯU CHẤT TRONG ỐNG DẪN KÍN - ĐO LƯU LƯỢNG BẰNG LƯU LƯỢNG KẾ TẠO XOÁY ĐẶT TRONG ỐNG TIẾT DIỆN TRÒN CHẢY ĐẦY Measurement of fluid flow in closed conduits - Flowrate measurement by means of vortex shedding flowmeters inserted in circular cross-section conduits running full Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn cung cấp thơng tin chung lưu lượng kế tạo xốy, bao gồm thuật ngữ tập hợp cơng thức kỹ thuật hữu ích việc xác định tính Tiêu chuẩn mơ tả cấu tạo đặc trưng lưu lượng kế tạo xoáy nhận biết cần thiết việc kiểm tra, chứng nhận liên kết chuẩn vật liệu Ngoài tiêu chuẩn cịn cung cấp thơng tin kỹ thuật để giúp người sử dụng lựa chọn, sử dụng lưu lượng kế tạo xoáy hướng dẫn hiệu chuẩn Tiêu chuẩn giải thích thuật ngữ liên quan mơ tả quy trình kiểm tra với yêu cầu kỹ thuật, ý sử dụng phương trình để xác định đặc tính tính mong đợi Tiêu chuẩn trình bày cách xác định vận tốc lưu chất tần số xốy, cách xác định thể tích, khối lượng lưu lượng thể tích tiêu chuẩn cách đo tổng chất lỏng chảy qua thiết bị đo khoảng thời gian xác định Tiêu chuẩn áp dụng lưu lượng kế nguyên (không áp dụng loại lắp rời) dòng chảy dòng chảy thay đổi chậm, xem đơn pha với ống dẫn kín chảy đầy Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm cơng bố áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu viện dẫn khơng ghi năm cơng bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) TCVN 4255 (IEC 60529), Cấp bảo vệ vỏ (mã IP) LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn TCVN 8112 (ISO 4006), Đo dòng chảy chất lỏng ống dẫn kín - Từ vựng ký hiệu TCVN 8113-1:2009 (ISO 5167-1:2003), Đo dòng lưu chất thiết bị chênh áp gắn vào đường ống có tiết diện trịn chảy đầy - Phần 1: Ngun lý chung yêu cầu TCVN 8114 (ISO 5168), Đo dịng lưu chất - Quy trình đánh giá độ khơng bảo đảm đo ISO 7066-1:1989, Asseessment of uncertainty in the calibration and use of flow measurement devices - Part 1: Linear calibration relationships (Đánh giá độ không đảm bảo đo hiệu chuẩn việc sử dụng thiết bị đo dòng - Phần 1: Mối quan hệ hiệu chuẩn tuyến tính) ISO 7066-2:1988, Asseessment of uncertainty in the calibration and use of flow measurement devices - Part 2: Non - linear calibration relationships (Đánh giá độ không đảm bảo đo hiệu chuẩn việc sử dụng thiết bị đo dịng - Phần 2: Mối quan hệ hiệu chuẩn khơng tuyến tính) IEC 60359, Expressions of the functional performance of electronic measuring equipment (Biểu thị theo hàm tính thiết bị đo điện tử) IEC 60381-1, Analogue signals for process controls systems - Part 1: Direct current signals (Tín hiệu tương tự hệ thống điều khiển trình - Phần 1: Tín hiệu dịng điện chiều) IEC 60381-2, Analogue signals for process controls systems - Part 2: Direct voltage signals (Tín hiệu tương tự hệ thống điều khiển q trình - Phần 2: Tín hiệu điện áp chiều) Thuật ngữ, định nghĩa Tiêu chuẩn sử dụng thuật ngữ, định nghĩa nêu TCVN 8112 (ISO 4006), TCVN 8114 (ISO 5168), ISO 7066-1, ISO 7066-2 thuật ngữ, định nghĩa sau: 3.1 Sai số ngẫu nhiên (random error) Thành phần sai số đo thay đổi cách khơng đốn trước thực nhiều phép đo đại lượng đo CHÚ THÍCH: Sai số ngẫu nhiên khơng thể hiệu 3.2 Sai số hệ thống (systematic error) Thành phần sai số đo giữ nguyên không đổi thay đổi cách dự đốn thực nhiều phép đo đại lượng đo CHÚ THÍCH: Sai số hệ thống