Thực hành dụng cụ đo va kiểm soát quá trình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TPHCM
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
----------

THỰC HÀNH ĐO LƯỜNG ÁP SUẤT VÀ LƯU LƯỢNG
GVHD: LÊ VĂN BẠN
MÔN: DỤNG CỤ ĐO VÀ KIỂM SOÁT QÚA TRÌNH
SVTH: CÙ VĂN HOÀNG
MSSV: 14139066
Lớp: DH14HH

LỚP CHIỀU CHỦ NHẬT
4/12/2016

1


MỤC LỤC

I. ÁP KẾ ĐO ÁP SUẤT
1. Các Khái Niệm Và Định Nghĩa Đo Áp Suất
- Khi chứa một chất lỏng, chất khí hoặc hơi (gọi chung là chất lưu) vào trong một



-






-

-

bình chứa nó sẽ gây nên một áp lực tác dụng lên thành bình. Áp suất là đại lượng
có giá trị bằng tỉ số giữa lực tác dụng vuông góc lên một mặt với diện tích của nó:
P = [kg/cm2]
Trong đó:
dF: lực tác dụng [N]
dS: diện tích thành bình chịu lực tác dụng [m2]
Áp suất tĩnh: Trong trường hợp chất lưu không chuyển động, áp suất chất lưu là áp
suất tĩnh (pt) do trọng lượng của cột chất lưu gây nên cộng với tác dụng của áp suất
khí quyển tác dụng lên mặt thoáng của chất lưu.
pt = p0 + ρgh (2)
Trong đó:
p0: áp suất khí quyển
ρ là khối lượng riêng của lưu chất
g là gia tốc trọng trường tại điểm đo áp suất
h:khoảng cách từ điểm khảo sát đến mặt thoáng tiếp xúc với khí quyển
Áp suất động: Trong trường hợp chất lưu chuyển động, áp suất chất lưu gồm hai
thành phần, gồm suất tĩnh (pt) và áp suất động (p):
- P = pt + p đ
Áp suất tĩnh phụ thuộc vào vị trí của điểm khảo sát, trị số xác định theo công thức
(2). Áp suất động (pt) là thành phần do chuyển động động của chất lưu gây nên, trị
số phụ thuộc vào tốc độ chuyển động của chất lưu, được xác định theo công thức:
2


pđ =

Trong đó :v là tốc độ chuyển động của chất lưu
Áp suất khí quyển là sự chênh lệch giữa áp suất tuyệt đối và áp suất tương đối.
Theo nguyên tắc, áp suất mà ta xét là áp suất tuyệt đối, áp suất này bằng 0 (P tuyệt =
0) ở điều kiện chân không tuyệt đối. Tuy trong nhiều bài toán, người ta chỉ đo độ
chênh lệch áp suất so với một trị số áp suất gốc nào đó, thường trị số áp suất gốc là
áp suất khí trời Pa. Ta gọi độ chênh lệch đó là áp suất dư.
Pdư = Ptuyệt - Pa
Áp suất dư có thể dương hoặc âm. Trường hợp áp suất tuyệt đối lớn hơn áp suất
khí trời, áp suất dư có trị số dương. Trường hợp áp suất tuyệt đối nhỏ hơn áp suất
khí trời, áp suất dư có trị số âm. Khi đó ta gọi độ chênh lệch đó là áp suất chân
không.
pchân không = Pa - Ptuyệt = - Pdư
Áp suất chân không tuyệt đối là áp suất chân không xuống đến mức không thể
thấp hơn nữa.
Áp suất tuyệt đối: là áp suất chênh lệch giữa điểm đo và môi trường xung quanh
(khí quyển).
Áp suất tương đối (áp suất dư): nếu từ áp suất tuyệt đối ta bớt đi áp suất khí quyển
thì hiệu số đó là áp suất tương đối

