Đồng hồ đo lưu lượng là gì?

Đồng hồ đo lưu lượng là thiết bị sử dụng để đo lưu lượng nước, khí. Nó sử dụng để đo lưu lượng tức thời đi qua hoặc tổng lưu lượng đã đi qua đồng hồ kể từ thời điểm lắp đặt.

Thông số được đo đếm bằng nhiều cách và được hiển thị trên mặt đồng hồ.

Tùy theo từng hãng và lưu chất cần đo mà đồng hồ sử dụng các nguyên lý đo khác nhau. Tùy theo yêu cầu sử dụng mà ta lưu chọn đồng hồ đo lưu lượng phù hợp và chính xác nhất.

Cấu tạo của đồng hồ đo lưu lượng

Đồng hồ có cấu tạo gồm hai thành phần chính như sau:

Phần thân đồng hồ

Là phần được kết nối với hệ thống đường ống, tiếp xúc trực tiếp với lưu chất trong đường ống. Do tiếp xúc với lưu chất nên vật liệu của thân van phải phù hợp.

Thường thân van sẽ làm từ gang, đồng hoặc inox tùy theo tính chất của lưu chất hệ thống.

Thân van còn chưa các linh kiện để đo lưu lượng, như là cánh quạt với dạng đồng hồ cơ hoặc cảm biến với đồng hồ dạng điện tử

Phần thân được kết nối ren với đường ống nhỏ từ DN15 đến DN50 và kết nối bích đối với DN65 trở lên.

Phân bộ đếm

Là bộ phận quan trọng nhất của đồng hồ. Bộ đến có thể là dạng cơ hoặc dạng điện tử. Đối với bộ đếm dạng cơ nó có cấu tạo gồm các bánh răng cơ học được kết nối với nhau.

Dòng lưu chất đi qua sẽ làm quay tuabin. Cánh quạt sẽ truyền động đến các bánh răng giúp bộ hiển thị hoạt động. Từ đó ta xem được số lưu lượng qua màn hình.

Đối với bộ đếm dạng điện tử, nó có cấu tạo là cảm biến siêu âm hoặc điện từ. Lưu chất đi qua sẽ kích hoạt cảm biến giúp truyền xung tín hiện về đầu xử lý. Đầu xử lý sẽ tính toán và hiển thị kết quả lên màn hình.

Ngoài ra bộ đếm còn có thể phát tín hiệu xung báo về trung tâm điều khiển khi chúng ta cần theo dõi lưu lượng một cách chính xác.

Dạng bộ đếm này thường được cài đặt là 10l/xung, 100l/xung hoặc 1000l/xung tùy theo kích cỡ của đồng hồ. Điều này giúp kiểm soát lưu lượng trong các ứng dụng cần độ chính xác cao.

Phân loại và nguyên lý hoạt động của đồng hồ đo lưu lượng

Dựa và nguyên lý hoạt động ta có các dạng đồng hồ đo lưu lượng sau

Đồng hồ đo lưu lượng dạng cơ

1. Dạng đo tốc độ

Đồng hồ dạng tốc độ dựa trên nguyên lý đếm số vòng quay của tuabin để tính được lưu lượng nước đã chảy qua. Trong đồng hồ có chứa một tuabin cánh quạt, khi có dòng nước chảy qua sẽ làm quay cánh quạt.

Cánh quạt quay sẽ  kích hoạt cơ cấu đếm lưu lượng. Từ số vòng của cánh quạt quay được bao nhiều thì cơ cấu sẽ hiển thị cho chúng ta lưu lương nước đã chảy qua.

Đồng hồ dạng đo tốc độ chỉ sử dụng cho các môi trường nước sạch, nước sinh hoạt. Vì khi trong nước có chứa rác, vật thể có kích thước lớn sẽ dễ làm kẹt tuabin từ đó dẫn đến hư hỏng đồng hồ.

2. Dạng đo thể tích

Đồng hồ dạng thể tích là loại buồng đong với thể tích. Thiết bị tính lưu lượng dòng chảy bằng tổng số các thể tích đã chay qua đồng hồ.

Ảnh hưởng của độ nhớt chất lỏng dẫn đến sai số nhỏ hơn nhiều so với đồng hồ kiểu tốc độ. Tuy nhiên, vì có kết cấu phức tạp hơn nên việc sử dụng cũng kém phổ biến hơn so vơi dạng đồng hồ đo tốc độ.

Đồng hồ đo lưu lượng dạng điện tử

3. Dạng cảm biến siêu âm

Đồng hồ đo nước siêu âm sử dụng một hoặc nhiều đầu dò siêu âm để gửi sóng siêu âm qua chất lỏng để xác định vận tốc của nước.

