Nguyên lý hoạt động của lưu lượng kế dạng điện từ

Lưu lượng kế là gì?

Là máy đo lưu lượng dạng điện từ được thiết kế để đo lưu lượng chất lỏng có điện tích trong ống kín. Ngoài ra chúng cũng là thiết bị đo lưu lượng thể tích.

Nói tóm lại lưu lượng kế điện từ là tên gọi chung của thiết bị đo lưu lượng sử dụng công nghệ cảm biến điện từ. Dân kỹ thuật hay gọi các thiết bị với cái tên quen thuộc là: đồng hồ đo lưu lượng điện từ hoặc đồng hồ đo lưu lượng nước điện tử.

Nguyên lý hoạt động của lưu lượng

Lưu lượng kế dạng điện từ hoạt động dựa trên Luật Điện từ của Michael Faraday. Khi một chất lỏng dẫn chảy qua từ trường, một điện áp nhỏ (u) được gây ra. Một điện cực E này tỷ lệ thuận với vận tốc của dòng chảy và được đo chính xác bằng hai điện cực bằng thép không gỉ được gắn với nhau trong ống đo.

– Hai điện cực được kết nối với một mạch điện tử tiên tiến xử lý tín hiệu và lần lượt đưa nó vào bộ vi xử lý bên trong module điện tử. Bộ vi xử lý sau đó tính lưu lượng và kiểm soát các đầu ra khác nhau trên bảng đầu cuối. Điện cực điện áp E tỷ lệ thuận với vận tốc trung bình của chất lỏng V.

=> (Cần đặc biệt chú ý khi ống được xây dựng bằng vật liệu dẫn điện. Lớp lót vật liệu không dẫn điện được sử dụng để ngăn điện áp không bị tiêu tán vào phần ống.)

Công thức tính

E = B.l.v

Ở đây: E = Điện áp cảm ứng (V)

B = Mật độ từ thông (độ lớn của từ trường) (Tesla)

l = Chiều dài của vật dẫn chạy qua từ trường (m)

v = Vận tốc vật dẫn (m/s)

* Một vài điều kiện cần được đáp ứng để có thể tính toán chính xác lưu lượng từ điện áp cảm ứng:

Chất lỏng phải là chất dẫn điện tốt.

Cả 2 điện cực phải tiếp xúc với chất lỏng.

Đường ống phải được đổ đầy bằng chất lỏng.

Các đầu đo lưu lượng phải được nối đất đúng cách để tránh các sai số do dòng điện rò trong chất lỏng.

Quy trình hoạt động

Điều rất quan trọng là dòng chảy của chất lỏng được đo bằng máy đo lưu lượng kế phải có tính dẫn điện. Luật của Faraday chỉ ra rằng điện áp tín hiệu (E) phụ thuộc vào vận tốc chất lỏng trung bình (V), chiều dài dây dẫn (D) và cường độ từ trường (B). Từ trường do đó sẽ được thiết lập trong phần mặt cắt ngang của ống.

Về cơ bản khi chất lỏng dẫn chảy qua từ trường, điện áp được gây ra. Để đo điện áp tạo ra (tỷ lệ với vận tốc của chất lỏng chảy), hai điện cực bằng thép không rỉ được sử dụng được gắn kết với nhau. Hai điện cực được đặt bên trong máy đo lưu lượng sau đó được kết nối với một mạch điện tử tiên tiến có khả năng xử lý tín hiệu. Tín hiệu được xử lý được đưa vào bộ vi xử lý tính lưu lượng thể tích của chất lỏng.