-

-

-

Áp suất
Áp suất tương đối

Áp suất tuyệt đối

Áp suất dư
Áp suất khí trời

1atm

Áp suất chân không

Chân không tuyệt đối
2. Đơn Vị Đo Áp Suất
 Các đơn vị đo áp suất trong hệ SI
- Đơn vị áp suất Pascal (kí hiệu Pa) là đơn vị đo áp suất trong hệ đo lường quốc

tế (SI). Nó là một đơn vị dẫn xuất trong SI nghĩa là nó được suy ra từ việc các đơn
vị cơ bản.
1 Pa = 1 N/m²
-

1 atm = 760 mmHg
Đơn vị đo lực(N) trong SI cũng là một đơn vị dẫn xuất nên quy về đơn vị cơ bản
của SI là:
- 1 Pa = 1 N/m² = 0,981kg/m s-2
3


-

Kí hiệu Pa còn dùng để chỉ sức căng, độ dẻo, và sức giãn. Đơn vị này được đặt theo
tên của Blaise Pascal, nhà toán lý học và nhà triết học nổi tiếng người Pháp.

Đơn vị áp suất trong hệ SI và hệ inch

pascal
(Pa)

1 Pa ≡ 1 N/m2
1
bar

pound lực
trên inch
vuông
(psi)

bar
(bar)

átmốtphe kỹ
thuật
(at)

10−5

1.0197×10−5 9.8692×10−6 7.5006×10−3 145,04×10−6

átmốtphe
(atm)

torr
(Torr)

≡
10 dyne/cm2

1,0197

0,98692

750,06

14,504

1 at 98.066,5

0,980665

≡ 1 kgf/cm2

0,96784

735,56

14,223

1
101.325
atm

1,01325

1,0332

≡ 1 atm

760

14,696

1
133,322
torr

1,3332×10−3

1,3595×10−3 1,3158×10−3

≡ 1 Torr;
≈ 1mmHg

19,337×10−3

1
6.894,76 68,948×10−3
psi

70,307×10−3 68,046×10−3

51,715

≡ 1 lbf/in2

100000

6

4


3.
A.
a)
-

Các Dụng Cụ Đo Áp Suất Thấp: Vi Áp Kế
Vi Áp Kế Theo Phương Pháp Thủy Tĩnh
Áp Kế Chất Lỏng Chữ U
Thiết bị đo áp suất có dạng cột với chất lỏng trong ống theo dạng đứng hoặc dạng
nghiêng là áp kế. Một dạng phổ biến nhất trước đây là áp kế chất lỏng chữ U với
hình dáng hình dáng ống chữ U thường dùng đo áp suất trong ống pitot , hoặc trong
hệ thống thông gió.
Hình ảnh áp kế chất lỏng chữ U

-

Cấu tạo: gồm ống chữ U như hình, bên trong ống chứa dung dịch chất lỏng, chất
lỏng này có thể là nước, cồn hay thủy ngân,( ngày nay vì độ an toàn nên thủy ngân
ít được sử dụng).
Nguyên tắc hoạt động

-

5


Khi mực chất lỏng ngang bằng nhau điều đó chứng tỏ áp suất trên mặt chất lỏng
trong 2 ống bằng nhau.
- Tùy thuộc vào áp suất đặt vào trong ống ở 2 đầu, áp suất bên nào lớn hơn sẽ đẩy
mực chất lỏng trong ống phía bên đó qua ống còn lại. Chất lỏng được đẩy nhiều
hay ít tùy thuộc vào độ chênh lệch áp suất của đặt vào trong 2 ống, áp suất chênh
lệch càng nhiều thì sự chênh lệch cột chất lỏng càng cao (h càng lớn) và ngược lại
áp suất chênh lệch ở 2 ống càng ít thì sự chênh lệch độ cao của 2 cột chất lỏng càng
thấp.
 Công thức
- Dựa vào độ chênh lệch độ cao của mực chất lỏng trong 2 ống mà người ta có thể
tính được áp suất chênh lệch theo công thức.
∆P = P1- P2 = h.ρ.g
 h là độ cao chênh lệch của mực chất lỏng trong 2 ống ( m )
 ρ là khối lượng riêng chất lỏng ( kg/m3)
 g là là gia tốc trọng trường ( g = 9.81 m/s2)
 Lưu y
- Với loại áp kế dạng chất lỏng chữ U này không đo được áp suất quá cao. Nếu đo áp
suất cao thì dùng áp kế dạng khác như áp kế dạng ống bourdon, áp kế điện tử….
- Kiểm tra và tìm hiểu tài liệu hướng dẫn của thiết bị đo để biết thêm chỉ dẫn chi tiết
trước khi sử dụng thiết bị.
b) Áp Kế Giếng
- Sự khác biệt chính giữa một áp kế ống chữ U và một loại cũng áp kế là áp kế giếng
được thay thế bằng một cái giếng lớn như vậy mà sự thay đổi trong mức độ trong
cũng sẽ không đáng kể và thay vì đo một chiều cao khác biệt, một chiều cao đơn
trong các cột còn lại được đo. Nếu a1 và a2 là các lĩnh vực của giếng và các mao
-

