Hướng dẫn cơ bản về máy đo lưu lượng: Nó là gì, cách thức hoạt động, loại và lựa chọn

Mua đồng hồ đo lưu lượng không phải là một quyết định đơn giản “chọn một thiết bị và quên nó đi”. Thiết bị sai có thể làm tăng chi phí năng lượng, giảm tính đồng nhất của lô hoặc thậm chí gây ra các vấn đề về an toàn trong nhà máy. Kết luận đầu tiên cần hiểu: đồng hồ đo lưu lượng là một công cụ đo tốc độ dòng chảy của chất lỏng đi qua đường ống, nhưng nó không phải là một bộ phận phổ biến. Mọi công nghệ đều có một tập hợp các điều kiện để nó hoạt động tốt và một số điều kiện khác là nó sẽ thất bại. Hướng dẫn này giải thích đồng hồ đo lưu lượng là gì, cách thức hoạt động và những điều bạn cần xác minh trước khi mua.

Đồng hồ đo lưu lượng là gì? Nó hoạt động như thế nào?

Đồng hồ đo lưu lượng, còn được gọi là cảm biến lưu lượng, là một dụng cụ đo lượng chất lỏng di chuyển qua đường ống. Chất lỏng đó có thể là chất lỏng, khí hoặc hơi nước. Sản lượng có thể được biểu thị dưới dạng tốc độ dòng thể tích, chẳng hạn như lít trên phút hoặc mét khối trên giờ, hoặc dưới dạng tốc độ dòng chảy khối lượng, chẳng hạn như kilôgam trên giây. Sự khác biệt quan trọng vì thể tích khí thay đổi theo áp suất và nhiệt độ, trong khi khối lượng thì không.

Hầu hết các đồng hồ đo lưu lượng hoạt động bằng cách chuyển đổi đặc tính chất lỏng thành tín hiệu có thể đo được. Ví dụ, một máy đo lưu lượng dòng xoáy sử dụng một khối vô tội vạ được đặt trong đường dẫn dòng chảy. Khi chất lỏng đi qua cơ thể, các xoáy nước luân phiên nhau xuất hiện ở mỗi bên. Tần số của sự đổ xoáy này tỷ lệ thuận với vận tốc chất lỏng. Đồng hồ đo lưu lượng điện từ hoạt động theo cách khác: nó tác dụng từ trường lên chất lỏng dẫn điện và điện áp cảm ứng tỷ lệ thuận với tốc độ dòng chảy. Máy đo coriolis xoắn một ống rung khi chất lỏng chảy qua nó và mức độ dịch pha tương quan trực tiếp với dòng khối.

Bởi vì các cơ chế cảm biến khác nhau nên không một máy đo đơn lẻ nào có thể mang lại kết quả chính xác cho mọi chất lỏng và mọi điều kiện quy trình. Đây là lý do tại sao việc lựa chọn bắt đầu bằng dữ liệu quy trình chứ không phải bằng mô hình sản phẩm.

Cách chọn đồng hồ đo lưu lượng: Tiêu chí lựa chọn chính

Trước khi so sánh các công nghệ, hãy ghi lại các điều kiện mà đồng hồ sẽ gặp khi vận hành. Danh sách sau đây bao gồm các thông tin tối thiểu mà kỹ sư ứng dụng của nhà cung cấp sẽ cần.

• Loại chất lỏng : Nó là chất lỏng, khí hay hơi nước? Nó có dẫn điện, ăn mòn, nhớt hoặc chứa chất rắn hoặc bong bóng không?
• Nhiệt độ và áp suất quá trình : Điều kiện vận hành liên tục và bất kỳ giá trị đỉnh hoặc giá trị khó chịu nào.
• Phạm vi dòng chảy : Tốc độ dòng chảy tối thiểu, bình thường và tối đa, cộng với hệ số suy giảm dự kiến.
• Yêu cầu độ chính xác : Đây có phải là để kiểm soát quy trình, tính toán năng lượng hoặc chuyển giao quyền giám sát không?
• Kích thước ống và không gian lắp đặt : Ống thẳng chạy sẵn ở thượng nguồn và hạ lưu, và hướng lắp đặt.
• Môi trường : Trong nhà hoặc ngoài trời, phân loại khu vực nguy hiểm, mức độ rung, nhiễu điện từ.