nguyên nhân biết chưa biết 3.3 Độ không đảm bảo (uncertainty) Ước lượng đặc trưng cho dãy giá trị chứa giá trị thực phép đo 3.4 Độ không đảm bảo ngẫu nhiên (random uncertainty) Thành phần độ không đảm bảo gắn với sai số ngẫu nhiên CHÚ THÍCH: Có thể giảm ảnh hưởng độ không đảm bảo đo ngẫu nhiên lên giá trị trung bình cách tiến hành nhiều phép đo 3.5 Độ không đảm bảo hệ thống (systematic uncertainty) Thành phần độ không đảm bảo gắn với sai số hệ thống CHÚ THÍCH: Khơng thể giảm ảnh hưởng độ khơng đảm bảo đo hệ thống cách tiến hành nhiều phép đo 3.6 Hệ số K (K-factor) Tỉ số đầu lưu lượng kế đo nhiều xung với tổng thể tích tương ứng lưu chất chảy qua lưu lượng kế khoảng thời gian đo Xem Hình CHÚ THÍCH 1: Sự biến đổi hệ số K thể qua hàm số số Reynolds đường ống lưu lượng điều kiện nhiệt động học cụ thể Hệ số K trung bình thường sử dụng xác định công thức: Kmean = Trong đó: Kmax giá trị lớn hệ số K phạm vi định, Kmax giá trị nhỏ Hệ số K phạm vi Ngồi ra, giá trị trung bình hệ số K tồn phạm vi dịng chảy LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn lưu lượng kế tính tốn Hệ số K thay đổi thân lưu lượng kế chịu tác động áp suất nhiệt độ, xem Điều 11 Nên tham vấn nhà sản xuất có khác biệt hệ số K lưu chất khí khác biệt sơ đồ ống ống liền kề CHÚ THÍCH 2: Hệ số K trình bày xung đơn vị thể tích CHÚ DẪN Hệ số K Số Reynold đường ống Phạm vi tuyến tính định Độ tuyến tính (± %) Hình - Hình dạng điển hình đường cong Hệ số K 3.7 Tính tuyến tính (linearity) Tính bất biến hệ số K phạm vi quy định xác định số Reynold đường ống lưu lượng Xem Hình CHÚ THÍCH: Các giới hạn phạm vi tuyến tính quy định nhà sản xuất 3.8 Khoảng đo (rangeability) Tỉ số lưu lượng lớn lưu lượng nhỏ số Reynolds phạm vi lưu lượng kế đạt độ xác quy định (độ không đảm bảo) 3.9 Số Reynolds (Reynolds number) Re Tỉ số không thứ nguyên lực quán tính lực nhớt, sử dụng tham số tương quan liên kết ảnh hưởng độ nhớt, khối lượng riêng vận tốc đường ống 3.10 Số Strouhal (Strouhal number) St Tham số không thứ nguyên thể mối liên quan tần số tạo xoáy đo với vận tốc lưu chất kích thước đặc trưng vật cản đứng CHÚ THÍCH: Trên thực tế hệ số K, không thứ nguyên, thay số Strouhal tham số quan trọng 3.11 Áp suất cục thấp (lowest local pressure) Áp suất thấp lưu lượng kế CHÚ THÍCH: Đây áp suất đáng lưu tâm trường hợp xâm thực nhấp nháy Một phần áp suất khôi phục phía dịng lưu lượng kế 3.12 Tổn hao áp suất (pressure loss) Sự chênh lệch áp suất phía dịng vào áp suất phía dịng lưu lượng kế sau phục hồi 3.13 Nhấp nháy (flashing) Sự tạo thành bọt CHÚ THÍCH: Nhấp nháy xảy áp suất hạ thấp xuống áp suất chất lỏng 3.14 Hiện tượng khí xâm thực (cavitation) LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn Hiện tượng xảy sau nhấp nháy, áp suất khôi phục cao áp suất bọt vỡ CHÚ THÍCH: Hiện tượng khí xâm thực gây sai số phép đo phá hỏng thiết bị đo 3.15 Thời gian đáp ứng (response time) Thời gian cần thiết để lưu lượng thị khác biệt so với lưu lượng thực lượng quy định (chẳng hạn 10%) đáp ứng với mức thay đổi lưu lượng 3.16 Hỏng hóc (fade) Sự sai hỏng lưu lượng kế tạo xốy, khơng tạo phát dịng xốy Ký hiệu số Ký hiệu Đại lượng Thứ nguyên Đơn vị SI a Thời gian đáp ứng T s D Đường kính tiết diện lưu lượng kế đo L m -1 f Tần số tạo xoáy T Hz d Chiều rộng vật cản đứng vng góc với dịng L m L -3 m-3 K Hệ số K, hệ số lưu lượng kế = 1/K N Số xung qv Lưu lượng thể tích L3T1 m3/s qm Lưu lượng khối lượng MT-1 kg/s Không thứ nguyên Qv Tổng thể tích dịng L m3 Qm Tổng khối lượng dịng M kg Re Số Reynolds Không thứ nguyên St Số Strouhal Khơng thứ ngun U Vận tốc trung bình lưu chất tiết diện lưu lượng kế LT-1 K-1 Hệ số giãn nở tuyến tính vật liệu  Độ nhớt động học tuyệt đối  Khối lượng riêng lưu chất T Nhiệt độ t m/s ML-1 T-1 Pa.s ML-3 kg/m3 K Phần trăm sai số khoảng thời gian trung bình Khơng thứ ngun Phân bố t hai đuôi độ tin cậy 95 % Không thứ nguyên Ước lượng độ lệch chuẩn khoảng thời gian trung bình T s T Thời gian tạo xốy trung bình T s n Số lần đo P Áp suất ML-1T-2 Pa Pdmin Giới hạn áp suất tối thiểu phía dịng ML-1T-2 Pa c1, c2 Hằng số thực nghiệm P Tổng sụt áp ML-1T-2 Pa Pvap Áp suất chất lỏng nhiệt độ dòng chảy ML-1T-2 Pa LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Không thứ nguyên Không thứ nguyên Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn CHÚ THÍCH: Thứ nguyên bản: M = khối lượng, L = chiều dài, T = thời gian, = nhiệt độ 4.2 Chỉ số Chỉ số Mô tả b Điều kiện flow Trạng thái lưu chất chảy D Đường kính thơng suốt tiết diện lưu lượng kế, xem phần m Đơn vị khối lượng Điều kiện chuẩn quy chiếu V Đơn vị thể tích, điều kiện chuẩn v Đơn vị thể tích, trạng thái chảy mean Trung bình cực trị max Giá trị lớn Giá trị nhỏ i Phép đo thứ i d Dòng Nguyên lý 5.1 Khi vật cản đứng đặt ống chứa lưu chất chảy, lớp ranh giới (viền) hình thành chảy dọc bề mặt vật cản đứng Do mômen không đủ độ dốc áp suất ngược chiều, nên chia tách xảy tầng trượt không ổn định tạo thành Dần dần tầng trượt cuộn lại thành dịng xốy tỏa từ phía vật cản đứng lan truyền xuống phía dịng Các dịng xốy gọi đường xoáy Von kiểu Karman (xem Hình 2) Tần số cặp xốy tạo tỉ lệ thuận với vận tốc lưu chất Nhờ trình tạo xốy lặp lại nên đo dòng CHÚ DẪN: Dòng Vật cản đứng Xốy Ống dẫn Hình - Ngun lý 5.2 Các cảm biến sử dụng để phát dịng xốy, cụ thể cảm biến chuyển thay đổi vận tốc áp suất gắn với dịng xốy thành tín hiệu điện 5.3 Số Strouhal, St, liên quan tần số xoáy tạo ra, f, kích thước d đặc trưng vật cản đứng vận tốc lưu chất U U= LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn 5.4 Đối với số hình dạng định vật cản đứng, số Strouhal bất biến phạm vi rộng số Reynolds Điều có nghĩa số Strouhal khơng phụ thuộc vào khối lượng riêng, áp suất, độ nhớt thông số vật lý khác Trong trường hợp này, vận tốc dòng tỷ lệ thuận với tần số tạo xốy, hay cịn gọi tốc độ xung dịng xốy U= Trong số d/St, lưu lượng thể tích trạng thái chảy, cịn gọi lưu lượng thể tích, xác định bởi: qv = A x U = Trong A xác định diện tích hiệu dụng dịng chảy có cấu hình ống dẫn/lưu lượng kế Hệ số K lưu lượng kế tạo xoáy xác định bởi: K= = Từ suy ra, qv = Để xác định lưu lượng khối lưu lượng thể tích điều kiện bản, nghĩa lưu lượng thể tích tiêu chuẩn, cần phải xác định khối lượng riêng nhiệt độ áp suất Lưu lượng khối lượng: qm = f x Lưu lượng thể tích điều kiện bản: qvb = x Tổng lượng lưu chất chảy qua lưu lượng kế khoảng thời gian quy định xác định bởi: Qv = Qv = x Qm = f x Trong đó, N tổng số xốy, tức tổng số xung dịng xốy, khoảng thời gian định Mô tả lưu lượng kế 6.1 Thành phần vật lý Lưu lượng kế tạo xốy gồm hai phần: ống (đơi gọi thiết bị sơ cấp sơ cấp) thiết bị đầu (đôi gọi thiết bị thứ cấp thứ cấp) 6.1.1 Ống Là phần tích hợp hệ thống đường ống q trình, gồm thân lưu lượng kế, vật cản đứng cảm biến 6.1.1.1 Thân lưu lượng kế thường có hai kiểu dáng: kiểu mặt bích gắn trực tiếp với mặt bích đường ống kiểu lát mỏng, tức mặt bích, kẹp hai bích đường ống cạnh bu-lông 6.1.1.2 Vật cản đứng phận đặt tiết diện thân lưu lượng kế Hình dạng kích thước tỉ lệ tương quan với vùng mở tiết diện thân lưu lượng kế ảnh hưởng đến tính tuyến tính hệ số K Khơng có hình dạng vật cản đứng lý tưởng Hình minh họa vật cản đứng có hình vng, điều khơng có nghĩa kiểu hình dạng ưa chuộng có tính thực tiễn 6.1.1.3 Bộ cảm biến phát đường xốy Vị trí ngun lý cảm biến khác tùy kiểu dáng lưu lượng kế (Xem Phụ lục B) LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn 6.1.2 Thiết bị đầu Thiết bị đầu chuyển tín hiệu cảm biến thành liệu lưu lượng dạng số, liệu tổng dòng dạng số, xung tín hiệu xung tỉ lệ hóa, và/hoặc đầu chuẩn hóa dạng tương tự (xem IEC 60381) 6.2 Ghi nhãn thiết bị 6.2.1 Các lưu lượng kế phải dán nhãn để nhận biết nhà sản xuất, số seri, áp suất danh định, hệ số K trung bình hệ số lưu lượng kế chứng nhận vị trí nguy hiểm, có 6.2.2 Hướng dòng phải ghi cố định thân lưu lượng kế, tốt hai mặt 6.3 Vấn đề an toàn 6.3.1 Tất phần lưu lượng kế có áp lưu chất ướt phải đáp ứng quy định tiêu chuẩn riêng áp dụng cho việc lắp đặt cụ thể 6.3.2 Do lưu lượng kế tạo xoáy phần hệ thống đường ống trình (thiết bị đo mắc nối tiếp) nên phải tn thủ qui trình kiểm tra thử nghiệm tương tự thiết bị mắc nối tiếp khác 6.3.3 Cần liên hệ với nhà sản xuất để biết thêm chứng nhận vật liệu dùng kết cấu, thử nghiệm thủy tĩnh v.v Các lưu ý sử dụng 7.1 Kích cỡ Phải cẩn trọng định cỡ lưu lượng kế tạo xoáy để đảm bảo lưu lượng nằm giá trị lưu lượng lớn nhỏ theo độ khơng đảm bảo u cầu Do tính tuyến tính phạm vi dòng chảy phụ thuộc vào số Reynold, nên số Reynold lưu chất phải nằm giới hạn quy định Đường cong sai số hiệu chuẩn lưu lượng kế tạo xốy thể hàm lưu lượng thể tích số Reynold với giới hạn độ không đảm bảo đo quy định Các điều kiện vận hành phải nằm phạm vi giới hạn để đảm bảo độ không đảm bảo đo quy định cho lưu lượng kế (Xem Hình 1) Các giới hạn xác định phạm vi tuyến tính lưu lượng kế Lưu lượng thể tích nhỏ phụ thuộc vào số Reynold phụ thuộc vào khối lượng riêng độ nhớt lưu chất Lưu lượng thể tích nhỏ bị giới hạn độ nhạy thiết bị cảm biến 7.2 Quá trình thủy động lực học 7.2.1 Áp suất lưu chất Áp suất lưu chất điểm thấp phải đủ lớn để tránh tượng nhấp nháy khí xâm thực khơng dùng lưu chất nhiều pha khí/lỏng, chẳng hạn ẩm 7.2.2 Khí xâm thực Cần tham vấn khuyến nghị nhà sản xuất để tránh tượng nhấp nháy khí xâm thực Các khuyến nghị sử dụng dạng công thức gồm áp suất lưu chất đo áp suất cục thấp lưu lượng kế Có thể có khuyến nghị tăng đối áp cách sử dụng van phía dịng Xem Phụ lục C 7.2.3 Biên dạng xốy khơng khai triển Lưu lượng kế tạo xoáy nhạy cảm với biên dạng vận tốc khơng bình thường xốy Khi lắp đặt lưu lượng kế cụ thể có khả khác với khuyến nghị nhà sản xuất, người sử dụng nên thực hiệu chuẩn trường liên hệ với nhà sản xuất để biết ảnh hưởng biết đến (xem 10.3) Cũng sử dụng thiết bị điều hòa dòng để điều chỉnh khơng bình thường dịng (xem 8.3) 7.2.4 Ổn định dòng Dòng lưu chất phải chảy thay đổi chậm theo thời gian đáp ứng lưu lượng kế Các xung lưu lượng kế áp suất ảnh