6


mạch, và nếu (h1-h2) là sự khác biệt về chiều cao ở giếng do sự chênh lệch áp suất
(p1-p2) như thể hiện, tại cân bằng, sau đó:
p1-p2 = γ.h (1 + a2 / a1)

c) Áp Kế Nghiêng
Hình ảnh áp kế giếng
- Sơ đồ nguyên lý cấu tạo: có cấu tạo tương tự áp kế giếng. Sự khác nhau cơ bản ở

-

đây là ống thủy tinh có khắc độ mm có thể quay quanh trục 0 để tạo nên những độ
nghiêng cần thiết nhằm mục đích nâng cao đọ chính xác của phéo đo khi đo những
áp suất nhỏ. Dịch thể được sử dụng trong vi áp kế nghiêng thường là cồn chứa đầy
trong bình lớn đến ngang mức 0 trong ống thủy tinh
Dưới tác động của áp suất đo P mức dịch thể trong ống thủy tinh tăng lên còn trong
bình lớn giảm xuống.
Công dụng: dùng đo áp suất dư nếu miệng bình nối thông với môi trường đo còn
miệng ống thủy tinh thông với khí quyển
Khi đo hiệu suất của 2 môi trường thì áp suất lớn hơn được nối thông với miệng
bình còn áp suất bé nối với miệng ống.

7


B. Vi Áp Kế Theo Nguyên Tắc Điện Tử
 Áp kế điện làm việc theo nguyên tắc biến đổi tác động của áp suất (thường là tín

hiệu cơ) thành tín hiệu điện dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ hoặc biến thiên
điện trở, điện cảm, điện dung của một phần tử chuyển đổi.
Cảm biến áp suất: Nguyên lý làm việc của cảm biến loại này dựa trên sự biến
dạng của cấu trúc màng (khi có áp suất tác động đến) được chuyển thành tín hiệu
điện nhờ cấy trên đó các phần tử áp điện trở. Khi lớp màng bị biến dạng uốn cong,
các áp điện trở sẽ thay đổi giá trị. Độ nhạy và tầm đo của cảm biến phụ thuộc rất
nhiều vào màng và kích thước, cấu trúc, vị trí các áp điện trở trên màng.
Cảm biến kiểu áp trở: Bộ phận chính của cảm biến đó là các loại màng điện trở,
giá trị điện trở sẽ thay đổi khi bị biến dạng. Màng sử dụng trong cảm biến là màng
rất nhạy với tác động của áp suất. Bốn điện trở được đặt tại 4 trung diểm của các
cạnh màng, 2 cặp điện trở song song với màng và 2 cặp điện trở vuông góc với
màng ( để khi màng bị biến đổi thì 2 cặp điện trở này có chiều biến dạng trái ngược
nhau ). Bốn điện trở trên được ghép lại tạo thành cầu Wheatsone. Khi không có áp
suất tác động các điện trở ở trạng thái cân bằng, điện áp ngõ ra bằng 0. Khi có áp
suất tác động màng mỏng bị biến dạng , các giá trị điện trở thay đổi, cụ thể giá trị
các áp điện trở song song với cạnh màng giảm thì giá trị các áp điện trở vuông góc
với cạnh màng tăng và ngược lại khi đó sẽ tạo điện áp ngõ ra khác 0. Sự thay đổi
giá trị điện trở phụ thuộc và độ biến dạng của màng, vì vậy bằng cách kiểm tra điện
áp ngõ ra đó ta có thể tính toán được áp suất cần đo. Ưu điểm của loại cảm biến
này là trị số đo chính xác, độ nhạy cao, đo dược áp suất thấp. Nhược điểm là chịu
ảnh hưởng của nhiệt độ.

