Flow Meter là gì? Có bao nhiêu loại Flow Meter? (2023)

Về cơ bản, Flow Meter hoạt động dựa trên việc xác định lượng chất lỏng, khí hoặc hơi nước. Khi các chất này chảy qua hoặc xung quanh cảm biến đo lưu lượng, thiết bị sẽ cho ra kết quả phép đo lưu lượng chính xác. Đây là một thiết bị cực kỳ quan trọng trong các ngành công nghiệp xử lý, tự động hóa.

Anh em nào vẫn đang loay hoay tìm hiểu về thiết bị này thì bài viết này đích thị là dành cho anh em. Xem ngay bên dưới nhé!

Flow Meter là gì?

Flow Meter được hiểu là đồng hồ đo lưu lượng, là một thiết bị được sử dụng để đo lưu lượng (tức là thể tích hoặc khối lượng) của chất lỏng hoặc khí đang di chuyển qua một điểm nhất định (thường là trong đường ống) tại một thời điểm hoặc trong một khoảng thời gian.

Flow meter sở hữu các ưu điểm nổi bật gồmtính năng rõ ràng, độ chính xác và độ phân giải cao, giúp người vận hành kiểm soát và giám sát quá trình một cách hiệu quả.

Một số tên gọi khác của sản phẩm này gồm có: cảm biến lưu lượng, chỉ báo lưu lượng, đồng hồ xác định chất lỏng, lưu lượng kế, và các thiết bị đo tốc độ của dòng chảy...

Có bao nhiêu loại Flow Meter? (Phân loại theo nguyên lý đo)

Tùy thuộc vào các yếu tố như tính ứng dụng, loại chất lỏng (dẫn điện, không dẫn điện, độ nhớt...), cấu trúc... mà sẽ có nhiều cách phân chia Flow meter. Dưới đây là 4 nhóm nguyên lý đo phổ biến nhất:

#1 Đồng hồ đo áp suất chênh lệch (Differential Pressure)

Đây là một trong những công nghệ đo lưu lượng lâu đời và phổ biến nhất. Nguyên lý vận hành dựa trên định luật Bernoulli: khi cho chất lỏng chảy qua một vị trí bị thắt hẹp (gây cản trở), tốc độ dòng chảy sẽ tăng lên và áp suất tại đó sẽ giảm xuống.

Thiết bị sẽ đo sự chênh lệch áp suất (Differential Pressure - DP) giữa điểm trước và tại vị trí thắt hẹp. Lưu lượng dòng chảy sẽ tỉ lệ thuận với căn bậc hai của áp suất chênh lệch này. Các bộ phận tạo thắt hẹp phổ biến là: tấm lỗ (Orifice Plate), ống Venturi, vòi phun (Nozzle), ống Pitot...

Loại sản phẩm này được ứng dụng rộng rãi trong ngành dầu khí, sản xuất nước giải khát, dược phẩm và hóa học.

#2 Đồng hồ đo chuyển vị tích cực (Positive Displacement - PD)

Đồng hồ đo chuyển vị tích cực (PD) hoạt động bằng cách "bẫy" và đo lường các thể tích chất lỏng riêng biệt, đã biết trước khi nó chảy qua đồng hồ. Nó giống như một cái cổng xoay, mỗi lần có một lượng chất lỏng cố định đi qua, nó sẽ quay một nấc.

Bằng cách đếm số vòng quay (số nấc), đồng hồ có thể tính toán được tổng thể tích chất lỏng đã truyền qua. Các dạng đồng hồ đo PD phổ biến gồm: đồng hồ đo piston, đồng hồ đo bánh răng (oval gear), đồng hồ đo đĩa (nutating disc)...

Loại này có độ chính xác rất cao, đặc biệt là với các chất lỏng có độ nhớt cao. Nó được ứng dụng nhiều trong việc đo lưu lượng dầu, xăng, các loại hóa chất có độ nhớt...

