• Trang chủ
• Ủng hộ
• Tham khảo kỹ thuật
• Dụng cụ đo lưu lượng
• Hướng dẫn lựa chọn và ứng dụng đồng hồ đo lưu lượng diện tích biến thiên công nghiệp

Điểm chính:
Đối với các ứng dụng chỉ yêu cầu giám sát ngưỡng (báo động lưu lượng cao/thấp), thiết kế lưu lượng kế đơn giản thường là giải pháp tiết kiệm chi phí nhất.
Lưu lượng kế ống kim loại có bộ truyền tín hiệu thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp quy trình như thiết bị kiểm soát lưu lượng hoặc để trộn và điều chỉnh tỷ lệ đường ống. Ví dụ, trong kiểm soát quy trình xử lý nước, chúng điều chỉnh tỷ lệ định lượng hóa chất vào nước thô.

4. Lựa chọn giữa lưu lượng kế ống thủy tinh và ống kim loại?

Đối tượng đo chính của lưu lượng kế xoay là chất lỏng hoặc khí một pha. Chúng thường không phù hợp với chất lỏng chứa các hạt rắn hoặc khí có các giọt lỏng, vì các hạt bám trên phao hoặc các bọt khí nhỏ trong chất lỏng có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo. Ví dụ, trong các lưu lượng kế siêu nhỏ, ngay cả một lớp cặn không thể nhận thấy trên phao cũng có thể gây ra độ lệch vài phần trăm trong giá trị đo lưu lượng theo thời gian.

Đối với các ứng dụng nhạy cảm về chi phí (lưu lượng kế giá rẻ) chỉ cần chỉ thị cục bộ, lưu lượng kế ống thủy tinh là lựa chọn hàng đầu. Nếu nhiệt độ hoặc áp suất vượt quá giới hạn của ống thủy tinh, nên sử dụng lưu lượng kế ống kim loại có chỉ thị cục bộ.

Lưu lượng kế ống thủy tinh phải được trang bị nắp bảo vệ trong suốt để chứa chất lỏng bắn ra trong trường hợp ống bị vỡ, cho phép ứng phó khẩn cấp.

Đối với phép đo lưu lượng khí , nên chọn các model có thanh dẫn hướng hoặc cấu trúc dẫn hướng có gờ để tránh hư hỏng do va chạm phao vô tình với ống côn. Nếu cần đầu ra tín hiệu từ xa để tổng hợp hoặc kiểm soát lưu lượng, thường sử dụng lưu lượng kế ống kim loại có đầu ra tín hiệu điện.

Trong môi trường nguy hiểm (nổ), nếu có hệ thống điều khiển khí nén, nên sử dụng đồng hồ đo lưu lượng dạng ống kim loại truyền động khí nén. Nếu cần truyền động điện, đồng hồ phải có khả năng chống cháy nổ.

Lưu lượng kế ống kim loại thường được sử dụng cho chất lỏng đục. Ngoài ra, có thể chọn lưu lượng kế ống thủy tinh với ống côn có gờ (định hình), trong đó vị trí phao được xác định bằng cách quan sát các điểm tiếp xúc giữa đường kính tối đa của phao và các gờ dẫn hướng.

Để đo chất lỏng có độ nhớt cao ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ môi trường hoặc chất lỏng dễ kết tinh/đông đặc khi nguội, nên chọn lưu lượng kế ống kim loại có vỏ bọc .

Dưới đây là bảng tóm tắt giữa lưu lượng kế ống thủy tinh và lưu lượng kế ống kim loại

Selection Factor	Glass Tube Rotameter	Metal Tube Rotameter
Pressure Rating	≤1.0 MPa	Up to 42 MPa (ASME 300#)
Temperature Range	-20°C to 120°C	-80°C to 400°C
Media Visibility	Transparent fluids only	Opaque/hazardous fluids
Output Options	Local indication only	4-20mA/HART/Profibus
Hazardous Areas	Not suitable	Exd or Exia
Cost	Lower initial cost	Higher investment

5. Làm thế nào để xác định kích thước của lưu lượng kế?

5.1 Lựa chọn phạm vi lưu lượng dựa trên mật độ môi trường thực tế

Thuật ngữ "mật độ môi trường thực tế trong điều kiện vận hành" đề cập đến mật độ tại chỗ của chất lỏng và mật độ của chất khí trong điều kiện vận hành (hoặc mật độ trạng thái chuẩn được hiệu chỉnh theo áp suất và nhiệt độ). Thông thường, phạm vi lưu lượng được đánh dấu trên thiết bị được hiệu chuẩn như sau:

Đối với chất lỏng: Dựa trên nước ở nhiệt độ bình thường.
Đối với khí: Dựa trên không khí, chuyển đổi sang điều kiện kỹ thuật tiêu chuẩn (20°C, 0,10133 MPa).