hưởng đến tính 7.3 Rung Sự rung lưu lượng kế tạo xoáy đường ống phải nằm phạm vi mức mà nhà sản xuất khuyến nghị 7.4 An toàn LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn Chứng nhận độ kín nước vị trí nguy hiểm phải phù hợp với nơi định lắp đặt Xem IEC 60529 (Bảo vệ chống xâm nhập) Lắp đặt Phải tuân thủ hướng dẫn lắp đặt nhà sản xuất Trong trường hợp khơng có hướng dẫn tuân thủ yêu cầu tiết lưu TCVN 8113-1 (ISO 5167-1) với: 8.1 Vị trí lắp đặt Cần tuân thủ cảnh báo chung sau xác định vị trí lắp đặt lưu lượng kế a) Nhiễu điện phương thức chung gây cản trở đến phép đo Nhiễu tần số vô tuyến, nhiễu điện từ, nối đất khơng xác chắn tín hiệu khơng đủ ảnh hưởng đến kết phép đo Trong số trường hợp, việc kiểm tra nhiễu tín hiệu đầu khơng thể thực khơng có dịng Cần tham vấn nhà sản xuất để xem xét mức nhiễu có đủ cao để gây sai số hay không b) Phải thường xuyên tuân thủ giới hạn nhiệt độ, giới hạn rung, mơi trường ăn mịn giới hạn độ ẩm quy định nhà sản xuất (xem thêm 10.2) c) Cần chọn vị trí lắp đặt thuận tiện cho việc kiểm tra bảo trì thường xuyên việc lắp đặt ống dây dẫn 8.2 Ống dẫn Cần xem xét yếu tố sau chuẩn bị hệ thống đường ống cho việc lắp đặt lưu lượng kế thiết bị kèm theo 8.2.1 Các đoạn ống thẳng, khơng tắc có chiều dài quy định phải lắp đặt phía dịng vào phía dịng lưu lượng kế để đạt độ xác hoạt động Các chiều dài ống phải tuân thủ điều kiện 8.2.2 đến 8.2.15 Lưu ý chiều dài đoạn ống thẳng khác tùy thuộc vào cấu tạo lưu lượng kế chất rối phía dịng vào 8.2.2 Sơ đồ lắp đặt lý tưởng cần đảm bảo đường kính ống nối đường kính danh nghĩa lưu lượng kế Ngồi ra, cần đường kính ống dùng để hiệu chuẩn lưu lượng kế Bất kỳ thay đổi đột ngột đường kính lưu lượng kế ống nối gây thay đổi tính lưu lượng kế Cần tham vấn nhà sản xuất để tìm hiểu thơng tin ảnh hưởng 8.2.3 Lưu lượng kế cần lắp đặt đồng tâm với ống dẫn; gioăng không nhô bên đường ống 8.2.4 Nếu sử dụng nhiều đoạn ống chiều dài tổng thể phải thẳng với độ không khớp tối thiểu 8.2.5 Khơng dùng van ống chuyển hướng phía phía dịng lưu lượng kế Nếu thiết phải dùng van phía dịng vào, cần tham vấn nhà sản xuất tác động có tính lưu lượng kế 8.2.6 Có thể giảm bớt chiều dài cần thiết ống dẫn thẳng cách sử dụng thiết bị điều hòa dòng phù hợp (xem 8.3) 8.2.7 Trong trường hợp chất lỏng có bọt khí bị vào, và/hoặc lưu chất cần đo bị bẩn, cần sử dụng thiết bị tách khí hoặc/và lọc khí Các thiết bị phải lắp đặt phía dịng vào chiều dài ống dẫn thẳng thiết bị điều hòa dịng 8.2.8 Có thể lắp đặt van bướm để bảo trì, kiểm tra vệ sinh lưu lượng kế Trong trường hợp đó, cần dùng nối chữ T phía dịng vào chiều dài ống thẳng thiết bị điều hòa dòng xa đoạn thẳng phía dịng 8.2.9 Lưu lượng kế phải bảo vệ tránh áp ảnh hưởng giãn nở nhiệt lưu chất van phía dịng vào phía dịng bị đóng lúc 8.2.10 Có thể cần phải thực thêm phép đo áp suất, nhiệt độ khối lượng riêng Tuy nhiên, số lưu lượng kế tạo xoáy, việc xác định vị trí lắp đặt cảm biến cho phép đo quan trọng, nên cần tham khảo hướng dẫn nhà sản xuất Các lưu lượng kế cần lắp đặt theo hướng khuyến nghị nhà sản xuất 8.2.11 Khi đo dòng chất lỏng, ống dẫn phải chảy đầy Có cách để đảm bảo điều này, lắp đặt lưu lượng kế ống đứng với hướng dòng chảy lên 8.2.12 Lưu lượng kế cần bảo vệ tránh áp lực đường ống lớn LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn 8.2.14 Nếu lưu chất khí ngưng tụ (ví dụ nước) cần tham khảo khuyến nghị nhà sản xuất 8.2.15 Nhà sản xuất phải tư vấn lưu lượng kế phải tiếp xúc với điều kiện khắc nghiệt tượng nước va chất lỏng, tắc chất lỏng phép đo khí, vượt giới hạn.v.v 8.3 Thiết bị điều hịa Có nhiều thiết kế thiết bị điều hịa dịng giúp làm giảm bất thường việc phân bố vận tốc trục đường ống giúp làm giảm xoáy hai Vì thiết bị điều hịa dịng giúp nâng cao tính lưu lượng kế trường hợp điều kiện lắp đặt không theo khuyến nghị nhà sản xuất Cần tham vấn nhà sản xuất điều kiện lắp đặt và/hoặc sử dụng thiết bị điều hòa dòng Cụ thể, cần tham vấn kiểu, kích cỡ, vị trí tương đối thiết bị điều hòa dòng so với lưu lượng kế Vận hành 9.1 Lưu lượng kế phải vận hành theo giới hạn vận hành khuyến nghị nhà sản xuất để đạt độ không đảm bảo quy định đạt tuổi thọ thông thường Những điều cần ý vận hành định cỡ xác, lắp đặt phù hợp, quy trình bảo dưỡng vận hành quy định 9.2 Khi lắp đặt cần đảm bảo đường ống làm để loại bỏ bọt hàn, hạt bụi cặn lắng tụ khác Thực hành tốt thông thường tháo rời vật cản đứng cảm biến chí tồn lưu lượng kế trước làm thay thiết bị trước thử áp lực để kiểm tra rò rỉ 9.3 Cần tuân thủ quy trình khởi động nhà sản xuất để tránh làm hỏng vật cản đứng cảm biến giới hạn nước va, v.v 9.4 Để tránh làm thay đổi hệ số K, cần tham khảo lời khuyên nhà sản xuất cảnh báo sửa chữa thay cảm biến ảnh hưởng mài mòn lên vật cản đứng 10 Đặc tính tính 10.1 Trong phạm vi số Reynold độ không đảm bảo đo kèm theo, lưu lượng kế tạo xốy đo thể tích thực lưu chất qua ống lưu lượng kế khơng tính đến tính chất lưu chất, nghĩa khối lượng riêng độ nhớt (xem 5.4 phép đo khối lượng thể tích chuẩn) Nếu sử dụng phạm vi số Reynold quy định, cần tham vấn nhà sản xuất hệ số hiệu độ lớn kỳ vọng độ không đảm bảo đo 10.2 Nhiệt độ áp suất vận hành khác biệt đáng kể so với hiệu chuẩn ảnh hưởng đến mơ hình dịng chảy ảnh hưởng đến hệ số K lưu lượng kế Cần tham vấn nhà sản xuất hệ số hiệu tương ứng 10.3 Tính bị ảnh hưởng tượng tác động đến q trình tạo xốy, biên dạng vận tốc, dòng hai pha, nhiễu (ồn) máy bơm, tác động xung, ồn cản bên khí xâm thực Các tượng ảnh hưởng bất lợi đến phát xoáy thay đổi hệ số K Các ảnh hưởng giảm bớt loại bỏ cách lựa chọn lắp đặt cẩn thận phận hệ thống bố trí ống dẫn phù hợp Cần tham vấn nhà sản xuất xử lý vấn đề 11 Hiệu chuẩn (xác định hệ số K) 11.1 Nhà sản xuất phải rõ hệ số K trung bình lưu lượng kế độ khơng đảm bảo mong đợi điều kiện tham chiếu quy định Hệ số suy từ phép đo kích thước, phổ biến nhờ hiệu chuẩn dịng ướt Do tính lưu lượng kế tạo xốy khơng nhạy với số Reynold, hiệu chuẩn thực việc sử dụng lưu chất phù hợp, cần giữ tần số tạo xoáy số Reynold giới hạn thiết bị đo Phải nêu rõ phương pháp hiệu chuẩn sử dụng 11.2 Khi có thể, độ khơng đảm bảo đo cải thiện hiệu chuẩn trường (việc hiệu chuẩn tiến hành phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế liên quan) Đối với dịng khí, dụng cụ đo dịng chuẩn thường dụng cụ chuyển tiếp, bình thể tích hiệu áp suất nhiệt độ vòi phun tới hạn Đối với dòng chất lỏng, sử dụng dụng cụ chuyển tiếp, cân kỹ thuật đo thể tích 11.3 Nhà sản xuất phải cung cấp chứng hiệu chuẩn cần thiết tính Phụ lục A (Tham khảo) Biến động chu kỳ ảnh hưởng hiệu chuẩn LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn Biến động chu kỳ biến động tần số kèm theo thường cần lưu ý trình hiệu chuẩn CHÚ THÍCH: Tất phương pháp đo dịng lưu chất trực tiếp bị ảnh hưởng nhiều hay dao động rối dòng (thường gọi nhiễu dịng) Trong trường hợp đo xốy, gây nhiễu làm cho khoảng thời gian tín hiệu cảm biến thay đổi theo cách thức gọi ‘biến động chu kỳ.’ Có vài ảnh hưởng tác động đến đặc tính tạo xốy lưu lượng kế Các tác động bao gồm từ tượng vật lý mà phép đo phụ thuộc đến kỹ thuật xử lý tín hiệu điện tử sử dụng để thực phép đo Phần trình bày liên quan đến tượng vật lý q trình tạo xốy Liên quan đến biến động chu kỳ (xem thích bên dưới), thơng thường dao động nhỏ, ngẫu nhiên xuất giai đoạn tạo xoáy chu kỳ, lưu lượng giữ không đổi Kết là, việc xác định khoảng thời gian dẫn tới khoảng thời gian trung bình () độ lệch chuẩn () cho khoảng thời gian trung bình Nếu số tương đối lớn phép đo khoảng thời gian thực việc tăng số phép đo không tác động đáng kể đến độ lệch chuẩn Độ khơng đảm bảo ngẫu nhiên khoảng thời gian trung bình độ tin cậy 95% xác định bởi: = Trong đó: = t = phân bố t student t với n = 21 bậc tự độ tin cậy 95 % (bằng 2,0 từ 30 phép đo trở lên) n = số lần đo khoảng thời gian = = phép đo khoảng thời gian thứ i  = sai số phép đo khoảng thời gian trung bình, tính phần trăm CHÚ THÍCH: Cường độ vị trí tương đối xốy khác so với giá trị trung bình chúng Những khác biệt chất tượng rối dịng ảnh hưởng đến biến động tần số biên độ đầu detector Sự biến động tần số ảnh hưởng đến thời gian đáp ứng lưu lượng kế Các biến động biên độ nghiêm trọng hưởng đến tính lưu lượng kế, đặc biệt lưu lượng thấp, cách gây đếm thiếu hụt số xung Cần tham vấn nhà sản xuất mức rối đủ lớn để gây tượng Một xác định, N, số xung phải đếm để xác định lưu lượng nằm độ không đảm bảo ấn định trước ± % cho bởi: Thời gian cần thiết để tính giá trị trung bình này, a = N x thức: liên quan với lưu lượng cơng a= tương đương: a = đó: St = = Số St f = tần số tạo xoáy LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn U = vận tốc dòng nòng lưu lượng kế d = chiều rộng bề mặt vật cản đứng vng góc với dịng k = hệ số K trung bình qv = lưu lượng thể tích a = thời gian đáp ứng Vì vậy, thấy St khơng biến đổi theo lưu lượng (giả thuyết không thiết đúng) thời gian đáp ứng lưu lượng kế gắn với độ không đảm bảo đo khoảng thời gian q trình tạo xốy tỉ lệ nghịch với vận tốc lưu chất lưu lượng thể tích Ví dụ, lưu lượng kế có số St 0,24 độ lệch chuẩn phép đo khoảng thời gian tính bởi: = 1,5 % Và d/D = 0,27 thời gian a cần thiết để đạt lưu lượng trung bình với độ khơng đảm bảo 0,25 % xác định bởi: sau thay giá trị giả sử N lớn, Thời gian đáp ứng tính cho lưu lượng kế có kích thước 25 mm 145 mm có đặc tính trình bày Bảng A.1: Bảng A.1 - Thời gian, a, cần thiết độ không đảm bảo lưu lượng 0,25 % Vận tốc dòng a m/s s Cỡ lưu lượng kế D = 25 mm D = 145 mm 0,31 13,0 76,0 3,1 1,3 7,6 6,35 0,51 3,9 63,5 0,051 0,30 Vì vậy, số thời gian dòng vận tốc thấp ống dẫn lớn đủ lớn để cần thời gian tích hợp tương đối dài để có độ xác cao sau xáo trộn lưu lượng Chú ý nếu, = 3% thời gian bảng phải nhân với Cần tham vấn nhà sản xuất chi tiết liên quan đến ảnh hưởng tượng đồng hồ đo Phụ lục B (Tham khảo) Bộ cảm biến xốy Có nhiều kỹ thuật cảm biến thị trường để phát tạo xốy Đặc tính quan trọng phần tử cảm biến độ nhạy cao với toàn ảnh hưởng cần đo không nhạy với yếu tố