Đồng hồ đo lưu lượng chênh áp

Cập nhật lần cuối ngày 29/07/2023 lúc 05:39 chiều

Trong nhiều hệ thống công nghiệp làm việc liên quan đến chất lỏng, việc kiểm tra giám sát được các thông số áp suất, nhiệt độ, lưu lượng, là rất quan trọng, đồng hồ đo lưu lượng chênh áp được sinh ra, với mục đích chính là cung cấp giải pháp đo lưu lượng dòng chảy, bên trong hệ thống đường ống.

Bằng cách áp dụng định luật Bernoulli, trong việc đo lường lưu lượng, thiết bị được đánh giá là giá là giải pháp tin cậy, cho vấn đề đo lưu lượng của dòng chảy các loại chất lưu.

Trong bài viết này chúng ta sẽ cùng nhau, tìm hiểu các kiến thức hữu ích liên quan đến loại máy đo lưu lượng này.

Tìm hiểu về đồng hồ đo lưu lượng chênh áp

Đồng hồ đo lưu lượng chênh áp, hay còn được gọi với cái tên đồng hồ đo lưu lượng chênh lệch áp suất, tên tiếng anh là “Differential Pressure Flow Meters”, là loại đồng hồ đo lưu lượng hoạt động dựa trên định luật Bernoulli.

Chúng có thể được sử dụng để đo lưu lượng dòng chảy, của nhiều loại lưu chất khác nhau, bao gồm chất khí, chất lỏng, hơi nóng,… Thông qua việc đánh giá sự chênh lệch về áp suất giữa hai vị trí khác nhau, bên trong dòng chảy. Sự chênh lệch về áp suất này được tạo ra thông qua việc thay đổi tiết diện đường ống, hoặc đặt vào bên trong đường ống một phần tử được thiết kế với hình dáng đặc biệt.

Độ chênh lệch của áp suất giữa hai điểm này sẽ tỉ lệ thuận với tốc độ của dòng chảy.

Định luật Bernoulli áp dụng trong đồng hồ đo lưu lượng chênh áp

Định luật Bernoulli là một định luật vật lý mô tả quan hệ giữa áp suất của chất lưu và vận tốc của chất lưu đó khi chúng chảy qua một vùng hẹp trong đường ống. Định luật này được đặt tên theo nhà vật lý người Thụy Sĩ Daniel Bernoulli, người đã phát hiện ra nó vào thế kỷ 18.

Định luật Bernoulli nói rằng, áp suất của chất lưu giảm khi vận tốc của nó tăng, và ngược lại, áp suất của chất lưu tăng khi vận tốc của nó giảm.

Điều này có nghĩa là, khi chất lưu chảy qua một vùng hẹp trong đường ống, vận tốc của chất lưu sẽ tăng lên, và do đó áp suất của nó sẽ giảm đi. Tương tự, khi chất lưu chảy qua một vùng rộng hơn trong đường ống, vận tốc của nó sẽ giảm và do đó áp suất của nó sẽ tăng lên.

Lịch sử phát triển của đồng hồ đo lưu lượng chênh áp

Từ rất lâu về trước yêu cầu đo lưu lượng đã được đặt ra trong quá trình làm việc, cũng như phục vụ trong quá trình nghiên cứu và tính toán. Nến đã có nhiều kiểu đồng hồ đo lưu lượng được nghiên cứu chế tạo, trong đó có cả đồng hồ đo lưu lượng chênh áp.

Có nhiều kiểu lưu lượng kế khác nhau, hoạt động dựa trên sự chênh lệch áp suất, tuy nhiên những nguyên mẫu, giống với những thiết bị đồng hồ đo lưu lượng chênh áp ở thời điểm hiện tại, được phát triển vào đầu thế kỷ 20.

Khi đưa vào sử dụng trong thực tiễn, thiết bị không ngừng được cải tiến và hoàn thiện hơn, được tích hợp thêm nhiều công nghệ và tính năng mới, qua đó hình thành các chủng loại khác nhau. Tuy nhiên tất cả những thiết bị đó, đều làm việc dựa trên định luật Bernoulli.