Để chọn dải lưu lượng và kích thước đồng hồ đo phù hợp, mật độ vận hành thực tế phải được chuyển đổi bằng Công thức (1) hoặc (2). Tuy nhiên, việc điều chỉnh này chỉ có hiệu lực nếu độ nhớt của môi trường gần bằng độ nhớt của môi trường hiệu chuẩn—nghĩa là hệ số (α) vẫn không đổi.

Chất lỏng

Trong công thức:
— Lưu lượng dòng chảy tối đa của đồng hồ đo nước được hiệu chuẩn cần chọn, L/h;
Q — Lưu lượng dòng chảy tối đa của chất lỏng cần đo, L/h;
— Khối lượng riêng của phao, g/cm³. Đối với phao rỗng, , biểu thị khối lượng phao (g) và V biểu thị thể tích phao (cm³);
, — Mật độ của chất lỏng và nước được đo, g/cm³.

Khí

Trong công thức:
— Lưu lượng tối đa của đồng hồ đo hiệu chuẩn không khí được chọn, m³/h;
Q — Lưu lượng khí tối đa cần đo, m³/h;
— Khối lượng riêng của khí đo được ở điều kiện chuẩn, kg/m³;
P — Áp suất tuyệt đối của khí đo được ở điều kiện vận hành, MPa;
T — Nhiệt độ nhiệt động của khí được đo ở điều kiện vận hành, K.

5.2 Hiệu ứng độ nhớt và lựa chọn phao

Việc lựa chọn hình dạng phao không nằm trong phạm vi quyết định của người dùng, vì các nhà sản xuất lưu lượng kế thiết kế dựa trên cấu trúc thiết bị và phạm vi lưu lượng yêu cầu. Các cấu hình phao điển hình được minh họa trong Hình 1. Tuy nhiên, người dùng nên hiểu rõ đặc điểm của thiết kế phao cụ thể của mình và cách độ nhớt của chất lỏng ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo lưu lượng.

Trong Hình 1, mũi tên chỉ ra vị trí đọc lưu lượng hoặc điểm tham chiếu đo lường:
Trong Hình 1, mũi tên chỉ vị trí đọc lưu lượng (hoặc điểm tham chiếu đo lưu lượng).
Phao hình cầu (1): Thường được sử dụng trong các đồng hồ đo ống côn trong suốt nhỏ (DN6–DN10).
Phao (6, 12, 13, 14): Có các khe nghiêng hoặc cánh dẫn hướng đục lỗ ở đường kính tối đa, khiến chúng quay dọc theo trục của chúng trong quá trình đo.
Trước đây, Float 6 thường được sử dụng trong theo dõi hô hấp y tế nhưng hiện nay hiếm khi được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp.
Phao 3: Nặng nhất trong các loại (a), (b) và (c), cho phép lưu lượng cao nhất.
Phao số 9: Nhẹ nhất, tạo ra mức giảm áp suất thấp nhất, lý tưởng để đo lưu lượng khí.

Phao côn (14, còn gọi là "phích cắm phao"): Có hai góc côn khác nhau, mở rộng chiều dài thang đo ở mức 10%–20% lưu lượng toàn thang đo để tăng cường độ nhạy với lưu lượng thấp. Thiết kế này được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống xử lý nước (ví dụ: thiết bị làm mềm).

Phương trình dòng chảy cơ bản không kết hợp rõ ràng độ nhớt của chất lỏng như một tham số. Tuy nhiên, hệ số dòng chảy α không còn giữ nguyên hằng số và phụ thuộc vào số Reynolds hình khuyên (Re(annular)) khi nó giảm xuống dưới một số giá trị tới hạn nhất định. Vì Re(annular) tỷ lệ nghịch với độ nhớt của chất lỏng, điều này thiết lập một sự phụ thuộc gián tiếp vào độ nhớt.

Hình 2 trình bày đường cong tương quan Re(hình khuyên)-α đặc trưng cho ba dạng hình học phao riêng biệt. Số Reynolds hình khuyên được xác định bởi độ nhớt của chất lỏng, tỷ lệ giữa đường kính tối đa của phao với đường kính ống côn cục bộ và vận tốc dòng chảy trong đường dẫn hình khuyên.