#3 Đồng hồ đo lưu tốc (Velocity Flow Meters)

Đồng hồ đo lưu tốc xác định lưu lượng thể tích bằng cách đo tốc độ (vận tốc) của dòng chảy tại một hoặc nhiều điểm trong đường ống, sau đó nhân với diện tích mặt cắt ống. Đây là nhóm rất lớn, bao gồm nhiều công nghệ hiện đại:

• Đồng hồ đo kiểu Tuabin (Turbine): Có một cánh quạt (tuabin) quay khi dòng chảy đi qua. Tốc độ quay của tuabin tỉ lệ thuận với tốc độ dòng chảy.
• Đồng hồ đo kiểu dòng xoáy (Vortex): Sẽ được nói kỹ ở phần sau.
• Đồng hồ đo điện từ (Magnetic - Magmeter): Sẽ được nói kỹ ở phần sau.
• Đồng hồ đo siêu âm (Ultrasonic): Sẽ được nói kỹ ở phần sau.

#4 Đồng hồ đo kênh hở (Open Channel)

Flow meter loại kênh hở được thiết kế để đo lưu lượng của chất lỏng chảy trong các kênh, mương, cống... hở, không có áp suất như trong đường ống kín.

Chúng thường hoạt động bằng cách sử dụng các cấu trúc đập tràn (weir) hoặc kênh nhân tạo (flume) như V-notch (đập hình V), Parshall... để tạo ra mối quan hệ giữa mực nước (chiều cao) và lưu lượng. Sau đó, một cảm biến (thường là siêu âm) sẽ đo mực nước và tính toán ra lưu lượng.

Được ứng dụng trong các môi trường như sông ngòi, kênh tưới tiêu, hệ thống cống và xử lý nước thải.

Một số loại Flow Meter phổ biến trong thực tế công nghiệp

Ngoài thực tế, anh em sẽ bắt gặp 4 loại công nghệ đo lưu lượng hiện đại và phổ biến nhất sau đây:

#1 Flow Meter Water (Đồng hồ đo nước dạng cơ / Tuabin)

Đây chính là loại đồng hồ nước sinh hoạt mà anh em thấy hàng ngày. Nó thuộc nhóm đo lưu tốc, hoạt động bằng cách cho nước chảy qua một vòng tuabin (cánh quạt) bên trong.

Tốc độ quay của cánh quạt tỉ lệ thuận với tốc độ của dòng nước. Chuyển động quay này được truyền lên bộ đếm số (bộ đếm cơ hoặc điện tử) để hiển thị tổng lượng nước đã chảy qua.

Ưu điểm: Giá rất rẻ, cấu tạo đơn giản, không cần nguồn điện (loại cơ).

Nhược điểm: Có bộ phận chuyển động nên dễ bị mài mòn, kẹt, đặc biệt là khi nước bẩn hoặc có cặn. Độ chính xác không cao bằng các loại điện tử.

#2 Flow Meter đo dòng xoáy (Vortex Flow Meter)

Cơ chế hoạt động của Flow meter dạng dòng xoáy (Vortex) dựa trên nguyên lý "chuỗi xoáy Karman". Một vật cản (gọi là thanh tạo xoáy) được đặt chắn ngang dòng chảy.

Khi chất lỏng (hoặc khí, hơi) chảy qua vật cản này, nó sẽ tạo ra các xoáy nhỏ ở phía sau, luân phiên ở hai bên thanh cản. Tần số (tốc độ) xuất hiện các dòng xoáy này tỉ lệ thuận trực tiếp với tốc độ của dòng chảy. Một cảm biến (thường là áp điện) sẽ đếm tần số của các xoáy này và tính toán ra lưu lượng.

Ưu điểm: Đo được cả chất lỏng, khí và hơi nước. Không có bộ phận chuyển động, độ bền cao. Các loại đa biến (multivariable) còn có thể đo cả nhiệt độ, áp suất, mật độ và lưu lượng khối lượng.