Trong những năm gần đây, các công nghệ đo lưu lượng khác như đồng hồ đo lưu lượng điện từ và siêu âm đã được phát triển. Tuy nhiên, đồng hồ đo lưu lượng áp suất chênh lệch, vẫn là một công cụ quan trọng, để đo tốc độ dòng chảy của chất lỏng trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ khoa học, công nghiệp đến môi trường.

Thông số kỹ thuật của đồng hồ đo lưu lượng chênh áp

Đồng hồ lưu lượng chênh áp được cung cấp vời đa dạng chủng loại khác nhau, và thông số kỹ thuật của thiết bị sẽ thay đổi theo chủng loại của sản phẩm. Căn cứ vào thông số kỹ thuật của thiết bị, ta có thể đánh giá sơ bộ, liệu rằng thiết bị này đã phù hợp với hệ thống cần đo hay chưa.

Dưới đây là phần thông số kỹ thuật cơ bản, được mình tổng hợp từ nhiều loại đồng hồ đo lưu lượng chênh áp.

• Tùy chọn phạm vi áp suất làm việc: 8 bar, 10bar, 16 bar, 20 bar,…
• Phạm vi nhiệt độ làm việc: -90℃ đến 400℃
• Sai số trong đo lường: 0.5%, 1%, 1.5%,…
• Vật liệu chế tạo bộ phận thân đồng hồ: Thép không gỉ.
• Nguồn điện vận hành: 24V/DC, 220V/AC
• Nguồn gốc xuất xứ: Mỹ, Nhật Bản, Đài Loan,…
• Thời hạn bảo hành sản phẩm: 12, 16, hoặc 18 tháng (tùy thuộc vào sản phẩm).

Cấu tạo của đồng hồ đo lưu lượng chênh áp

Như bạn đã biết cấu tạo chi tiết của đồng hồ đo lưu lượng chênh áp, có sự khác biệt nhỏ giữa nhưng những chủng loại với nhau, và giữa các đơn vị sản xuất. Tuy nhiên vì chúng có chung một nguyên lý hoạt động, nên cấu tạo cơ bản giữa chung là không có sự khác biệt.

Cấu tạo của đồng hồ đo lưu lượng chênh áp bao gồm các thành phần sau:

• Bộ phận tạo chênh áp: Đây là thành phần tạo ra sự hạn chế dòng chảy, và gây ra sự chênh áp áp suất giữa hai điểm trên ống dẫn. Có nhiều loại thiết bị chính được sử dụng trong đồng hồ đo lưu lượng chênh áp, bao gồm tấm orifice, đầu Venturi, ống Pitot và ống dẫn cổng.
• Bộ chuyển đổi chênh áp: Bộ phận chuyển đổi tín hiệu chênh lệch áp suất, giữa hai điểm trên ống dẫn, thành một tín hiệu điện. Điều này thường được thực hiện, bằng cách sử dụng một bộ chuyển đổi chênh áp, như một cặp bộ cảm biến áp suất hoặc một bộ cảm biến áp suất đa điểm.
• Đầu đọc lưu lượng: Đầu đọc lưu lượng nhận tín hiệu điện từ bộ chuyển đổi chênh áp, sau đó tính toán lưu lượng, dựa trên tín hiệu đó kết hợp với các thông số hiệu chỉnh ban đầu. Sau khi đã tính toán và xử lý xong khối lượng thông tin nhận được, giá trị cuối cùng của đầu đọc lưu lượng, được truyền đến màn hình hiển thị trên đồng hồ, hoặc truyền đến một thiết bị giám sát từ xa nào đó.
• Phụ kiện: Các thành phần bổ sung như van, ống dẫn và phụ kiện được yêu cầu để kết nối bộ phận tạo chênh áp, bộ chuyển đổi chênh áp và đầu đọc lưu lượng với nhau, trong một hệ thống đo lưu lượng hoàn chỉnh.

Tổng thể, đồng hồ đo lưu lượng chênh áp hoạt động trên nguyên lý đo chênh áp áp suất giữa hai điểm trên ống dẫn, tỷ lệ thuận với lưu lượng của chất lỏng chảy qua ống.