Đối với lưu lượng kế được thiết kế và vận hành đúng cách, độ nhớt của chất lỏng trở thành yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến số Reynolds hình khuyên (Re(hình khuyên)).

Giá trị hệ số dòng chảy không đổi (α), không phụ thuộc vào Re(hình khuyên), là:
Kiểu A số thực: 0,96
Loại B số thực: 0,76
Loại C số thực: 0,61

Ngoài ra, phao hình cầu thường dùng cho thấy giá trị α xấp xỉ 0,99.
Sự thay đổi đáng kể trong hệ số dòng chảy được quan sát thấy trên các hình dạng phao khác nhau. Giới hạn dưới quan trọng của Re(hình khuyên) để duy trì hằng số α là:

Loại A nổi: khoảng 6000
Loại phao B: khoảng 300
Loại C nổi: khoảng 40.

Đối với lưu lượng kế có đường kính danh nghĩa cố định và phạm vi lưu lượng được xác định trước (do đó có ngưỡng độ nhớt xác định), giá trị lưu lượng sẽ không bị ảnh hưởng bởi độ nhớt của chất lỏng miễn là độ nhớt thực tế nằm dưới ngưỡng trên này. Do đó, việc kiểm tra độ nhớt theo giá trị ngưỡng này là rất cần thiết khi lựa chọn thiết bị.


Có hai cách tiếp cận thiết kế riêng biệt giữa các mô hình khác nhau:

Một số mô hình lưu lượng kế duy trì hình dạng phao giống hệt nhau trên các dải lưu lượng khác nhau trong cùng một đường kính danh nghĩa, đạt được sự điều chỉnh lưu lượng thông qua các biến thể trọng lượng của phao. Do đó, các giá trị ngưỡng độ nhớt tương tự nhau.

Các mô hình khác sử dụng hình dạng phao cơ bản khác nhau, dẫn đến các cấu hình thủy động lực học riêng biệt. Do đó, ngưỡng giới hạn độ nhớt cũng khác nhau.

Một số nhà sản xuất lưu lượng kế biến thiên cung cấp giá trị giới hạn trên của độ nhớt cho thiết bị của họ trong mẫu sản phẩm, hướng dẫn sử dụng hoặc hướng dẫn lựa chọn thiết bị. Một số nhà sản xuất cũng thường bao gồm biểu đồ đường cong hiệu chỉnh độ nhớt, mặc dù các đường cong này đã trở nên ít phổ biến hơn trong những năm gần đây. Thay vào đó, người dùng hiện nay được yêu cầu tham khảo ý kiến nhà sản xuất, những người cung cấp giá trị hiệu chỉnh được tính toán bằng máy tính dựa trên độ nhớt của chất lỏng và các đặc tính vật lý khác do người dùng chỉ định. Tuy nhiên, tại Trung Quốc, chỉ một số nhà sản xuất cung cấp giới hạn trên hoặc hiệu chỉnh độ nhớt, trong khi nhiều nhà sản xuất khác không cung cấp dữ liệu này.

Phao kiểu búa (Phao số 12, 13, 14 và 15 trong Hình 1) chịu ảnh hưởng đáng kể bởi độ nhớt của chất lỏng. Vì độ nhớt của chất lỏng thay đổi rất nhiều giữa các chất lỏng khác nhau, nên cần đặc biệt chú ý khi lựa chọn. Ngay cả những thay đổi nhỏ về độ nhớt cũng có thể gây ra tác động đáng kể—ví dụ, khi nhiệt độ nước tăng từ 5°C lên 40°C ở nhiệt độ phòng, độ nhớt động học của nó giảm từ 1,52×10⁻⁶ m²/s xuống 0,66×10⁻⁶ m²/s.

Đối với lưu lượng kế ống thủy tinh loại LZB có đường kính 15–40 mm (Floater số 3 trong Hình 1), sai số do nhiệt độ (chủ yếu do thay đổi độ nhớt) nằm trong khoảng 0,1%–0,25% trên mỗi °C. Tuy nhiên, đối với lưu lượng kế có đường kính 6 mm, hiệu ứng này có thể đạt khoảng 1% trên mỗi °C.