Do diện tích mặt cắt ngang của thân đồng hồ là một giá trị cố định và đã biết, khi phát hiện vận tốc nước, thể tích nước đi qua đồng hồ có thể được tính toán với độ chính xác rất cao.

Do mật độ nước thay đổi theo nhiệt độ, hầu hết các đồng hồ nước siêu âm cũng đo nhiệt độ nước là một thành phần của tính toán thể tích.

4. Dạng cảm biến lưu lượng điện từ

Là dạng đồng hồ sử dụng các đặc tính điện từ để xác định tốc độ dòng nước. Đồng hồ sử dụng nguyên lý của định luật cảm ứng điện từ Faraday và được dùng để đo dòng chảy của chất lỏng có tính dẫn điện.

Hai cuộn dây điện từ để tạo ra từ trường (B) đủ mạnh cắt ngang mặt ống dẫn chất lỏng. Khi chất lỏng đi qua sẽ sinh ra một điện áp cảm ứng. Tốc độ dòng chảy sẽ tỷ lệ với biên độ điện áp đo được.

Đồng hồ nước cảm biến điện tử không có yêu tố cơ học nên có thể đo lưu lượng theo cả hai chiều.

Đồng hồ nước điện tử thích hợp để đo nước thô (nước chưa qua xử lý) và nước thải, vì không có yếu tố cơ học nào bị kẹt do các mảnh vụn chảy qua đồng hồ.

Ngoài ra dựa vào môi trường lưu chất ta còn có các dạng đồng hồ sau

Đồng hồ đo lưu lượng nước sạch

Là dạng đồng hồ sử dụng trong các hệ thống cung cấp nước sinh hoạt. Ở môi trường nước sạch, nước hầu như không có các vật chất rắn không mong muốn.

Vì vậy chúng nó có cấu tạo đơn giản hơn so với các dạng đồng hồ khác. Tuabin của đồng hồ nằm vuông góc với dòng chảy.

Đồng hồ đo nước sạch hầu hết là đồng hồ dạng cơ và có giá thành rẻ nhất trong các loại

Đồng hồ đo lưu lượng nước thải

Sử dụng để đo lưu lượng trong các môi trường nước có chất rắn, rác thải, v.v… Vì vậy, cánh quạt của nó có cấu tạo đặc biệt hơn, trục của nó nằm vuông góc với dòng chảy.

Nó có cấu tạo phức tạp hơn đồng hồ đo nước sạch nên thường có giá thành cao hơn rất nhiều.

Nên sử dụng đồng hồ đo nước thải dạng điện tử đế lưu chất được thông qua hoàn toàn. Tránh tình trạng tắc nghẽn do rác thải hoặc các vật rắn không mong muốn khác.

Đồng hồ đo lưu lượng khí

Sử dụng trong các môi trường lưu chất dạng khí, gas hoặc hơi. Đây là dòng đồng hồ có giá thành cao nhất vì nó có độ chính xác rất cao. Đồng hồ đo lưu lượng khí thường là dòng đồng hồ điện tử sử dụng cảm biến.

Ưu và nhược điểm của từng dạng đồng hồ

Đồng hồ đo lưu lượng dạng cơ

Ưu điểm

• Giá thành thấp
• Dễ dàng lắp đặt và sử dụng. Không cần cài đặt như dạng điện tử
• Không sử dụng đến điện năng. Sử dụng tốt ở điều kiện làm việc ngoài trời
• Đồ bền khá cao khi dùng cho các ứng dụng liên quan đến nước sạch
• Thông dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau

Nhược điểm

• Độ chính xác không cao
• Ứng dụng để sử dụng hạn chế
• Do sử dụng tuabin nên rác thải hoặc các vật rắn khác dễ bị mắc vào gây kẹt

Đồng hồ đo lưu lượng dạng điện tử

Ưu điểm kiểu điện từ

• Độ chính xác rất cao
• Ngoài đo lưu lượng, đồng hồ còn đo được nhiều thông số khác như vận tốc, nhiệt độ, áp lực, v.v…
• Có thể gửi các tín hiệu về trung tâm điều khiển để điều khiển các thiết bị khác một cách dễ dàng
• Sử dụng được trong nhiều lĩnh vực khác nhau như nước thải, hơi, khí, v.v…

Nhược điểm

• Cần nguồn điện thì đồng hồ mới có thể hoạt động
• Cài đặt và hiệu chỉnh phức tạp hơn nhiều so với đồng hồ dạng cơ
• Giá thành cao hơn rất nhiều so với đồng hồ đo dạng cơ