Tổng quan về các thiết bị đo lưu lượng Đường ống bể chứa

VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC

TỔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BỊ ĐO LƯU LƯỢNG
Văn Đình Sơn Thọ
Bộ môn Công nghệ Hữu cơ – Hóa dầu


Trong cuộc sống hàng ngày cũng như trong
công nghiệp, đo lưu lượng là một trong những
phép đo được sử dụng rộng rãi nhất.
Chúng ta có khá nhiều nguyên lý đo lưu lượng
và hầu hết các nguyên lý đo điều cho kết quả
khá chính xác.


KHÁI NIỆM VỀ LƯU LƯỢNG
• Lưu lượng vật chất là số lượng chất ấy chảy
qua tiết diện ngang của ống dẫn trong một đơn
vị thời gian
• Lưu lượng được tính bằng thể tích trên đơn vị
thời gian: Qv = V/t (m3/s)
• Lưu lượng được tính bằng trọng khối trên một
đơn vị thời gian: Qm = m/t (kg/s)


Một số phương pháp đo lưu lượng
cơ bản và khá 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
của các dụng cụ này
là dựa trên độ chênh
lệch áp suất trong ống
có thắt dòng.
• Độ chênh áp suất này
phụ thuộc vào lưu
lượng chảy qua ống.


Đặc điểm
• Hạn chế về dải đo: 0 – 10 LPM và rất nhạy với

sự thay đổi của dạng vận tốc dòng chảy.
• Lắp đặt thiết bị phải chính xác, đặc biệt là
đường ống ở trước và sau lưu lượng kế phải đủ
thẳng.
• Các thiết bị đo này được dành riêng để sử dụng
cho các loại khí và chất lỏng sạch.


Một số thiết bị của hãng ABB


Đo lưu lượng theo tiết diện thay đổi
• Chất lỏng cần đo chảy vào
trong đáy ống và làm nổi phao
lên, do đó làm tăng tiết diện
khe hở quanh phao cho chất
lỏng chảy vào. Tốc độ dòng
chảy càng tăng thì phao càng
dịch chuyển lên trên, và vị trí
của phao trong ống khi đã ổn
định là hàm trực tiếp của tốc
độ dòng chảy.


Đặc điểm
• Phạm vi đo thấp 0- 13LPM vì vậy các lưu
lượng kế kiểu này được dùng rộng rãi trong
các ứng dụng sản xuất và trong phòng thí
nghiệm nơi đo chất khí và chất lỏng.
• Các lưu lượng kế dạng phao rất đơn giản và

đáng tin cậy. Độ chính xác thường là 2% của
toàn bộ thang đo, nhưng nó phụ thuộc vào dải
đo và giá thành của thiết bị.


Một số lưu lượng kế phao nổi

Thiết bị đo lưu lượng kiểu phao của
hãng Cole-Parmer

Thiết bị đo lưu lượng kiểu phao của
hãng ABB


Đo lưu lượng theo nguyên lý chiếm chổ
Nguyên lý đo này tỏ ra khá đơn
giản: Người ta sử dụng một cái
bầu, trong bầu có các cánh quay
và các cánh quay này sẽ chỉ cho
phép lưu chất đi qua bầu theo
từng đợt. Đồng thời sẽ có một bộ
phận đo số lần lưu chất đi qua
bầu, từ đó sẽ tính ra được lưu
lượng.


Đặc điểm
• Phạm vi đo thấp 0.53 - 26.4 GPH, có thể được sử
dụng để đo chất lỏng với độ nhớt và tỷ trọng cao.
• Dễ lắp đặt, ít phụ thuộc vào sự thay đổi của dạng vận

tốc dòng chảy và do đó ống dẫn trước và sau lưu
lượng kế không nhất thiết phải thẳng với độ dài lớn.
• Đối với các ống dẫn có kích thước lớn thì các lưu
lượng kế dạng này thường rất nặng và giá thành cũng
cao hơn, và một số dạng thiết kế có thể làm tắc các
ống dẫn nếu các lưu lượng kế bị kẹt cứng.