#3 Flow Meter Ultrasonic (Đồng hồ đo siêu âm)

Cơ chế vận hành của Flow meter Ultrasonic (Siêu âm) dựa trên việc sử dụng sóng âm thanh có tần số siêu âm để đo tốc độ dòng chảy. Có hai loại chính:

• Loại đo thời gian truyền (Transit-Time): Hai cảm biến được đặt chéo nhau qua đường ống. Nó đo thời gian sóng siêu âm đi xuôi dòng và ngược dòng. Sóng đi xuôi dòng sẽ nhanh hơn sóng đi ngược dòng. Sự chênh lệch về thời gian này tỉ lệ thuận với tốc độ dòng chảy.
• Loại Doppler: Phát sóng siêu âm vào dòng chảy và nhận lại sóng phản xạ từ các bọt khí hoặc hạt rắn lơ lửng trong chất lỏng. Tốc độ dòng chảy được tính dựa trên sự thay đổi tần số (hiệu ứng Doppler) của sóng phản xạ.

Ưu điểm: Đặc biệt là loại kẹp ngoài (Clamp-on), cho phép đo lưu lượng mà không cần cắt ống, không tiếp xúc với chất lỏng. Không gây tổn thất áp suất. Loại Transit-Time phù hợp đo nước sạch, nước tinh khiết. Loại Doppler phù hợp đo chất lỏng bẩn, có cặn.

#4 Flow Meter Magnetic (Đồng hồ đo điện từ)

Flow meter Magnetic (hay Magmeter) đo lưu lượng từ tính, hoạt động dựa trên Định luật cảm ứng điện từ Faraday. Một từ trường (B) được tạo ra vuông góc với dòng chảy.

Theo định luật Faraday, khi một chất lỏng dẫn điện (L) chảy qua từ trường này với vận tốc (V), nó sẽ tạo ra một điện áp (E) cảm ứng. Điện áp này được đo bằng hai điện cực đặt đối diện nhau. Điện áp tạo ra tỉ lệ thuận trực tiếp với vận tốc dòng chảy (E ∝ V*B*L).

Ưu điểm: Độ chính xác rất cao, không có bộ phận chuyển động, không gây cản trở hay tổn thất áp suất. Đo được các chất lỏng bẩn, có cặn, ăn mòn...

Nhược điểm: Bắt buộc chất lỏng phải có khả năng dẫn điện (ví dụ: nước có chứa ion, nước thải, hóa chất...). Không thể đo được nước tinh khiết (nước cất), xăng, dầu, dung môi hữu cơ.

MUA NGAY HÀNG CÔNG NGHIỆP GIÁ TỐT TẠI MECSU

Tham khảo thêm tại Mecsu

>>> 100+ Mã Sản Phẩm Dây Rút: https://mecsu.vn/san-pham/day-rut-nhua.5op

>>> 1000+ Mã Sản Phẩm Đầu Cosse: https://mecsu.vn/san-pham/dau-cosse.Q1j

Mời anh em đọc thêm:

• Lưu lượng là gì? Hướng dẫn cách đo lưu lượng
• (Ballast) Chấn lưu là gì? Có mấy loại chấn lưu
• Power Supply (Bộ nguồn) là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Trên đây là tổng hợp về khái niệm cũng như các loại đồng hồ đo lưu lượng (Flow Meter) phổ biến hiện nay. Anh em nào đọc đến đây chắc đã hiểu rõ về Flow meter là gì và các nguyên lý đo khác nhau rồi phải không? Hy vọng bài viết sẽ hữu ích và giúp anh em chọn được một loại sản phẩm phù hợp để phục vụ cho công việc của mình, tránh tình trạng mua nhầm loại (ví dụ dùng đồng hồ điện từ để đo nước tinh khiết) gây lãng phí. Chúc anh em thành công!