Các loại đồng hồ đo lưu lượng oxy (O2) và hướng dẫn lựa chọn

Tôi cần cân nhắc điều gì khi đo lưu lượng oxy?

Cốt lõi của việc đo lưu lượng oxy nằm ở "sự an toàn, độ chính xác và khả năng thích ứng với điều kiện làm việc".

Đồng hồ đo lưu lượng oxy không dầu đạt chuẩn ATEX.

Việc đo lưu lượng khí O2 cần có đồng hồ đo lưu lượng đạt chứng nhận ATEX.

An toàn là điều kiện tiên quyết hàng đầu. Oxy là khí hỗ trợ quá trình đốt cháy, dễ gây nguy hiểm khi tiếp xúc với dầu mỡ và tạp chất. Do đó, lưu lượng kế phải đáp ứng yêu cầu về độ sạch không dầu, vật liệu phải tương thích với oxy và lưu lượng kế phải là loại được chứng nhận ATEX.

Đồng hồ đo lưu lượng O2 chính xác

Độ chính xác của phép đo khí cũng rất quan trọng, với các tình huống khác nhau đòi hỏi phạm vi sai số khác nhau; sản xuất công nghiệp thường yêu cầu độ chính xác từ ± 1% đến ± 2,5%.

Chọn đồng hồ đo lưu lượng oxy phù hợp với điều kiện.

Cần phải lựa chọn loại phù hợp dựa trên các thông số như trạng thái oxy (oxy dạng khí/lỏng), áp suất, nhiệt độ, phạm vi lưu lượng, v.v., để tránh sai sót trong đo lường hoặc hư hỏng thiết bị do điều kiện vận hành không phù hợp.

Các loại lưu lượng kế oxy chính là gì?

Hiện nay, các loại lưu lượng kế oxy phổ biến chủ yếu được chia thành ba mô hình cốt lõi, mỗi mô hình có các kịch bản ứng dụng rõ ràng và những ưu điểm riêng, có thể đáp ứng nhu cầu đo lường hầu hết các loại khí oxy;

Đồng thời, cũng có các mẫu chuyên dụng dành cho các điều kiện làm việc đặc biệt để đảm bảo đo lường chính xác và an toàn trong các tình huống khác nhau.

Máy đo lưu lượng khối nhiệt để đo lưu lượng O2

Đồng hồ đo lưu lượng khối nhiệt cho khí O2

Nguyên lý hoạt động của lưu lượng kế khối nhiệt đối với khí oxy là gì?

Máy đo lưu lượng khí nhiệt SRK-100 là một công cụ đa năng để đo lưu lượng khí oxy. Ưu điểm cốt lõi của nó nằm ở khả năng thích ứng cao và sử dụng tiện lợi. Nguyên lý hoạt động của nó là cảm nhận sự mất nhiệt trong quá trình dòng chảy oxy thông qua các phần tử gia nhiệt và cảm biến nhiệt độ, sau đó chuyển đổi nó thành dữ liệu lưu lượng.

Việc sử dụng lưu lượng kế khối nhiệt cho khí oxy có những ưu điểm gì?

• Thiết bị này hoạt động tốt trong điều kiện lưu lượng nhỏ và trung bình - dù là lưu lượng nhỏ và trung bình thông thường từ vài mét khối đến hàng chục mét khối mỗi giờ, hay trường hợp lưu lượng nhỏ chỉ 10 sccm, nó đều có thể xuất dữ liệu ổn định.
• Nó có thể ghi nhận sự biến động lưu lượng trong thời gian thực, do đó đặc biệt phù hợp với các quy trình sản xuất công nghiệp yêu cầu giám sát lưu lượng động;
• Sự hao hụt áp suất là tối thiểu và hầu như không ảnh hưởng đến sự cân bằng áp suất tổng thể của hệ thống cung cấp oxy.
• Có thể lựa chọn linh hoạt nhiều phương pháp lắp đặt khác nhau, chẳng hạn như lắp đặt trực tiếp hoặc lắp đặt qua đường ống để đo lưu lượng khí O2.
• Dễ bảo trì, chỉ cần vệ sinh đầu dò cảm biến định kỳ, giúp giảm đáng kể chi phí vận hành và bảo trì.
• Nó cũng có thể thích ứng với các điều kiện áp suất khác nhau, hoạt động bình thường trong môi trường áp suất trung bình và cao, từ áp suất khí quyển đến hàng chục bar. Vật liệu phần tiếp xúc với chất lỏng của cảm biến lưu lượng khí oxy chủ yếu được làm bằng thép không gỉ 316L, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về làm sạch không dầu và chống ăn mòn đối với việc đo oxy.

Rotameter ống kim loại dùng để đo lưu lượng O2

Lưu lượng kế đo khí O2

Rotameter hoạt động như thế nào để đo lưu lượng O2?