Khi sử dụng với khí, ngoại trừ hydro và heli, sự khác biệt về độ nhớt động học giữa các loại khí và không khí khác nhau là không đáng kể. Do đó, độ nhớt ít ảnh hưởng đến chỉ số lưu lượng—trừ các đồng hồ đo lưu lượng thấp, đường kính nhỏ (ví dụ, đồng hồ đo 6 mm sử dụng heli có thể cho thấy tác động về độ nhớt thấp hơn 10%–30% so với không khí sau khi hiệu chỉnh mật độ khí). Trong hầu hết các trường hợp, có thể bỏ qua ảnh hưởng của độ nhớt lên chỉ số lưu lượng.

5.3 Phân chia thang đo, độ chính xác và khả năng điều chỉnh

Lưu lượng kế đọc trực tiếp có bốn loại thang đo chỉ thị lưu lượng: thang đo tỷ lệ Dt/d, thang đo phần trăm, thang đo lưu lượng trực tiếp và thang đo milimét.

Tỷ lệ thể hiện tỷ lệ giữa đường kính phao (d) và đường kính ống tương ứng (). Phương pháp này ít được sử dụng trong các sản phẩm trong nước.

Tỷ lệ phần trăm hiển thị lưu lượng theo phần trăm của giá trị toàn thang đo (100%). Ưu điểm của tỷ lệ này là dễ chuyển đổi khi tính chất chất lỏng hoặc điều kiện vận hành thay đổi.

Thang đo lưu lượng trực tiếp được hiệu chuẩn cho các điều kiện lưu chất cụ thể (thường là nước cho chất lỏng và không khí cho chất khí). Mặc dù thang đo này cung cấp kết quả đo trực quan, nhưng lại kém tiện lợi hơn thang đo phần trăm khi điều kiện thực tế khác với điều kiện hiệu chuẩn, đòi hỏi phải chuyển đổi.

Thang đo milimét đo chiều cao phao, sau đó được đối chiếu với đường cong hoặc bảng dữ liệu đi kèm để xác định lưu lượng. Thang đo này thường được sử dụng trong các ứng dụng chỉ cần theo dõi vị trí của phao (thay vì giá trị lưu lượng chính xác).

Một số mẫu kết hợp cả thang đo lưu lượng milimét và trực tiếp để có chức năng kép.
Lưu lượng kế là một thiết bị có độ chính xác từ thấp đến trung bình. Đối với lưu lượng kế ống thủy tinh thông dụng, sai số cơ bản là 2,5%~5% FS đối với đường kính nhỏ hơn 6 mm, 2,5% FS đối với 10~15 mm và 1%~2,5% FS đối với 25 mm trở lên. Lưu lượng kế ống kim loại có sai số cơ bản là 1%~2,5% FS đối với loại chỉ thị cục bộ và 1%~4% FS đối với loại truyền từ xa. Các mẫu chống ăn mòn có độ chính xác thậm chí còn thấp hơn. Một số thiết bị có cấu trúc đặc biệt, chẳng hạn như lưu lượng kế ống thủy tinh loại ngắn với chiều dài thang đo chỉ bằng 2~3 lần đường kính phao và lưu lượng kế ống kim loại thổi xuyên áp suất cao, có cấp chính xác thấp tới 5~10.

Độ chính xác của hầu hết các lưu lượng kế ống thủy tinh là 10:1, trong khi các mẫu ống ngắn và có đường kính 100 mm có độ chính xác là 5:1. Lưu lượng kế ống kim loại thường có độ chính xác là (5:1)~(10:1).

5.4 Áp suất chất lỏng, nhiệt độ và tổn thất áp suất của RotaMeter

Áp suất làm việc và nhiệt độ của chất lỏng được đo phải thấp hơn giá trị định mức của đồng hồ đo. Đối với chất lỏng ở nhiệt độ cao hơn, một số nhà sản xuất chỉ định giảm áp suất định mức, thường được ghi trong danh mục sản phẩm và hướng dẫn sử dụng. Không nên sử dụng lưu lượng kế ống thủy tinh cho khí áp suất cao hoặc chất lỏng áp suất cao vượt quá điểm sôi của chúng; thay vào đó, nên chọn lưu lượng kế ống kim loại.

Lưu lượng kế ống thủy tinh có tổn thất áp suất tương đối thấp, thường là 0,2–2 kPa đối với các mẫu có đường kính nhỏ và 2–8 kPa đối với các mẫu có đường kính 10–100 mm. Lưu lượng kế ống kim loại có tổn thất áp suất cao hơn một chút, thường là 2–8 kPa, với một số mẫu đạt 18–25 kPa. Dữ liệu tổn thất áp suất nên được liệt kê trong danh mục sản phẩm và hướng dẫn sử dụng, mặc dù thông tin này thường bị bỏ qua.