tác LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn động khác nhiệt độ, xung áp suất, rung v.v Những dao động áp suất vận tốc vùng tạo xoáy gây ảnh hưởng khác nhau, ảnh hưởng phát loại cảm biến xốy lựa chọn, ví dụ sau: a) Sự chuyển động ứng suất học vật cản đứng, phát bởi: - Cảm biến biến dạng áp điện - Cảm biến đo biến dạng - Cảm biến biến dạng điện dung - Cảm biến quang học - v.v b) Sự thay đổi chênh áp hai bên qua vật cản đứng - Cảm biến áp suất áp điện - Cảm biến áp suất điện dung - Dao động bóng, lưỡi, - Cảm biến áp suất kiểu biến cảm - v.v c) Sự thay đổi vận tốc quanh vật cản đứng - Cảm biến điện trở - Phong kế dây nóng - Cảm biến siêu âm - v.v Cảm biến lắp bên bên vật cản đứng, đặt bên ngồi thân lưu lượng kế Khối lượng riêng lưu chất ảnh hưởng đến tính cảm biến xốy Lưu chất có khối lượng riêng thấp làm hạn chế đặc tính dòng chảy thấp mức lượng tương đối thấp dịng xốy Lưu chất có khối lượng riêng cao giới hạn đặc tính lưu lượng phía cách làm hỏng độ nhạy cảm biến với lượng tương đối lớn dịng xốy Các yếu tố cần quan tâm khác bao gồm: - Ảnh hưởng độ nhớt - Sự xâm thực chất lỏng - Thay đổi kích thước nhiệt độ - Sự rung đường ống trình - Sự dao động áp suất trình - Ảnh hưởng việc lắp đặt (xem điều 8) Phụ lục C (Tham khảo) Tính giới hạn áp suất để tránh tượng khí xâm thực Do tượng tạo xoáy dựa tính khơng đổi việc chia tách dịng xốy từ vật cản đứng, nên điều kiện gây thay đổi đặc tính lưu chất ảnh hưởng đến độ xác phép đo dòng Tiết diện dòng bị giảm vật cản đứng gây việc tăng cục vận tốc lưu chất làm giảm áp suất cục Trong hệ thống lưu chất, tượng nhấp nháy khí xâm thực xuất việc giảm áp suất cục thấp áp suất bốc lưu chất Điều gây tạo thành bong bong tạo thay đổi đặc tính lưu chất Kết là, gây điều bất thường việc khởi động chia tách dịng xốy, điều tạo sai số LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Cơng ty luật Minh Kh www.luatminhkhue.vn Tiêu chí chấp nhận giới hạn áp suất tối thiểu phía dịng Pdmin tính cơng thức sau: Pdmin = (c1 x DP) + (c2 x Pvap) Trong đó: Pdmin giới hạn áp suất tối thiểu phía dịng ra; Pvap áp suất chất lỏng nhiệt độ dòng chảy P tổng sụt áp c1, c2 số thực nghiệm cho thiết kế kích cỡ Vì việc giảm áp suất phụ thuộc vào cấu tạo lưu lượng kế nên cần liên hệ với nhà sản xuất để biết giá trị c1, c2 THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 8440 (ISO 4185), Đo dòng chất lỏng ống dẫn kín - Phương pháp cân [2] TCVN 9497 (ISO 8316), Đo dịng lưu chất ống dẫn kín - Phương pháp thu thập chất lỏng vào bình thể tích [3] TCVN 8778-1:2011 (ISO 9368-1:1990) Đo lưu lượng lưu chất ống dẫn kín phương pháp khối lượng - Qui trình kiểm tra lắp đặt - Phần 1: Hệ thống đo khối lượng tĩnh [4] Hướng dẫn biểu thị độ không đảm bảo đo theo ISO, BIPM, IEC, IFCC, IUPAC, IUPAP, OIML MỤC LỤC Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn Thuật ngữ, định nghĩa Ký hiệu số 4.1 Ký hiệu 4.2 Chỉ số Nguyên lý Mô tả lưu lượng kế 6.1 Thành phần vật lý 6.2 Ghi nhãn thiết bị 6.3 Vấn đề an toàn Các lưu ý sử dụng Lắp đặt Vận hành 10 Đặc tính tính 11 Hiệu chuẩn Phụ lục A (tham khảo) Biến động chu kỳ ảnh hưởng hiệu chuẩn Phụ lục B (tham khảo) Bộ cảm biến xoáy Phụ lục C (tham khảo) Tính giới hạn áp suất để tránh tượng khí xâm thực Thư mục tài liệu tham khảo LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162