Công thức đo dòng điện

Lưu lượng kế dạng điện từ sử dụng quy luật cảm ứng điện từ của Faraday để tạo ra một phép đo dòng chảy. Định luật của Faraday nói rằng bất cứ khi nào một vật dẫn có chiều dài ‘l’ di chuyển với vận tốc vuông góc với trường từ ‘B’, một emf ‘e’ được tạo ra theo hướng vuông góc với nhau được cho bởi:

E = B.l.v… (eq1)

+ B = Mật độ từ thông (Wb / m2)

+ L = chiều dài dây dẫn (m)

+ V = Vận tốc của dây dẫn (m / s)

Tốc độ dòng chảy Q được cho bởi Q = (πd2 / 4) v … (eq2) 

Gồm: D = đường kính ống

* V = vận tốc trung bình của dòng chảy (vận tốc dẫn trong trường hợp này)

* Từ phương trình (eq1)

* V = e / bl Q = πd2e / 4Bl

* Q = K Trong đó K là hằng mét.

– Vì vậy, tốc độ dòng chảy khối lượng tỷ lệ với emf cảm ứng. Trong ứng dụng thực tế chúng ta phải nhập giá trị ‘K’ không đổi trong lưu lượng kế từ có sẵn trong danh mục nhà cung cấp / hướng dẫn sử dụng.

Hạn chế của Lưu lượng kế dạng điện từ

-Chất được đo phải là chất dẫn điện. Do đó, nó không thể được sử dụng để đo tốc độ dòng khí và hơi nước, các sản phẩm dầu mỏ và chất lỏng tương tự có độ dẫn rất thấp.

-Làm cho đồng hồ không nhạy cảm với sự biến thiên của điện trở, điện trở hiệu dụng của chất lỏng giữa các điện cực không được vượt quá 1% trở kháng của mạch bên ngoài.

-Nó là một thiết bị rất đắt.

-Khi máy đo luôn đo tốc độ thể tích, sẽ bao gồm khối lượng của bất kỳ vật chất lơ lửng nào trong chất lỏng.

-Để tránh bất kỳ rắc rối nào gây ra bởi không khí bị cuốn vào, khi ống dẫn được lắp vào đường ống nằm ngang, các điện cực phải nằm trên đường kính ngang.

-Khi kiểm tra bằng không đối với việc lắp đặt có thể được thực hiện chỉ bằng cách dừng dòng chảy, các van phân cách được yêu cầu và cần phải có một vòng tránh qua mà luồng có thể được hướng trong suốt kiểm tra bằng không.

-Đường ống phải chạy đầy, trong trường hợp van điều chỉnh được lắp phía trên đồng hồ đo.

Ưu điểm của thiết bị Lưu lượng kế dạng điện từ

• Sự tắc nghẽn của dòng chảy hầu như không có; vì thế loại đồng hồ này có thể được sử dụng để đo sự ngưng trệ nặng; bao gồm bùn, nước thải và bột giấy từ gỗ.
• Không có tổn thất đầu áp lực trong loại máy đo lưu lượng này khác với chiều dài của ống thẳng mà máy đo chiếm.
• Chúng không bị ảnh hưởng nhiều bởi sự xáo trộn dòng chảy thượng lưu.
• Chúng không bị ảnh hưởng bởi sự biến thiên về mật độ, độ nhớt, áp suất và nhiệt độ.
• Yêu cầu về điện năng có thể thấp (15 hoặc 20 W), đặc biệt với DCtype xung.
• Các đồng hồ này có thể được sử dụng làm đồng hồ hai chiều.
• Bộ đo phù hợp với hầu hết các axit; bazơ; nước và dung dịch nước vì các chất liệu lót được lựa chọn không chỉ là chất cách điện tốt mà còn chống ăn mòn.
• Đồng hồ được sử dụng rộng rãi cho các dịch vụ bùn; không chỉ bởi vì chúng bị cản trở ít hơn mà còn bởi vì một số lớp lót như polyurethane; cao su và cao su có độ mài mòn tốt hoặc chống xói mòn.
• Chúng có khả năng xử lý lưu lượng rất thấp.
• Kết quả đo chính xác.
• Tín hiệu ngõ ra đa dạng: 4-20mA, Modbus RS485, tín hiệu Xung.

