- Cơ chế từ hoá: Nh− chúng ta đã biết trong vật liệu sắt từ, mỗi nguyên tử đ−ợc đặc
a) Dùng phao cầu b) Dùng phao trụ c) Dùng cảm biến áp suất vi sa
dẫn điện chảy qua ống, trong chất l−u xuất hiện một suất điện động cảm ứng (E) :
Q D B 4 BWD E π = = (9.14) Trong đó: B - c−ờng độ từ tr−ờng.
W- tốc độ trung bình của dịng chảy.
D - đ−ờng kính trong của ống.
Q - l−u l−ợng thể tích của chất l−u.
Khi B = const thì E sức điện động cảm ứng tỉ lệ với l−u l−ợng thể tích Q.
L−u l−ợng kế điện từ với từ tr−ờng khơng đổi có nh−ợc điểm là trên các cực xuất hiện các sức điện động phụ (do phân cực) làm sai lệch kết quả đo. Để khắc phục nh−ợc điểm trên, ng−ời ta dùng l−u l−ợng kế điện từ dùng nam châm điện xoay chiều, tuy nhiên từ tr−ờng xoay chiều lại làm méo tín hiệu ra.
L−u l−ợng kế điện từ đ−ợc dùng để đo l−u l−ợng của chất lỏng có độ dẫn điện khơng nhỏ hơn 10-5 - 10-6 Simen/m. Chúng có −u điểm: đo l−u l−ợng không cần phải đo tỉ trọng chất lỏng, các phần tử hạt, bọt khí và tác động của môi tr−ờng (nh− nhiệt độ, áp suất, ...) nếu chúng không làm thay đổi độ dẫn điện của chất l−u sẽ không ảnh h−ởng đến kết quả đo.
L−u l−ợng kế điện từ với đ−ờng kính ống từ 10 - 1.000 mm có thể đo l−u l−ợng trong từ 1 - 2.500 m3/giờ với vận tốc dòng chảy từ 0,6 - 10 m/s với cấp chính xác 1; 2,5.
9.2. Cảm biến đo và phát hiện mức chất l−u 9.2.1. Mục đích và ph−ơng pháp đo 9.2.1. Mục đích và ph−ơng pháp đo
Mục đích việc đo và phất hiện mức chất l−u là xác định mức độ hoặc khối l−ợng chất l−u trong bình chứa.
Có hai dạng đo: đo liên tục và xác định theo ng−ỡng.
Khi đo liên tục biên độ hoặc tần số của tín hiệu đo cho biết thể tích chất l−u cịn lại trong bình chứa. Khi xác định theo ng−ỡng, cảm biến đ−a ra tín hiệu dạng nhị phân cho biết thơng tin về tình trạng hiện tại mức ng−ỡng có đạt hay khơng.
Có ba ph−ơng pháp hay dùng trong kỹ thuật đo và phát hiện mức chất l−u: - Ph−ơng pháp thuỷ tĩnh dùng biến đổi điện.
- Ph−ơng pháp điện dựa trên tính chất điện của chất l−u.
- Ph−ơng pháp bức xạ dựa trên sự t−ơng tác giữa bức xạ và chất l−u.
9.2.2. Ph−ơng pháp thuỷ tĩnh
Ph−ơng pháp thuỷ tĩnh dùng để đo mức chất l−u trong bình chứa. Trên hình 9.9 giới thiệu một số sơ đồ đo mức bằng ph−ơng pháp thuỷ tĩnh.
Trong sơ đồ hình 9.9a, phao (1) nổi trên mặt chất l−u đ−ợc nối với đối trọng (5) bằng dây mềm (2) qua các ròng rọc (3), (4). Khi mức chất l−u thay đổi, phao (1) nâng Hình 9.9 Sơ đồ đo mức theo ph−ơng pháp thuỷ tĩnh
a) Dùng phao cầu b) Dùng phao trụ c) Dùng cảm biến áp suất vi sai 1 1 2 3 4 6 5 1 2 h h p0 1
lên hoặc hạ xuống làm quay ròng rọc (4), một cảm biến vị trí gắn với trục quay của rịng rọc sẽ cho tín hiệu tỉ lệ với mức chất l−u.
Trong sơ đồ hình 9.9b, phao hình trụ (1) nhúng chìm trong chất l−u, phía trên đ−ợc treo bởi một cảm biến đo lực (2). Trong quá trình đo, cảm biến chịu tác động của một lực F tỉ lệ với chiều cao chất l−u:
F=P−ρgSh
Trong đó:
P - trọng l−ợng phao.
h - chiều cao phần ngập trong chất l−u của phao. S - tiết diện mặt cắt ngang của phao.
ρ - khối l−ợng riêng của chất l−u.
g - gia tốc trọng tr−ờng.
Trên sơ đồ hình 9.9c, sử dụng một cảm biến áp suất vi sai dạng màng (1) đặt sát đáy bình chứa. Một mặt của màng cảm biến chịu áp suất chất l−u gây ra:
gh p
p= 0+ρ
Mặt khác của màng cảm biến chịu tác động của áp suất p0 bằng áp suất ở đỉnh bình
chứa. Chênh lệch áp suất p - p0 sinh ra lực tác dụng lên màng của cảm biến làm nó biến dạng. Biến dạng của màng tỉ lệ với chiều cao h của chất l−u trong bình chứa, đ−ợc chuyển đổi thành tín hiệu điện nhờ các bộ biến đổi điện thích hợp.
9.2.3. Ph−ơng pháp điện
Các cảm biến đo mức bằng ph−ơng pháp điện hoạt động theo nguyên tắc chuyển đổi trực tiếp biến thiên mức chất lỏng thành tín hiệu điện dựa vào tính chất điện của chất l−u. Các cảm biến th−ờng dùng là cảm biến dộ dẫn và cảm biến điện dung.