Áp suất vận hành tối thiểu của chất lỏng phải cao hơn nhiều lần so với tổn thất áp suất. Đối với khí, áp suất quá thấp có thể dễ dàng gây ra hiện tượng dao động phao. Một số hướng dẫn sử dụng thiết bị chỉ định yêu cầu áp suất chất lỏng tối thiểu, trong khi một số khác khuyến nghị áp suất vận hành tối thiểu đối với chất lỏng phải cao hơn ít nhất 2 lần tổn thất áp suất và 5 lần đối với khí.

6. Những cân nhắc khi lắp đặt và sử dụng lưu lượng kế

6.1 Hướng lưu lượng kế

Phần lớn lưu lượng kế phải được lắp đặt thẳng đứng trên đường ống không rung, không bị nghiêng đáng kể, đảm bảo lưu chất chảy lên trên qua lưu lượng kế. Hình 3 minh họa cách bố trí kết nối đường ống điển hình, bao gồm hệ thống bypass để bảo trì mà không làm gián đoạn dòng chảy. Góc (θ) giữa đường tâm lưu lượng kế và đường thẳng đứng của dây dọi thường không được vượt quá 5°. Đối với các mẫu có độ chính xác cao (độ chính xác từ 1.5 trở lên), yêu cầu θ ≤ 2°. Góc nghiêng θ = 12° có thể gây ra sai số đo lường thêm 1%.

Không giống như các lưu lượng kế khác, lưu lượng kế kiểu rotameter không nhất thiết yêu cầu đoạn ống thẳng dài ở thượng nguồn. Một số nhà sản xuất có thể khuyến nghị chiều dài (2–5)D, nhưng trên thực tế, điều này hiếm khi cần thiết.


Tuy nhiên, silverinstruments.com cung cấp các loại lưu lượng kế đo lưu lượng khác, chẳng hạn như lưu lượng kế đo lưu lượng theo phương ngang hoặc lưu lượng kế đo lưu lượng theo phương thẳng đứng. Vui lòng liên hệ với silverinstruments.com để biết thêm thông tin kỹ thuật.

6.2 Lắp đặt để đo lưu lượng chất lỏng bẩn

Phải lắp bộ lọc ở phía thượng lưu của lưu lượng kế. Đối với lưu lượng kế ống kim loại có khớp nối từ tính xử lý chất lỏng có khả năng chứa các hạt sắt từ, phải lắp bộ lọc từ tính (như minh họa trong Hình 4) ở phía thượng lưu.

Việc duy trì độ sạch của cả ống phao và ống côn là rất quan trọng, đặc biệt đối với các dụng cụ có đường kính nhỏ vì ngay cả sự nhiễm bẩn nhỏ cũng ảnh hưởng đáng kể đến độ chính xác của phép đo.


Cả ống phao và ống côn đều phải được giữ sạch, đặc biệt đối với đồng hồ đo có đường kính nhỏ, vì ngay cả sự nhiễm bẩn nhỏ cũng có thể ảnh hưởng đáng kể đến độ chính xác của phép đo.

Ví dụ, trong một lưu lượng kế ống thủy tinh đường kính 6mm dùng để đo nước có vẻ sạch trong phòng thí nghiệm, với lưu lượng 2,5 L/giờ, sau 24 giờ hoạt động, giá trị chỉ thị lưu lượng tăng vài phần trăm do các tạp chất vô hình bám trên bề mặt phao. Việc tháo phao và lau bằng gạc sẽ khôi phục lại giá trị chỉ thị lưu lượng ban đầu. Nếu cần, có thể lắp đặt đường ống xả như minh họa trong Hình 5 để xả định kỳ.

6.3 Lắp đặt cho dòng chảy dao động

Nếu dòng chảy dao động—chẳng hạn như khi có một máy bơm pittông hoặc van điều khiển ở thượng nguồn của vị trí đồng hồ đo dự định, hoặc tải trọng thay đổi đáng kể ở hạ nguồn—thì cần phải thay đổi vị trí đo hoặc hệ thống đường ống cần phải được sửa đổi bằng các biện pháp bù trừ, chẳng hạn như thêm một bể đệm.