Nhược điểm của Lưu lượng kế dạng điện từ

• Các thiết bị đo này chỉ có thể sử dụng cho các chất lỏng có độ dẫn điện hợp lý.
• Độ chính xác chỉ ở trong phạm vi ± 1% trong khoảng lưu lượng 5%.
• Kích thước, chi phí của các cuộn dây và mạch không gia tăng không đáng kể so với kích thước của

ống khoan. Do đó kích thước nhỏ mét là cồng kềnh và tốn kém.

• Để đồng hồ hoạt động cần được cấp nguồn điện hoặc pin. Trong đó thiết bị Pin ít được lựa chọn và sử dụng vì loại pin giá cao và tốn kém khi thay pin.
• Giá thành cao hơn nhiều lần đối với đồng hồ dạng cơ.

Ứng dụng của Lưu lượng kế dạng điện từ

Đo lưu lượng điện từ này không xâm nhập, có thể được sử dụng chung cho bất kỳ chất lỏng nào có độ dẫn điện hợp lý trên 10 microsiemens / cm. Chất lỏng như bùn cát, bột than, bùn, nước thải, bột giấy; hóa chất, nước trừ nước cất trong đường ống lớn, chất lỏng nóng; chất lỏng nhớt cao đặc biệt trong công nghiệp chế biến thực phẩm, chất lỏng lạnh có thể được đo bằng máy đo lưu lượng điện.

Các ứng dụng cho chất lỏng dơ bẩn được tìm thấy trong nước, nước thải; khai khoáng, chế biến khoáng sản, điện, bột giấy và giấy, và các ngành công nghiệp hoá chất. Máy đo lưu lượng từ được sử dụng trong các nhà máy xử lý nước để đo lượng nước thải được xử lý và không xử lý, nước, nước và hoá chất. Các ứng dụng trong ngành khai khoáng và chế biến khoáng sản bao gồm dòng nước quy trình và dòng xả quy trình và các luồng truyền tải nặng.

Với nhiều ưu điểm như mình nói trên nên lưu lượng kế điện từ được sử dụng phổ biến trong các nhà máy; khu chiết xuất chất lỏng, khu công nghiệp dùng đo lưu lượng nước sạch, nước thải.

Cách Sử dụng Lưu lượng kế dạng điện từ

-Máy đo lưu lượng từ đo vận tốc của chất lỏng dẫn trong các đường ống, chẳng hạn như nước, axit, chất ăn da, và chất bùn. Máy đo lưu lượng từ có thể đo đúng khi độ dẫn điện của chất lỏng lớn hơn khoảng 5μS / cm. Hãy cẩn thận vì sử dụng các máy đo lưu lượng từ đối với chất lỏng có độ dẫn thấp như nước deion hoá, nước cấp cho nồi hơi, hoặc hydrocarbon, có thể làm cho lưu lượng kế tắt và đo lưu lượng không.

-Cần đặc biệt cẩn thận khi vận hành các máy đo lưu lượng từ trong dịch vụ chân không; bởi vì một số máy đo lưu lượng kế có thể sụp đổ và bị hút vào đường ống trong dịch vụ chân không, làm hỏng lưu lượng kế. Lưu ý:

Các điều kiện chân không có thể xảy ra trong các đường ống mà dường như không được tiếp xúc với dịch vụ chân không như; các đường ống trong đó một khí có thể ngưng tụ (thường trong điều kiện bất thường). Tương tự, nhiệt độ quá cao trong các máy đo lưu lượng kế từ (thậm chí là trong điều kiện bất thường) có thể dẫn đến hư hỏng lưu lượng kế vĩnh viễn.

Lời kết!

Hy vọng nhận được sự góp ý và phản hồi từ các bạn về bài viết thông qua thông tin bên dưới. Cảm ơn các bạn đã quan tâm theo dõi. Hẹn gặp lại các bạn ở bài viết tiếp theo!

>>>>>>>>>> Chuyendoitinhieu.vn – Chúc các bạn thành công ! <<<<<<<<<<

 

Thông tin liên hệ

Trưởng phòng kinh doanh

Kỹ sư Cơ – Điện tử

Mr: Lê Văn Trọng

Mobi (Zalo): 0975 116 329

Website: chuyendoitinhieu.vn