Các thông số này xác định liệu máy đo có giữ được hiệu chuẩn tại hiện trường hay không. Ví dụ, một đường dẫn khí có áp suất thấp và phạm vi dòng chảy hẹp thường được hưởng lợi từ máy đo độ xoáy hoặc xoáy, trong khi đường ống bùn chứa chất rắn được phục vụ tốt hơn bằng máy đo điện từ vì nó không có bộ phận chuyển động hoặc hạn chế về lỗ khoan nhỏ.

Giải thích các loại đồng hồ đo lưu lượng phổ biến

Máy đo lưu lượng dòng xoáy

Máy đo độ xoáy là lựa chọn phù hợp cho hơi nước, khí đốt và nhiều chất lỏng. Chúng có thể hoạt động ở nhiệt độ và áp suất cao và vì không có bộ phận chuyển động bên trong cảm biến nên chúng rất phổ biến trong các ngành công nghiệp chế biến nơi độ tin cậy là vấn đề quan trọng. Việc lắp đặt yêu cầu chạy thẳng tối thiểu ở thượng nguồn và hạ lưu. Rung động quá mức trong đường ống có thể ảnh hưởng đến tín hiệu, vì vậy đồng hồ đo phải được che chắn hoặc cách ly khỏi tiếng ồn cơ học.

Máy đo lưu lượng dòng xoáy MA80T cho các ứng dụng hơi, khí và chất lỏng Lưu lượng kế xoáy MA80T đo hơi nước, khí và chất lỏng sử dụng nguyên lý xoáy Kármán, mang lại độ tin cậy không có bộ phận chuyển động và phù hợp cho các ngành công nghiệp xử lý nhiệt độ cao, áp suất cao. Xem sản phẩm →

Máy đo lưu lượng xoáy

Đồng hồ đo độ xoáy đặc biệt hữu ích trong các ứng dụng khí sạch nơi đường dây nhỏ và tốc độ dòng chảy thấp. Chúng tạo ra mô hình dòng chảy xoáy và tần số tuế sai của lõi xoáy tỷ lệ thuận với vận tốc chất lỏng. Một biến thể bù nhiệt độ và áp suất tích hợp như SA80TTP có thể điều chỉnh khi thay đổi điều kiện khí mà không cần thiết bị bổ sung.

Lưu lượng kế xoáy dòng SA80T cho khí sạch và tốc độ dòng chảy thấp Lưu lượng kế xoáy SA80T lý tưởng cho các ứng dụng khí sạch với đường truyền nhỏ và tốc độ dòng chảy thấp, cung cấp phép đo chính xác thông qua tuế sai xoáy, với biến thể bù cho việc thay đổi điều kiện khí. Xem sản phẩm →

Máy đo lưu lượng khối Coriolis

Máy đo Coriolis đo lưu lượng khối lượng thực tế một cách trực tiếp, không phải khối lượng suy ra. Điều này làm cho chúng trở nên vô giá đối với việc định lượng hóa chất, chuyển giao quyền giám hộ và kiểm soát chất lượng trong đó khối lượng là đại lượng thực sự được quan tâm. Chúng xử lý được cả chất lỏng và chất khí, đồng thời có thể áp dụng cho chất lỏng có mật độ thay đổi. Sự đánh đổi là giá mua cao hơn và áp suất giảm liên quan đến hình dạng ống.

Máy đo lưu lượng khối Coriolis dòng AC cho mật độ và lưu lượng khối trực tiếp Máy đo Coriolis dòng AC đo trực tiếp lưu lượng khối, mật độ và nhiệt độ, điều này rất cần thiết cho việc định lượng hóa chất và chuyển giao quyền giám sát trong đó việc đo khối lượng chính xác là rất quan trọng. Xem sản phẩm →

Đồng hồ đo lưu lượng điện từ

Máy đo điện từ được chế tạo cho chất lỏng và chất lỏng dẫn điện. Ống dòng không có bộ phận chuyển động và lớp lót ống là bộ phận duy nhất tiếp xúc với chất lỏng. Điều này khiến chúng trở nên lý tưởng cho nước, nước thải, bùn khai thác mỏ và nhiều dòng hóa chất nơi hàm lượng chất rắn cao sẽ làm hỏng tuabin hoặc cảm biến xoáy. Chúng yêu cầu độ dẫn điện tối thiểu và đường ống được lấp đầy.