Nếu hiện tượng dao động là do chính đồng hồ đo gây ra—chẳng hạn như áp suất khí quá thấp trong quá trình đo, van thượng lưu không mở hoàn toàn, hoặc van điều khiển không được lắp đặt ở hạ lưu đồng hồ đo—cần thực hiện các cải tiến cụ thể để giảm thiểu vấn đề. Ngoài ra, có thể chọn đồng hồ đo có cơ chế giảm chấn.

6.4 Lắp đặt để mở rộng phạm vi hoạt động

Khi phạm vi đo lưu lượng yêu cầu rộng (với phạm vi đo lớn hơn 10), người ta thường sử dụng song song hai hoặc nhiều lưu lượng kế ống thủy tinh với các phạm vi đo lưu lượng khác nhau. Tùy thuộc vào lưu lượng đo được, có thể chọn một hoặc nhiều lưu lượng kế để vận hành nối tiếp—sử dụng lưu lượng kế có phạm vi đo nhỏ hơn cho lưu lượng thấp và lưu lượng kế có phạm vi đo lớn hơn cho lưu lượng cao.
Phương pháp kết nối nối tiếp dễ vận hành hơn so với thiết lập song song vì nó loại bỏ nhu cầu chuyển đổi van thường xuyên. Tuy nhiên, phương pháp này lại gây ra tổn thất áp suất cao hơn.
Ngoài ra, một đồng hồ đo đơn có thể được trang bị hai phao có hình dạng và trọng lượng khác nhau—sử dụng phao nhẹ hơn cho các phép đo lưu lượng thấp và chuyển sang phao nặng hơn khi nó đạt đến đỉnh. Phương pháp này có thể mở rộng phạm vi đo lên 50–100.

6.5 Loại bỏ sự tích tụ khí trong quá trình đo chất lỏng

Đối với lưu lượng kế dạng ống kim loại góc cạnh có kết nối đầu vào/đầu ra phi tuyến tính, cần đặc biệt chú ý để đảm bảo không còn không khí sót lại bên trong ống nối dài truyền lực dịch chuyển của phao—đặc biệt là khi đo chất lỏng. Nếu chất lỏng chứa các bọt khí siêu nhỏ, chúng có thể dễ dàng tích tụ trong ống nối, do đó việc thông hơi thường xuyên là rất cần thiết.
Điều này đặc biệt quan trọng đối với lưu lượng kế có lỗ nhỏ vì khí bị giữ lại có thể ảnh hưởng đáng kể đến độ chính xác của phép đo lưu lượng.

6.6 Chuyển đổi cần thiết các giá trị lưu lượng

Trừ khi lưu lượng kế được nhà sản xuất tùy chỉnh cụ thể dựa trên các thông số thực tế của môi trường (như mật độ và độ nhớt), lưu lượng kế chất lỏng thường được hiệu chuẩn bằng nước, trong khi lưu lượng kế khí được hiệu chuẩn bằng không khí—với các giá trị được đặt trong điều kiện kỹ thuật tiêu chuẩn.
Khi mật độ chất lỏng, áp suất khí hoặc nhiệt độ trong điều kiện vận hành thực tế khác với tiêu chuẩn hiệu chuẩn, cần phải thực hiện các chuyển đổi cần thiết. Công thức và phương pháp chuyển đổi chi tiết có thể được tìm thấy tại silverinstruments.com

6.7 Hiệu chuẩn và kiểm định lưu lượng kế

Đối với lưu lượng kế, hiệu chuẩn/kiểm chứng chất lỏng thường sử dụng phương pháp đồng hồ đo tiêu chuẩn, phương pháp thể tích hoặc phương pháp trọng lượng, trong khi hiệu chuẩn khí thường sử dụng phương pháp chuông chuẩn, với phương pháp màng xà phòng được áp dụng cho lưu lượng thấp.

Một số nhà sản xuất quốc tế đã áp dụng hiệu chuẩn khô cho các thiết bị sản xuất hàng loạt. Điều này bao gồm việc kiểm soát chính xác kích thước của ống côn và trọng lượng/kích thước của phao để gián tiếp xác định giá trị lưu lượng, do đó giảm chi phí. Chỉ các thiết bị có độ chính xác cao mới được hiệu chuẩn lưu lượng thực tế. Các nhà sản xuất trong nước cũng kiểm soát chặt chẽ đường kính trong ban đầu, góc côn của ống và kích thước phao, trong đó việc xác minh lưu lượng thực tế chủ yếu nhằm mục đích kiểm tra chất lượng bề mặt bên trong của ống côn.