Hoạt động của đồng hồ đo lưu lượng chênh áp

Đồng hồ đo lưu lượng chênh áp là thiết bị dùng để đo lưu lượng chất lỏng hoặc khí trong đường ống. Nguyên lý hoạt động của nó dựa trên nguyên lý Bernoulli và hiệu ứng Venturi.

Nguyên lý Bernoulli cho biết rằng áp suất của chất lỏng, giảm khi tốc độ chảy tăng lên và ngược lại, áp suất tăng khi tốc độ chảy giảm. Hiệu ứng Venturi là hiện tượng giảm áp suất trong một đường ống khi chất lỏng hay khí chảy qua một cổng hẹp.

Đồng hồ đo lưu lượng chênh áp sử dụng hai cảm biến áp suất, để đo chênh áp giữa hai điểm trong đường ống, điểm trước và điểm sau khi chất lỏng hay khí chảy qua một cổng hẹp (hay một dạng thiết kế đặc biệt, tạo ra sự chênh lệch về áp suất của dòng chảy khi đi qua nó). Khi chất lỏng hoặc khí chảy qua cổng hẹp, tốc độ chảy tăng lên, gây ra sự giảm áp suất tại điểm cổng hẹp.

Cảm biến áp suất tại điểm trước và điểm sau cổng hẹp sẽ đo được chênh áp giữa hai điểm này. Thông qua các phép tính toán, đồng hồ đo lưu lượng sẽ tính được lưu lượng chất lỏng hoặc khí chảy qua đường ống.

Đặc điểm của đồng hồ đo lưu lượng chênh áp

Thuật lợi của đồng hồ đo lưu lượng chênh áp

Cung cấp giải pháp đo lưu lượng tin cậy với độ chính xác cao: Thiết bị được các kỹ sư, kỹ thuật viên đánh giá là có khả năng đo lưu lượng của dòng chảy với độ chính xác cao, bất chấp những điều kiện làm việc khó khăn, như sự thay đổi chế độ dòng chảy.

Yêu cầu bảo dưỡng thấp: Xuất phát từ đặc điểm cấu tạo, thiết bị không sử dụng phần tử chuyển động để cảm biến tốc độ của dòng chảy, điều này hạn chế được những tác động bất lợi từ dòng chảy tác động lên đồng hồ, dẫn đến thiết bị đặt ra yêu cầu bảo dưỡng vời tần suất thấp.

Khả năng tối ưu hóa cho các hệ thống làm việc: Thiết bị được thiết kế để có thể đáp ứng được nhiều điều kiện làm việc khác nhau, với hệ thống các nút hiệu chỉnh ta có thể thiết lập lại thông số đầu vào, phục vụ cho việc tính toán.

Hạn chế của đồng hồ đo lưu lượng chênh áp

Thiết bị hạn chế sử dụng đối với những loại lưu chất có chứa tạp chất: Do sử dụng sự chênh lệch áp suất, giữa hai vị trí trong đường ống và được đo, thông qua màng cảm biến áp suất, lưu lượng kế chênh áp, được thiết kế các đường dẫn lưu chất đến màng cảm biến. Nếu làm việc với loại chất lưu có chứa tạp chất lâu ngày, sự lắng cặn sẽ bịt kín đường dẫn này.

Tổn thất áp suất: Mặc dù không sử dụng thiết bị chuyển động tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng, để cảm biến tốc độ của dòng chảy, tuy nhiên thiết bị cần đến bộ phận tạo chênh áp, trong điều kiện làm việc thực tế, thiết bị này được đặt trong lòng của dòng chảy chất lỏng và có gây ra sự cản trở nhất định, đối với dòng chảy lưu chất.

Giá thành cao: Thiết bị có cấu tạo khá phức tạp, với nhiều chi tiết được chế tạo từ những loại vật liệu có cơ tính tốt kết hợp với đó các loại linh kiện điện tử, kết hợp những thứ trên làm cho đồng hồ lưu lượng chênh áp có giá thành tương đối cao.

Hạn chế sử dụng trong các hệ thống đường ống có tốc độ dòng chảy thấy, vì chúng thường không tạo ra được sự chênh lệch áp suất đủ lớn, và duy trì ổn định để thiết bị có thể tiến hành đo lưu lượng.