-

-

-

Dưới tác dụng của lực do áp suất sinh ra, điện trở của áp trở biến thiên:
(π – hệ số áp trở; ϭ – nội ứng suất)

 Với 4 áp suất R1, R2, R3, R4 mắc theo yêu cầu, điện áp ra:


8


JT – đầu đo nhiệt độ
- Đặc điểm:
 Kích thước nhỏ
 Dễ lắp đặt
 Khoảng nhiệt độ làm việc – 400C đến 1250C
- Áp kế áp điện: Cảm biến áp suất điện áp có nguyên tắc hoạt động dựa trên hiện
tượng thay đổi hay xuất hiện phân cực điện khi một số chất điện môi bị biến dạng
dưới tác dụng của lực. Cảm biến áp điện phù hợp cho đo áp suất động.
 Cấu tạo và nguyên ly làm việc:

Áp suất (p) → lực F tác động lên bản áp điện → xuất hiện điện tích Q:
Loại tấm: Q = kF = kpS (k – hằng số áp điện; S – diện tích hữu ích của màng)
Loại ống: Q =
(D, d – đường kính ngoài và đường kính trong của phần tử áp điện; h – chiều cao phần
phủ kim loại)
 Đặc điểm:
• Hồi đáp tần số tốt (đo được áp suất thay đổi nhanh)
• Nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ
• Giới hạn trên của áp suất đo 2,5 100 Mpa
• Cấp chính xác đạt được 1,5 2
- Áp kế điện dung: Khi có áp suất tác động vào lớp màng làm lớp màng bị biến
dạng đẩy bản cực lại gần với nhau hoặc kéo bản cực ra xa làm giá trị của tụ thay
đổi, dựa vào sự thay đổi điện dung này qua hệ thống xử lý người ta có thể xác định
được áp suất cần đo. Màng kim loại hoặc silicon được sử dụng làm phần tử cảm

ứng áp suất và tạo thành một bản cực của tụ điện. Điện cực còn lại là cố định, tạo
thành bởi một lớp hợp kim trên một nền sứ hay thuỷ tinh. Áp suất tác động vào
màng, làm thay đổi khoảng cách giữa 2 bản cực, qua đó làm thay đổi điện dung
của tụ điện. Phương pháp đo này khá thông dụng, tầm đo rộng 10-3Pa – 107.
 Cấu tạo và nguyên ly làm việc:
•
•
•

9


Tụ đơn: C =
Khi p tăng: giảm → C tăng: C = f(δ).
• Tụ kép: C12 = ; C13 =
• Khi p1>p2: δ12 tăng → C12 giảm, δ13 giảm → C13 tăng.
• Biến thiên dòng điện trong mạch (nguồn nuôi cung cấp):
•


•
•


Đặc điểm:
Phạm vi đo: < 120 Mpa
Sai số (0,2 – 5)%
Áp kế điện cảm:
Áp kế điện cảm kiểu khe từ biến thiên:
• Cấu tạo và nguyên ly làm việc:

Khi p thay đổi → màng đàn hồi biến dạng → δ thay đổi → từ trở thay đổi → độ tự
cảm L thay đổi.
L=
Bỏ qua từ trở gông từ: L =
• Đo biến thiên (L) bằng mạch cầu hoặc mạch cộng hưởng LC.
•

10




Áp kế điện cảm kiểu áp vi sai:

Hai cuộn dây (5) & (6) giống nhau, đấu ngược pha…
Sức điện động trong cuộn thứ cấp:
E = e1 – e2 = 2πfl1(M1 – M2) = 2πfl1M
Điện áp cửa ra: Vra =
(Mmax – hệ số hỗ cảm ứng với độ dịch chuyển lớn nhất của lõi thép δmax)
4. Cấu Tạo Và Công Dụng Của Ống PITOT Đo Áp Suất
 Ống pitot gồm 2 ngõ vào:
- 1 ngõ vào áp suất tuyệt đối
- 1 ngõ vào áp suất tĩnh
- Chênh lệch giữa 2 áp suất trên là áp suất dòng khí trong ống
•
•
•
•

-

Kết nối ống với dụng cụ để đo áp suất tổng, áp suất tĩnh, áp suất động:
Khi dòng chảy va đập vuông góc với một mặt phẳng, áp suất động chuyển thành áp
suất tĩnh, áp suất tác dụng lên mặt phẳng là áp suất tổng. Do vậy áp suất động được
đo thông qua chênh lệch giữa áp suất tổng và áp suất tĩnh.
11


 Công dụng:
Đo ống vận tốc khí thải lò, xác định tốc độ dòng chảy trong hệ thống thông gió,
cũng như đo vận tốc dòng chảy trong đường ống. Ngoài ra, nó cũng có thể được sử
dụng để đo áp suất của chất lỏng
5. Các Dụng Cụ Đo Áp Suất Cao
Áp kế BOURON:
 Cấu tạo:
-

-

-

Trên hình (a) là sơ đồ lò xo ống 1 vòng, tiết diện ngang của ống hình trái xoan.
Dưới tác dụng của áp suất dư trong ống, lò xo sẽ giãn ra, còn dưới tác dụng của áp
suất thấp, nó sẽ co lại.
Khi giãn ra hay co lại, lò xo sẽ làm quay kim chỉ thị của áp kế

12

 Nguyên ly chung: là dựa trên cơ sở sự biến dạng đàn hồi của phần tử nhạy cảm với


6.



tác dụng của áp suất. Các phần tử biến dạng thường dùng là ống trụ, lò xo ống, xi
phông, màng mỏng.
CÁC CHÚ Ý KHI SỬ DỤNG ĐỒNG HỒ ĐO ÁP SUẤT
Thang đo tối đa của dụng cụ đo, đơn vị…
Môi trường sử dụng: khí, nước, dầu….
Điều kiện nhiệt độ môi trường đo
Điều kiện đo tĩnh hay động
Tùy theo điều kiện cụ thể của môi trường đo mà mạch đo sẽ được lắp thêm những
thiết bị phụ để đảm bảo điều kiện làm việc của dụng cụ đo
THỰC HÀNH ĐO ÁP SUẤT
Đo Áp Suất Quạt Bằng Áp Kế Chữ U: Chất lỏng là nước và thang đo là Pascal
Quạt gồm 2 đầu:hút tạo ra áp suất chân không và đẩy tạo áp suất dư,có thông số
lưu lượng là 1,8m3/min, áp suất là 200mmAq

Hình ảnh mô tả :

13


KẾT QUẢ SỐ LIỆU THỰC HÀNH
Áp kế chữ U gắn vào đầu hút quạt tạo áp suất chân không
Che

Chênh lệch cột chất lỏng : ∆P = P1- P2

1/3

2700-1800=900 (pascal)=90(mmH2O)

1/2

2900-1600=1300 (pascal)=130(mmH2O)

2/3

3200-1350=1850 (pascal)=185(mmH2O)

Áp kế chữ U gắn vào đầu đẩy quạt tạo áp suất dư
Che

Chênh lệch cột chất lỏng : ∆P = P1- P2

1/3

2450-2100=350 (pascal)=35(mmH2O)

1/2

2800-1700=1100 (pascal)=110(mmH2O)

2/3

3000-1500=1500 (pascal)=150(mmH2O)

Khảo Sát Áp Suất Bay Hơi Của Nước Theo Nhiệt Độ
Nhiệt độ (0C)

81

Áp suất bay hơi -590mmHg

71

68

62

-600mmHg

-640mmHg

-650mmHg

 Đồ Thị Tương Quan Giữa Áp Suất Và Nhiệt Độ Sôi Của Nước

II. ĐO LƯU LƯỢNG
1. VENTUR
 Cấu tạo:

-

Ống Venturi là dụng cụ đo lưu lượng gồm 2 đoạn ống ngắn có đường kính
khác nhau,ở mỗi đoạn có lắp ống đo áp.