Một số thiết bị của hãng Cole-Parmer


Đo lưu lượng theo nguyên lý turbine
• Nguyên lý đo này được mô tả như sau: Khi lưu
chất đi qua thiết bị đo nó sẽ làm quay cánh
turbine, lưu lượng càng lớn thì tốc độ càng cao.


• Sẽ có một phần cảm
ứng để cảm nhận tốc
độ quay của cánh
turbine và cho ra các
xung điện tương ứng.
Số lượng các xung
trong một đơn vị thời
gian sẽ xác định lưu
lượng của lưu chất.
Một thiết bị đo của hãng Cole-Parmer


Đặc điểm

• Phạm vi đo trung bình:3 – 760 LPM, có thể đo
vận tốc trung bình của chất lỏng chảy trong ống.
• Độ chính xác cao ± 0,25% hoặc tốt hơn, tương
đối đắt tiền và các bộ phận quay có thể bị tắc
nghẽn do chất rắn lẫn trong dòng chất lỏng.
• Khi lắp đặt cần một đoạn thẳng của đường ống
ở thượng nguồn của lưu lượng kế để giảm dòng
chảy hỗn loạn.


Đo lưu lượng theo nguyên lý Vortex
• Khi lưu chất gặp vật cản
nó sẽ hình thành các điểm
xoáy Vortex ở phía hạ
nguồn, lưu lượng càng
lớn thì các điểm xoáy này
càng nhiều. Để xác định
lưu lượng người ta sẽ đặt
cảm biến đo dao động do
các Vortex này gây nên.


Đặc điểm
• Phạm vi đo rộng: 0- 3600 LPM, với độ chính xác khá
cao: ± 0,75%.
• Hạn chế chính của loại này là nó chỉ có thể được sử
dụng trong các điều kiện dòng chảy hỗn loạn. Do đó
nó không thích hợp với các ống có đường kính lớn,
hoặc trong các ứng dụng mà ở đó vận tốc dòng chảy
thấp hoặc độ nhớt cao.

• Khi lắp đặt phải chú ý rằng đoạn ống phía trước và
phía sau lưu lượng kế phải thẳng với độ dài đủ lớn.


Một số thiết bị đo Vortex


Đo lưu lượng theo nguyên lý từ tính
• Nguyên lý đo này được
sử dụng với những lưu
chất dẫn điện, sử dụng
nguyên lý của máy phát
điện: Khi vật liệu dẫn
điện đi qua từ trường thì
nó sẽ sinh ra điện áp,
lưu lượng càng nhiều thì
điện áp sinh ra càng lớn.


Đặc điểm
• Phạm vi đo rất rộng: 50-5000 GPM, không có
phần chuyển động, không làm tắc ống, dải kích
thước ống rất rộng, và có thể dùng để đo dòng
lưỡng hướng.
• Độ chính xác:0,5% và không bị ảnh hưởng bởi
sự thay đổi của độ nhớt và tỷ trọng chất lỏng.
• Chất lỏng cần phải được dẫn điện, Do vậy
chúng không thích hợp trong các ứng dụng đo
chất khí, hơi nước, hoặc các chất lỏng không
dẫn điện như dầu.

Lắp đặt
• Đảm bảo khoảng cách và vị trí hợp lý:


• Vị trí lắp đặt hợp lý của lưu lượng kế cảm ứng
điện từ


Một số thiết bị của hãng ABB


Đo lưu lượng theo nguyên lý siêu âm
• Sóng siêu âm ở tần số 1 MHz được truyền dưới một góc
vào dòng chất lỏng cần đo. Một phần năng lượng này sẽ
bị phản hồi bởi các điểm gián đoạn âm thanh như các
hạt nhỏ, bong bóng, hoặc các dòng xoáy hỗn loạn. Sự
khác biệt tần số giữa tín hiệu truyền đi và tín hiệu nhận
được (độ dịch tần số Doppler) tỷ lệ trực tiếp với vận
tốc dòng chảy.