Các thiết bị do những nhà sản xuất này sản xuất có ống thuôn và phao có thể hoán đổi cho nhau, loại bỏ nhu cầu thay thế toàn bộ cụm lắp ráp.

Phương pháp đo lưu lượng tổng là một phương pháp hiệu chuẩn hiệu quả cao được các nhà sản xuất ưa chuộng. Một số nhà sản xuất cải tiến phương pháp này bằng cách chia một dải lưu lượng cụ thể thành nhiều đoạn bằng cách sử dụng lưu lượng kế ống thủy tinh hình nón với góc côn nhỏ hơn. Điều này giúp kéo dài chiều dài thang đo của đồng hồ đo tiêu chuẩn và cải thiện độ chính xác, cho phép hiệu chuẩn với độ chính xác và hiệu suất cao.

6.8 Khắc phục sự cố

1) Lưu lượng thực tế không khớp với giá trị chỉ định

Đầu tiên, nếu trọng lượng, thể tích hoặc đường kính tối đa của phao hoặc ống côn thay đổi do ăn mòn hoặc nếu đường kính trong của ống côn bị thay đổi, giải pháp là thay thế chúng bằng vật liệu chống ăn mòn. Cần lưu ý rằng nếu phao thay thế có cùng kích thước với phao ban đầu, có thể hiệu chuẩn lại dựa trên trọng lượng và tỷ trọng mới. Tuy nhiên, nếu kích thước cũng khác nhau, bắt buộc phải hiệu chuẩn lại hoàn toàn. Ngoài ra, nếu bề mặt hình trụ của đường kính tối đa của phao bị nhám do mài mòn, điều này sẽ ảnh hưởng đáng kể đến độ chính xác của phép đo, cần phải thay thế bằng phao mới. Đối với phao được làm bằng hoặc được phủ bằng nhựa kỹ thuật, có thể xảy ra hiện tượng phồng lên, làm thay đổi đường kính và thể tích tối đa. Trong những trường hợp như vậy, nên sử dụng phao được làm bằng vật liệu phù hợp hơn.

Thứ hai, nếu cặn, bụi bẩn hoặc các chất gây ô nhiễm khác bám vào phao hoặc ống côn, độ chính xác của phép đo sẽ bị ảnh hưởng. Trong trường hợp này, cần vệ sinh kỹ lưỡng phao và ống côn. Tuy nhiên, cần cẩn thận trong quá trình vệ sinh để tránh làm hỏng bề mặt bên trong của ống côn và bề mặt hình trụ của phao, đảm bảo độ nhẵn ban đầu của chúng.

Hơn nữa, những thay đổi về tính chất của chất lỏng cũng có thể dẫn đến sai lệch trong phép đo. Nếu mật độ, độ nhớt hoặc các thông số khác thực tế của chất lỏng khác với thông số thiết kế, lưu lượng phải được hiệu chỉnh hoặc đánh giá lại dựa trên các thông số mới. Tương tự, đối với khí, hơi nước hoặc chất lỏng nén, sự thay đổi về nhiệt độ và áp suất có thể ảnh hưởng đáng kể đến phép đo lưu lượng. Do đó, việc chuyển đổi và hiệu chỉnh phải được thực hiện theo các điều kiện vận hành mới.

Nếu dòng chảy dao động hoặc áp suất khí biến động nhanh gây ra các giá trị đo không ổn định, chuyển động thỉnh thoảng của phao có thể chỉ gây ảnh hưởng tối thiểu. Tuy nhiên, trong trường hợp dao động định kỳ, nên lắp đặt thiết bị giảm chấn trong hệ thống đường ống, hoặc sử dụng thiết bị có cơ cấu giảm chấn để tăng cường độ ổn định.
Hơn nữa, sự hiện diện của bọt khí trong chất lỏng hoặc giọt chất khí có thể làm thay đổi mật độ chất lỏng, do đó ảnh hưởng đến kết quả đo. Do đó, cần phải thực hiện các biện pháp cần thiết để loại bỏ những nhiễu này.