Ứng dụng công nghiệp và cân nhắc mua hàng trong thế giới thực

Đồng hồ đo lưu lượng hoạt động trong các ngành công nghiệp chế biến như dầu khí, hóa dầu, polysilicon, sản xuất điện và xử lý nước. Trong những môi trường này, máy đo không bị cô lập trong phòng thí nghiệm; nó nhìn thấy sự rung động của đường ống, sự thay đổi nhiệt độ, sự ngưng tụ, không khí bị cuốn theo và cặn lắng. Đồng hồ đo không có kích thước phù hợp với độ nhớt thực tế của chất lỏng hoặc thiếu vật liệu vỏ phù hợp sẽ bị trôi theo thời gian, gây ra thời gian ngừng hoạt động và bảo trì ngoài kế hoạch.

Việc áp dụng tự động hóa công nghiệp tiếp tục đòi hỏi các cảm biến đáng tin cậy có thể giao tiếp với các hệ thống điều khiển. Điều này được phản ánh bởi sự tích hợp ngày càng tăng của cảm biến lưu lượng vào thiết bị xử lý được kết nối. Đối với kỹ sư nhà máy, ý nghĩa thực tế là chọn một đồng hồ đo có giao diện đầu ra đã được chứng minh, chẳng hạn như 4–20 mA, HART, xung hoặc giao thức truyền thông được hỗ trợ bởi hệ thống điều khiển hiện có. Việc lắp đặt đồng hồ đo lưu lượng không thể giao tiếp với DCS là một vấn đề nghiêm trọng về quy trình làm việc. Nhu cầu về những khả năng này đã tăng lên trong nhiều ngành công nghiệp xử lý và các nhà cung cấp đang đáp ứng bằng các thiết bị đo được thiết kế cho mạng lưới nhà máy có dây và không dây.

Một yếu tố quyết định khác là khả năng của nhà cung cấp trong việc hỗ trợ việc lựa chọn và định cỡ theo hướng kỹ thuật. Cơ sở sản xuất rộng 23.000 m2, đội ngũ kỹ thuật tận tâm và hồ sơ theo dõi các dự án ở hơn 30 quốc gia là những dấu hiệu cho thấy nhà cung cấp có thể xử lý các yêu cầu đánh giá thông số kỹ thuật và giao hàng. Nếu bạn đang làm việc với nhà thầu EPC hoặc OEM, việc khớp đồng hồ với tiến độ dự án và tài liệu cũng quan trọng như thông số kỹ thuật về độ chính xác của đồng hồ. Hiểu rõ khả năng của nhà sản xuất trước khi đặt hàng sẽ giảm khả năng xảy ra sự chậm trễ không mong muốn hoặc phần cứng không khớp.

Khi bạn đánh giá một nhà sản xuất, hãy kiểm tra xem họ có thể cung cấp chứng chỉ hiệu chuẩn, chứng chỉ vật liệu và hỗ trợ phê duyệt khu vực nguy hiểm hay không. Hỏi về tình trạng sẵn có của các phụ tùng thay thế và liệu thiết bị điện tử cảm biến có thể được bảo dưỡng tại hiện trường hay phải được đưa trở lại nhà máy. Mức giá cạnh tranh chẳng có ý nghĩa gì nếu đồng hồ có thời gian giao linh kiện thay thế là sáu tuần. Vì những lý do này, tìm hiểu về quá trình sản xuất và dự án của nhà sản xuất là một bước thực tế trước khi xác nhận mua hàng.

Trước khi bạn phê duyệt việc mua đồng hồ đo lưu lượng, hãy viết ra các điều kiện của quy trình và độ chính xác mục tiêu. Sau đó so sánh các công nghệ với dữ liệu đó chứ không phải với các tuyên bố tiếp thị. Đồng hồ đo lưu lượng phù hợp không nhất thiết phải là loại đắt nhất; nó là thứ phù hợp với đặc tính chất lỏng, các hạn chế lắp đặt và kỳ vọng về độ tin cậy lâu dài của bạn. Nếu bạn cần trợ giúp về việc định cỡ hoặc cài đặt, hãy trao đổi với kỹ sư ứng dụng của nhà sản xuất. Sai lầm đắt giá nhất trong việc đo lưu lượng là chọn sai công nghệ và phải gánh chịu hậu quả suốt đời của nhà máy.