Lưu lượng kế ống kim loại kiểu rotameter, có thể được coi là "thiết thực" trong đo oxy, được ưa chuộng nhờ cấu trúc đơn giản và hiệu quả chi phí cao. Nguyên lý đo dựa trên sự cân bằng giữa lực nổi và trọng lực, và lưu lượng được biểu thị bằng vị trí nâng lên của rôto bên trong ống kim loại hình nón. Việc đọc kết quả trực quan và rõ ràng, và người vận hành tại chỗ có thể nhanh chóng đọc dữ liệu mà không cần đào tạo chuyên nghiệp.

Việc sử dụng lưu lượng kế diện tích thay đổi để đo O2 có những ưu điểm gì?

Loại lưu lượng kế này đặc biệt thích hợp để đo lưu lượng thấp đến trung bình ở nhiệt độ và áp suất phòng, chẳng hạn như giám sát lưu lượng đầu ra của thiết bị sản xuất oxy cỡ nhỏ và điều khiển lưu lượng của các nhánh phân phối oxy trong xưởng. Phạm vi đo thường nằm trong khoảng từ 0,1 mét khối đến 100 mét khối/giờ, đáp ứng được nhu cầu oxy của hầu hết các thiết bị cỡ nhỏ và trung bình.

Vỏ ngoài và ống trong chủ yếu được làm bằng vật liệu thép không gỉ, có khả năng chống ăn mòn cao và có thể thích ứng với sự ăn mòn axit-bazơ nhẹ trong môi trường công nghiệp; Hơn nữa, tỷ lệ hỏng hóc cực kỳ thấp, chỉ có rôto và ống hình nón là các bộ phận cốt lõi, hầu như không cần bảo trì và thay thế thường xuyên, mang lại lợi thế rõ rệt về kiểm soát chi phí.

Những điều cần lưu ý khi đo nồng độ oxy bằng lưu lượng kế kiểu rotameter?

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng phương pháp này phù hợp hơn cho việc đo lường trong điều kiện hoạt động ổn định. Nếu có sự dao động áp suất mạnh hoặc thay đổi đột ngột về lưu lượng, độ chính xác đo lường sẽ bị ảnh hưởng ở một mức độ nào đó. Do đó, nó phù hợp hơn cho các kịch bản giám sát thường xuyên không yêu cầu phản ứng động cao.

Đồng hồ đo lưu lượng xoáy dùng cho đồng hồ đo lưu lượng oxy.

Đồng hồ đo lưu lượng xoáy cho khí O2

Làm thế nào đồng hồ đo lưu lượng xoáy đo lưu lượng khí O2?

Lưu lượng kế xoáy thuộc "lực lượng chủ lực" trong đo lưu lượng oxy cao, với ưu điểm là độ chính xác cao và phạm vi đo rộng. Nó sử dụng hiện tượng chuỗi xoáy Karman được tạo ra bởi chất lỏng chảy qua bộ tạo xoáy, thu nhận tần số chuỗi xoáy thông qua các cảm biến và chuyển đổi nó thành lưu lượng.

Việc sử dụng lưu lượng kế xoáy để đo nồng độ oxy có những ưu điểm gì?

• Nguyên lý hoạt động của lưu lượng kế xoáy giúp thiết bị ổn định trong điều kiện lưu lượng cao - phạm vi đo có thể từ 10 mét khối đến hàng nghìn mét khối mỗi giờ, đáp ứng nhu cầu giám sát lưu lượng oxy cung cấp cao trong các môi trường công nghiệp như nhà máy hóa chất và nhà máy thép quy mô lớn.
• Thiết bị này có độ chính xác đo cao, thường lên đến ± 1% FS, độ lặp lại tốt, độ lệch dữ liệu nhỏ trong quá trình vận hành lâu dài và không bị ảnh hưởng bởi những dao động nhỏ về nhiệt độ và áp suất khí.
• Nó có thể thích ứng với điều kiện làm việc ở áp suất cao (lên đến hàng chục bar hoặc thậm chí cao hơn) và nhiệt độ cao (thường từ -40 độ C đến 200 độ C), và có độ ổn định vượt trội trong môi trường công nghiệp phức tạp.
• Các bộ phận của cảm biến lưu lượng kế xoáy không có bộ phận chuyển động, do đó có độ hao mòn thấp, tuổi thọ cao khi thực hiện phép đo thể tích O2.
• Đồng hồ đo lưu lượng khí kỹ thuật số cho O2: Bộ truyền tín hiệu lưu lượng xoáy hỗ trợ nhiều tín hiệu đầu ra như 4-20mA/xung/tần số/MODBUS RTU và HART, giúp dễ dàng kết nối với hệ thống điều khiển trung tâm để giám sát từ xa.
• Tùy chọn tích hợp bù nhiệt độ và áp suất, cho phép trực tiếp xem thông tin về nhiệt độ, áp suất, lưu lượng và tổng lưu lượng O2 trên màn hình kỹ thuật số.