Khả năng ứng dụng của đồng hồ đo lưu lượng chênh áp

Được thiết kế nhằm mục đích cung cấp giải pháp đo lưu lượng dòng chảy, của nhiều loại chất lưu làm việc bên trong các hệ thống công nghiệp, kết hợp kết hợp với những tính năng được trạng bị như, khả năng đo nhiệt độ, đo áp suất,… Thiết bị với nhiều chủng loại khác nhau được phát triển, để đáp ứng yêu cầu làm việc ngày càng khắt khe hơn, trong việc yêu cầu về khả năng làm việc tự động của hệ thống.

Một vài ví dụ về khả năng ứng dụng của đồng hồ đo lưu lượng chênh áp, có thể kể đến như:

• Hệ thống HVAC: Thiết bị thường được sử dụng trong các hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí (HVAC), để đo tốc độ dòng chảy của không khí, và chất lỏng như nước lạnh, nước nóng và hơi nước. Chúng giúp đảm bảo rằng hệ thống, đang hoạt động hiệu quả.
• Xử lý hóa chất: Đồng hồ đo lưu lượng chênh lệch áp suất, được sử dụng trong ngành xử lý hóa chất để đo lưu lượng, của các chất lỏng khác nhau phục vụ trong các công đoạn sản xuất, chẳng hạn như axit, bazơ và dung môi. Việc cung cấp khả năng đo lưu lượng một các chính xác của những hệ thống này, có ý nghĩa vô cùng to lớn, nó ảnh hưởng đến tỷ lệ pha trộn giữa các thành phần với nhau.
• Ngành dầu khí: Thiết bị được sử dụng khá phổ biến trong ngành dầu khí, cùng với các loại lưu lượng kế khác, để đo lưu lượng dầu thô, khí tự nhiên, dầu thành phẩm,… Những đồng hồ này rất quan trọng để đo lường chính xác tỷ lệ sản xuất, được sử dụng để đánh giá hiệu suất làm việc toàn bộ hệ thống, cũng như hỗ trợ kiểm soát và điều chỉnh, quá trình cung cấp nguyên liệu đầu vào (những loại nguyên liệu ở trạng thái lỏng và khí).
• Xử lý nước: Thiết bị được sử dụng trong các nhà máy xử lý nước, để đo lưu lượng nước và các chất lỏng khác. Chúng giúp đảm bảo rằng các quy trình xử lý, đang hoạt động hiệu quả và đúng lượng hóa chất, cũng như các chất phụ gia khác đang được thêm vào nước.

Hỗ trợ tư vấn về đồng hồ đo lưu lượng kế chênh lệch áp suất

Đồng hồ đo lưu lượng chênh lệch áp suất được đánh giá là, thiết bị có khả năng cung cấp giải pháp đo lưu lượng với độ chính xác cao, và chúng có thể làm việc ổn định trong nhiều điều kiện, cũng như phù hợp với nhiều loại lưu chất khác nhau.

Tuy như những dòng đồng hồ đo lưu lượng khác, thiết bị này cũng không thể đáp ứng được việc đo lưu lượng của tất cả các loại lưu chất làm việc, cùng với đó quá trình lắp đặt cũng như bảo dưỡng và hiệu chỉnh thiết bị, cần được thực hiện theo khuyến nghị của nhà sản xuất.

Hiểu được điều này, chúng tôi với trách nhiệm của một đơn vị cung cấp sản phẩm, luôn rất sẵn lòng hỗ tư vấn các vấn đề kỹ thuật liên quan đến thiết bị, cũng như hỗ trợ khách hàng tìm đưa ra những sản phẩm đáp ứng tốt yêu cầu kỹ thuật, cũng như đáp ứng được các tính năng mà quý khách đặt ra đối với sản phẩm.

Để được trao đổi cụ thể về sản phẩm, quý khác đừng  ngại liên hệ trực tiếp với chúng tôi thông qua số điện thoại hay email, hoặc nếu điều kiện cho phép chúng tôi rất hoan nghênh quý khách hàng đến trực tiếp công ty, để chúng ta có thể trao đổi chi tiết hơn về sản phẩm.

Xem thêm sản phẩm đồng hồ đo lưu lượng siêu âm.