-

14


Trong nông nghiệp, ống Venturi được sử dụng như là thiết bị để trộn phân bón,
thuốc trừ sâu với nước để tưới phân cho cây trồng, rau màu; trừ sâu cho hoa
màu, cây ăn trái...
- Trong nuôi trồng thuỷ sản, ống Venturi được sử dụng như là thiết bị để trộn
men vi sinh (chế phẩm sinh học), chất khoáng (dạng nước hoặc sệt), ozone,
oxy, hoá chất xử lý môi trường với nước để đưa vào ao nuôi tôm, nuôi cá, trại
giống...
 Lưu y: Tốc độ nước phun ra tại đầu Venturi nếu mạnh sẽ ảnh hưởng đến tôm
con đặc biệt tôm trong giai đoạn vừa lột vỏ, tôm còn nhỏ. Bởi vì giai đoạn này
thân tôm còn rất yếu, vòi phun mạnh có thể gây tổn thương cho tôm, chết
tôm...Trong công nghiệp, Venturi được sử dụng rất rộng rãi như lọc bụi, lọc
khí, xử lý nước thải, phun sơn, gom bụi... Nguyên tắc hoạt động đo lưu lượng
dựa trên cơ sở của sự chênh lệch áp suất do có sự giảm tiết diện đột ngột của
dòng lưu chất.
Công thức tính lưu lượng đo:
-

Trong đó: Gc= 1 kg.m/N.m2
P (N/m2): áp suất lưu chất trong ống
ρ (kg/m3): khối lượng riêng lưu chất
2. NOZZLE
 Cấu tạo

15

-

Trong một số thiết kế, cơ cấu nạp dây có thể được lắp đặt vào mỏ hàn kéo dây
qua một ống mềm từ cuộn dây ở xa, hoặc kết hợp với bộ nạp dây thông thường
tạo thành hệ thống nạp dây kiểu đẩy kéo. Loại súng hàn này có thể làm việc
với các loại dây hàn thép hoặc nhôm có đường kính nhỏ (0,8mm đến 1,6mm).

 Công dụng:

Sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp giấy, thép, nhựa giúp tẩy rửa
sạch bề mặt khỏi bụi bẩn, dầu mỡ, làm sạch bề mặt kim loại.
- Có thể điều chỉnh áp lực với khoảng rộng, độ chính xác cao, góc độ phun đa
dạng. Dạng vòi phun là dạng phổ biến để đo
lưu lượng chất lỏng.Có thể lắp ghép linh hoạt,
phù hợp với nhiều hệ thống sản xuất giấy khác
nhau.
- Giới hạn: Lưu lượng: 30-2.804 (lít/phút), Cột
áp: 1.2 – 91.5 (m)
 Nguyên ly đo lưu lượng:
-

3. ORIFICE
 Cấu tạo:

16


-

cảm biến tâm lỗ orifice, lỗ này tạo ra nút thắt trên dòng chảy. Khi chất lỏng
chảy qua lỗ này, theo định luật bảo toàn khối lượng, vận tốc của chất lỏng ra
khỏi lỗ tròn lớn hơn vận tốc của chất lỏng đến lỗ đó. Theo nguyên lý Bernoulli,
điều này có nghĩ là áp suất ở phía mặt vào cao hơn áp suất mặt ra. Tiến hành đo
sự chênh lệch áp suất này cho phép xác định trực tiếp vận tốc dòng chảy. Dựa
vào vận tốc dòng chảy sẽ tính được lưu lượng thể tích dòng chảy.
- Cảm biến lưu lượng chênh lệch áp suất kiểu lỗ tròn (orifice): chênh lệch áp suất
trước và sau lỗ tròn Δp=p1-p2; lưu lượng thể tích Q được xác định từ biểu thức
Q2=KΔp, p1 - áp suất trước tấm lỗ, p2 - áp suất sau tấm lỗ, K - hệ số, phụ thuộc
vào tỷ trọng chất lỏng, đường kính ống và lỗ orifice.
Công dụng: Đồng hồ đo lưu lượng hơi nước bảo hòa, hơi hóa nhiệt , khí nén, khí N 2,
O2, H2, Nước, Dầu Tải Nhiệt
 Giơi hạn: Phù hợp cho dòng chảy hỗn hợp
4. KIỂU PHAO
 Cấu tạo:

-

Lưu lượng kế quay có cấu tạo gồm có một phao nhỏ đặt trong ống thẳng đứng
hình nón
Nguyên tắc hoạt động:
Phao nổi ( Float): chịu tác động bởi trọng lực và lực nâng của dòng lưu chất
17


Dòng lưu chất: (Flow): lưu lượng dòng lưu chất càng lớn làm cho phao nâng
càng cao đến vị trí cân bằng ( equilibrium )
- Khi không có dòng lưu chất do trọng lực tác dộng làm cho phao rơi xuống vị
trí 0
- Lưu lượng kế kiểu phao đo được cả chất lỏng và chất khí

5. CÁC DỤNG CỤ ĐO LƯU LƯỢNG THEO NGUYEN TẮC KHÁC
 Dạng Bánh Răng Ăn Khớp
 Cấu tạo
-

 Nguyên lý hoạt động:
- Bánh răng chủ động được nối với trục của bơm quay và kéo theo bánh

răng bị động quay. Chất lỏng ở trong các rãnh răng theo chiều quay của
các bánh rangvận chuyển từ khoang hút đếnkhoang đẩy vòng theo vỏ bơm.
Khoang hút và khoang đẩyđược ngăn cách với nhau bởi nhữngmặt tiếp
xúc của các bánh răng ăn khớp và được xem là kín.
- Khi một cặp bánh răng vào khớp ở khoang đẩy, chất lỏng được đưa vào
khoang đẩy bị chèn épvà dồn vào đường ống đẩy. Đó là quá trình đẩy.Đồng thời với quá trình đẩy, tại khoang hút có một cặp bánh răng ra khớp,
dung tích củakhoang hút được dãn ra, áp suất ở khoang hút giảm và chất
lỏng sẽ được hút vào buồng hút từ bểchứa thông qua ống hút vào bơm.
Nếu áp suất trên mặt thoáng là áp suất khí quyển thì áp suất ở khoang hút
sẽ là áp suất chân không
- Cặp bánh răng được lắp trong vỏ đúc
- Chất lỏng được chứa trong khoảng không gian giữa bánh răng và vỏ dụng
cụ sẽ ép chất lỏng ra ngoài.
 Công dụng: Thường sử dụng để bơm dầu trong ôtô.
 Dạng Cánh Turbine Dọc Trục

18


 Sơ đồ cấu tạo lưu lượng kế tuabin hướng trục

1) Bộ chỉnh dòng chảy

2) Tuabin
3) Bộ truyền bánh răng-trục vít
-

4) Thiết bị đếm
Bộ phận chính của lưu lượng kế là một tuabin hướng trục nhỏ (2) đặt theo
chiều chuyển động của dòng chảy. Trước tuabin có đặt bộ chỉnh dòng chảy (1)
để san phẳng dòng rối và loại bỏ xoáy. Chuyển động quay của tuabin qua bộ bánh
răng - trục vít (3) truyền tới thiết bị đếm (4).