Cuối cùng, khi đo lưu lượng chất lỏng, nếu khí bị kẹt trong vùng chết bên trong thiết bị, nó có thể ảnh hưởng đến độ nổi của phao. Hiệu ứng này đặc biệt rõ rệt ở các đồng hồ đo lưu lượng nhỏ hoặc trong quá trình vận hành lưu lượng thấp. Do đó, khí bị kẹt phải được loại bỏ ngay lập tức để đảm bảo độ chính xác của phép đo.
Tóm lại, các biện pháp đối phó thích hợp—như thay thế vật liệu, làm sạch linh kiện, hiệu chỉnh thông số và tối ưu hóa hệ thống—cần được thực hiện tùy thuộc vào nguyên nhân cụ thể để đảm bảo độ chính xác và tính ổn định của phép đo lưu lượng.

2) Dòng chảy dao động với chuyển động chậm chạp của phao hoặc con trỏ

Khi lưu lượng thay đổi nhưng phao hoặc con trỏ phản ứng chậm chạp, có thể có một số yếu tố gây ra, mỗi yếu tố đều yêu cầu các hành động khắc phục cụ thể.

Một nguyên nhân chính là sự hiện diện của các vật lạ giữa phao và trục dẫn hướng, hoặc trục dẫn hướng bị cong, có thể cản trở chuyển động. Để giải quyết vấn đề này, cần tháo rời cụm lắp ráp, vệ sinh và loại bỏ bất kỳ mảnh vụn hoặc cặn cứng nào. Nếu trục dẫn hướng bị cong - thường do van điện từ hoạt động nhanh gây ra chuyển động đột ngột của phao - cần nắn thẳng trục. Ngoài ra, việc điều chỉnh hoạt động của van để giảm thiểu sự thay đổi lưu lượng đột ngột có thể ngăn ngừa sự cố tái diễn.

Một vấn đề phổ biến khác là sự tích tụ bột sắt hoặc các hạt sắt xung quanh nam châm trong cụm phao nối từ. Vấn đề này có thể được giải quyết bằng cách tháo rời thiết bị và vệ sinh các bộ phận bị ảnh hưởng. Trong quá trình vận hành ban đầu, việc xả sạch đường ống qua đường bypass (không cho lưu chất đi qua lưu lượng kế) sẽ giúp loại bỏ các chất gây ô nhiễm. Để ngăn ngừa sự tích tụ gỉ sét lâu dài trong đường ống, nên lắp đặt một bộ lọc từ ở phía trước đồng hồ đo.

Trong một số trường hợp, cơ cấu liên kết hoặc kim chỉ trong bộ phận chỉ báo có thể bị kẹt. Việc di chuyển thủ công liên kết nam châm có thể giúp xác định các điểm kẹt, sau đó cần điều chỉnh. Ngoài ra, cần kiểm tra trục quay và ổ trục xem có bị tắc nghẽn không—cần loại bỏ bất kỳ mảnh vụn nào hoặc thay thế các bộ phận bị mòn.

Đối với lưu lượng kế có thành phần nhựa, hiện tượng phồng lên của phao nhựa kỹ thuật, ống côn hoặc lớp lót—hoặc giãn nở nhiệt—có thể gây kẹt. Giải pháp là thay thế các bộ phận này bằng vật liệu chịu được môi trường đo. Đối với các ứng dụng nhiệt độ cao, nên ưu tiên sử dụng thành phần kim loại thay vì nhựa để tránh biến dạng.

Cuối cùng, sự kết nối từ tính yếu do nam châm bị suy giảm có thể cản trở sự đồng bộ hóa chính xác giữa phao và con trỏ. Để chẩn đoán điều này, cần tháo đồng hồ đo và di chuyển phao bằng tay để kiểm tra xem con trỏ có di chuyển trơn tru không. Nếu chuyển động không ổn định, cần phải sạc lại hoặc thay thế nam châm. Để ngăn ngừa sự suy giảm từ tính, cần tránh va chạm giữa các thành phần được kết nối.

Tóm lại, phản ứng chậm chạp của phao hoặc con trỏ có thể xuất phát từ các vật cản cơ học, nhiễu từ, suy giảm vật liệu hoặc khớp nối yếu. Việc xử lý sự cố phù hợp—chẳng hạn như vệ sinh, thay thế bộ phận hoặc điều chỉnh vận hành—đảm bảo phép đo lưu lượng chính xác và nhạy bén.

Đây là bảng đơn giản để giải thích

Symptom	Possible Causes	Corrective Actions
Flow reading drift	Float contamination	Clean with lint-free cloth
Pointer sticking	Magnet degradation	Recharge/replace magnets
Erratic float movement	Pulsating flow	Install dampener
Zero drift	Gas entrapment (liquids)	Vent the meter