Hiện nay, có ba loại lưu lượng kế oxy chính được sử dụng phổ biến, mỗi loại có các kịch bản ứng dụng riêng: lưu lượng kế khí nhiệt thích hợp để đo oxy dạng khí, đặc biệt là trong điều kiện lưu lượng nhỏ và trung bình, với tốc độ phản hồi nhanh, tổn thất áp suất thấp, dễ lắp đặt và bảo trì; lưu lượng kế rôto ống kim loại có cấu trúc đơn giản và chi phí vừa phải, thích hợp để đo lưu lượng trung bình và thấp ở nhiệt độ và áp suất phòng, với khả năng đọc trực quan và khả năng chống ăn mòn cao; lưu lượng kế xoáy thích hợp để đo oxy dạng khí lưu lượng cao, với độ chính xác cao, phạm vi rộng, khả năng thích ứng với điều kiện áp suất và nhiệt độ cao, và độ ổn định tốt.

Làm thế nào để đo lưu lượng oxy nhỏ, ví dụ như 10 sccm?

Đồng hồ đo/bộ điều khiển lưu lượng khí O2 siêu thấp

Việc đo lưu lượng oxy nhỏ (như 1 sccm, 10 sccm, 100 sccm, v.v.) đòi hỏi sự cân bằng giữa độ chính xác và khả năng điều khiển, và lựa chọn ưu tiên là một lưu lượng kế khí nhiệt nhỏ và bộ điều khiển. Loại thiết bị này sử dụng nguyên lý khuếch tán nhiệt để đạt được phép đo chính xác bằng cách cảm nhận sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình dòng khí. Phạm vi đo có thể thấp tới 0~1 L/h, và độ chính xác đo có thể đạt ± 1% FS, đáp ứng nhu cầu của phòng thí nghiệm, thiết bị y tế, bình phản ứng nhỏ và các trường hợp khác. Đồng thời, bộ điều khiển lưu lượng tích hợp có thể điều chỉnh lưu lượng khí O2 một cách chính xác mà không cần các mô-đun điều khiển bổ sung, giúp dễ vận hành. Thiết bị có kích thước nhỏ gọn, yêu cầu không gian lắp đặt thấp và phù hợp với điều kiện làm việc chật hẹp.

Làm thế nào để đo lưu lượng oxy lỏng (LOX)?

Đo lưu lượng LOX đông lạnh

Oxy lỏng có đặc điểm là nhiệt độ cực thấp (khoảng -183 độ C) và dễ bị hóa hơi. Các lưu lượng kế thông thường không thể chịu được nhiệt độ cực thấp và cần sử dụng các lưu lượng kế Coriolis chuyên dụng. Loại lưu lượng kế này áp dụng nguyên lý đo lưu lượng khối, không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ, áp suất và mật độ, và có thể hoạt động ổn định trong môi trường nhiệt độ cực thấp. Nên chọn hợp kim thép không gỉ chịu nhiệt độ thấp làm vật liệu để tránh nứt giòn ở nhiệt độ thấp; thiết kế cấu trúc cần có khả năng cách điện tốt để ngăn chặn ảnh hưởng của sự bay hơi oxy lỏng đến phép đo;

Đồng thời, cần đáp ứng các tiêu chuẩn làm sạch không dầu, loại bỏ các mối nguy hiểm về an toàn và được sử dụng rộng rãi trong việc giám sát lưu lượng oxy lỏng trong lưu trữ, vận chuyển, hóa chất, hàng không vũ trụ và các ngành công nghiệp khác.

Cần kiểm tra những thông số kỹ thuật nào khi lựa chọn máy đo lưu lượng oxy?

Ngoài các chức năng cốt lõi, quá trình lựa chọn cần tập trung vào việc kiểm tra các thông số sau:

• Phạm vi đo phải bao phủ phạm vi lưu lượng thực tế được sử dụng, người dùng cần cung cấp lưu lượng tối thiểu, lưu lượng bình thường và lưu lượng tối đa cho các kỹ sư của silverinstruments.com để lựa chọn kích thước cảm biến lưu lượng O2 phù hợp, nhằm tránh ảnh hưởng đến độ chính xác nếu phạm vi quá lớn hoặc quá nhỏ;
• Mức độ chính xác được xác định bởi nguyên lý của lưu lượng kế, sử dụng phạm vi đo, nhiệt độ và áp suất hoạt động, với các điều kiện công nghiệp nằm trong khoảng ± 1,5% đến ± 2,5%, và các yêu cầu độ chính xác cao nằm trong khoảng ± 0,5% đến ± 1%;
• Áp suất và nhiệt độ làm việc cần phải phù hợp với điều kiện làm việc thực tế. Cần xác nhận phạm vi chịu áp suất của thiết bị đối với phép đo oxy dạng khí, và cần kiểm chứng khả năng chịu nhiệt độ thấp đối với phép đo oxy dạng lỏng;
• Ưu tiên sử dụng giao thức 4-20mA/xung hoặc HART cho tín hiệu đầu ra để tạo điều kiện thuận lợi cho việc truy cập vào hệ thống điều khiển;
• Vật liệu cần được làm từ các vật liệu tương thích với oxy như thép không gỉ 316L để đảm bảo an toàn và ổn định.