Nguyên lý:
- Khi một chất lỏng chạy qua sẽ làm turbine xoay với tốc độ tỷ lệ với lưu
lượng chất lỏng. Khi chất lỏng đi qua khắp cánh rotor chúng quay.Một đầu
cảm biến được gắn trên thành của turbine, máy đo sẽ phát hiện được sự
hiện diện của từ trường nam châm vĩnh cửu( được gắn trên rotor hoặc các
cánh của rotor) khi nó đi qua ứng với mỗi vòng quay của turbine. Cảm biến
từ trường sẽ gửi ra một tín hiệu xung ứng với mỗi vòng quay của turbine.
Số lượng xung trong một khoản thời gian cho trước có thể được sử dụng để
xác định lưu lượng
- Các cảm biến lưu lượng kiểu turbine có thể được sử dụng với chất lỏng và
khí nhưng chúng được thiết kế để được hoạt đông trong một giới hạn lưu
lượng xác định trước . Cho dù dòng chảy quá trình là gì, nó không được lẫn
các hạt có thể làm hỏng cánh turbine.
 Giới hạn:
- Lưu lượng kế tuabin hướng trục với đường kính tuabin từ 50-300mm có
phạm vi đo từ 50-300m3/h, cấp chính xác 1;1,5;2.
- ông dụng: Lưu lượng kế Turbine là một trong những lọai lưu lượng kế
dựa trên việc đo vận tốc, nó dùng thích hợp cho việc đo lưu lượng chất
lỏng yêu cầu độ chính xác.
19

 Dạng cánh turbine tiếp tuyến
 Cấu tạo

-

Lưu lượng kế tốc độ kiểu tuabin tiếp tuyến
1) Tuabin
2) Màng lọc

3)ống dẫn
- Tuabin (1) của lưu lượng kế đặt trên trục quay vuông góc với dòng chảy.
Chất lưu qua màng lọc (2) qua ống dẫn (3) vào lưu lượng kế theo hướng tiếp
tuyến với tuabin làm quay tuabin. Cơ cấu đếm liên kết với trục tuabin để
đưa tín hiệu đến mạch đo.
 Giới hạn
- Lưu lượng kế tuabin tiếp tuyến với đường kính tuabin từ 15 - 40 mm
có phạm vi đo từ 3 - 20 m3/giây
 Theo nguyên tắc siêu âm
 Cấu tạo

 Nguyên lí:

20


Một đầu người ta đặt thiết bị phát sóng siêu tới, sóng này va chạm với
dòng chảy, và phản xạ lại sóng, đầu bên kia sẽ nhận sóng, đo được dòng
chảy. TAB là thời gian sóng âm đi từ Sensor A đến Sensor B và ngược

lại TBA là thời gian từ sensor B đến sensor A. Hai thời gian này được
đo liên tục. Độ lệch thời gian (TBA-TAB) tỉ lệ trực tiếp với vận tốc
trung bình Vm của dòng chảy. Lưu lượng được tính dựa trên vận tốc
trung bình (qua mặt cắt ngang) của dòng chảy nhân với diện tích mặt cắt
ngang của ống
- Vận tốc truyền sóng lệ thuộc vào đặc tính của môi trường.
 Công dụng
-

Dùng cho cả nước sạch và nước thải, Badger Meter iSonic 3000 đo mực và tính
toán mức lưu lượng bằng cách kết hợp với đập tràn hoặc mương dẫn, sử dụng 1
trong những công thức chuyển đổi được lập trình sẵn hoặc 1 bảng chuyển đổi 35
điểm.
Với khả năng đo lường nhiều loại , thiết bị có thể cộng, trừ và lấy trung bình. Chức
năng lấy tổng cho mỗi loại kênh.
Đo cả đầu vào và đầu ra.
Đo lưu lượng 2 kênh
Kiểm soát lưu lượng
Đo chênh mực
Điều khiển cào rác trong nhà máy nước thải
Giới hạn: có thể tương tác với 4 sensor siêu âm cùng lúc, hoạt động độc lập
hoặc tính tổng các thông số mực nước, thể tích và lưu lượng kênh hở.
6. THỰC HÀNH ĐO LƯU LƯỢNG
 Phương pháp lưu lương dòng khí bằng lưu lượng kế phao:
- Kết nối với máy nén khí đo áp suất, lưu lượng dòng khí.
 Sơ Đồ Bố Trí Thí Nghiệm


21

 Kết Quả Thực Hành

Nhiệt độ (0C)
81
71
68
52

P (mmHg)
-590
-600
-640
-650

22

Lưu lương (lít/phút)
10,9
7
5,3
2,8