Giải mã Đo Lưu lượng: Công nghệ Áp suất Vi sai, Điện từ và Siêu âm

Trong kiểm soát quy trình công nghiệp, việc đo lưu lượng không chỉ là về những con số—mà là về việc hiểu chuyển động, năng lượng và sự biến đổi. Cho dù bạn đang theo dõi bùn trong một nhà máy gốm sứ hay quản lý hơi nước trong một nhà máy lọc dầu, việc chọn phương pháp đo lưu lượng phù hợp là rất quan trọng. Bài viết này sẽ giải thích các nguyên tắc kỹ thuật đằng sau ba công nghệ được sử dụng rộng rãi: áp suất vi sai, điện từ và đo lưu lượng siêu âm.

Đồng hồ đo lưu lượng áp suất vi sai: Khai thác Nguyên lý Bernoulli

Đồng hồ đo lưu lượng áp suất vi sai (DP) là một trong những công nghệ lâu đời và đáng tin cậy nhất trong ngành.

• Nguyên lý hoạt động: Dựa trên phương trình Bernoulli, khi chất lỏng chảy qua một điểm thắt (như tấm lỗ, ống venturi hoặc vòi phun), vận tốc của nó tăng lên và áp suất giảm. Sự khác biệt áp suất trước và sau điểm thắt tỷ lệ với bình phương của tốc độ dòng chảy.
• Xử lý tín hiệu: Một bộ truyền áp suất đo áp suất vi sai và chuyển đổi nó thành tín hiệu lưu lượng, thường sử dụng phép trích căn bậc hai.

Ưu điểm

• Độ tin cậy và độ bền đã được chứng minh
• Thích hợp cho các ứng dụng áp suất và nhiệt độ cao
• Tương thích với nhiều loại chất lỏng (chất lỏng, khí, hơi nước)

Hạn chế

• Yêu cầu đường ống thẳng để đảm bảo độ chính xác
• Mất áp suất do điểm thắt
• Nhạy cảm với sự thay đổi mật độ và độ nhớt của chất lỏng

Đồng hồ đo lưu lượng điện từ: Đo chuyển động thông qua từ tính

Đồng hồ đo lưu lượng điện từ (mag) cung cấp một giải pháp không xâm lấn, có độ chính xác cao—đặc biệt đối với chất lỏng dẫn điện.

• Nguyên lý hoạt động: Dựa trên Định luật Cảm ứng Điện từ Faraday, khi một chất lỏng dẫn điện chảy qua một từ trường, nó tạo ra một điện áp tỷ lệ với vận tốc của nó. Các điện cực đặt trong thành ống phát hiện điện áp này.
• Yêu cầu chính: Chất lỏng phải dẫn điện (thường >5 μS/cm).

Ưu điểm

• Không có bộ phận chuyển động—bảo trì tối thiểu
• Độ chính xác và độ lặp lại tuyệt vời
• Lý tưởng cho chất lỏng ăn mòn, bẩn hoặc dạng bùn

Hạn chế

• Không thể đo chất lỏng không dẫn điện (ví dụ: dầu, khí)
• Yêu cầu ống đầy và hồ sơ dòng chảy ổn định
• Nhạy cảm với sự bám bẩn của điện cực trong một số ứng dụng

Đồng hồ đo lưu lượng siêu âm: Lắng nghe dòng chảy

Đồng hồ đo lưu lượng siêu âm sử dụng sóng âm để đo vận tốc chất lỏng—cung cấp một phương pháp linh hoạt, không xâm lấn.

• Nguyên lý hoạt động: Hai đầu dò gửi và nhận xung siêu âm qua ống. Trong đồng hồ loại thời gian truyền, sự khác biệt về thời gian giữa các tín hiệu xuôi dòng và ngược dòng được sử dụng để tính toán vận tốc dòng chảy. Đồng hồ loại Doppler đo sự thay đổi tần số do các hạt hoặc bọt trong chất lỏng gây ra.
• Lắp đặt: Có thể kẹp (bên ngoài) hoặc nội tuyến (tích hợp vào ống).

Ưu điểm

• Thích hợp cho nhiều loại chất lỏng, bao gồm cả chất lỏng không dẫn điện và ăn mòn
• Lắp đặt không xâm lấn (đặc biệt là kẹp)
• Giảm áp suất tối thiểu

Hạn chế

• Độ chính xác phụ thuộc vào vật liệu ống và tính chất của chất lỏng
• Loại Doppler yêu cầu các hạt hoặc bọt
• Nhạy cảm với hồ sơ dòng chảy và sự nhiễu loạn

Chọn công nghệ phù hợp

Dòng chảy như Triết học: Đo lường Vô hình

Dòng chảy là nhịp đập của một quy trình—nhịp điệu vô hình thúc đẩy sự biến đổi. Mỗi công nghệ cung cấp một ống kính khác nhau: đồng hồ DP cảm nhận áp suất, đồng hồ mag cảm nhận điện tích, đồng hồ siêu âm lắng nghe sự im lặng. Hiểu các nguyên tắc của chúng không chỉ là kỹ thuật—mà còn là thơ. Đó là về việc chọn đúng cách để giải thích chuyển động.