Lưu lượng kế dịch chuyển tích cực

Lưu lượng kế dịch chuyển tích cực: phân tích toàn diện về "tính toán" chất lỏng có độ chính xác cao

Trong lĩnh vực đo lường công nghiệp, việc đo lường chính xác lưu lượng chất lỏng là nền tảng của việc kiểm soát sản xuất, quản lý năng lượng và thanh toán thương mại. Trong số các công nghệ đo lưu lượng khác nhau, lưu lượng kế PD được mệnh danh là "kế toán viên chính xác" trong đo lường chất lỏng nhờ nguyên lý đo lường trực tiếp và đáng tin cậy, đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao và giá trị vật liệu cao.

Bài viết liên quan：

• [ Tổng quan về Lưu lượng kế dịch chuyển tích cực ]

Lưu lượng kế dịch chuyển tích cực là gì?

Lưu lượng kế PD, còn được gọi là lưu lượng kế dịch chuyển tích cực, là một loại lưu lượng kế thể tích, dựa trên một ý tưởng đơn giản và cổ điển: liên tục chia chất lỏng được đo (như nhiên liệu, dầu diesel, nhựa, v.v.) thành các "đơn vị nhỏ" có thể tích cố định đã biết và tính toán tổng lưu lượng bằng cách đếm số lượng các đơn vị này.

Hãy tưởng tượng một quy trình lấy nước thời xưa: sử dụng một xô có dung tích tiêu chuẩn, liên tục đổ đầy nước vào xô và đổ ra. Bằng cách đếm số lần xô được đổ đầy, tổng thể tích nước có thể được xác định chính xác. Lưu lượng kế dịch chuyển dương là sự tự động hóa và thực hiện liên tục của quy trình này.

Nguyên lý hoạt động của lưu lượng kế dịch chuyển tích cực là gì?

Tách biệt: Các bộ phận chuyển động chính xác (như rôto, piston, bánh răng) bên trong buồng đo cảm biến lưu lượng tạo thành một hoặc nhiều "buồng đo" có thể tích đã biết cùng với vỏ.

Nạp và xả: Chất lỏng chảy vào, đẩy các bộ phận chuyển động quay hoặc chuyển động qua lại, khiến buồng đo định kỳ nạp và xả chất lỏng.

Đếm: Ghi lại số chu kỳ (như số vòng quay, thời gian chuyển động qua lại) của các bộ phận chuyển động thông qua các phương tiện cơ học, từ tính hoặc quang điện.

Tính toán: Nhân số lần với thể tích của một buồng đo duy nhất để có được lưu lượng tích lũy; Bằng cách đếm trên một đơn vị thời gian, có thể thu được lưu lượng tức thời.

Nhờ đo trực tiếp thể tích chất lỏng, độ chính xác của nó hầu như không bị ảnh hưởng bởi những thay đổi về mật độ, độ nhớt, phân bố áp suất và vận tốc dòng chảy của chất lỏng. Đây là điểm khác biệt cơ bản nhất giữa nó và các đồng hồ đo lưu lượng tốc độ như tuabin, đồng hồ đo lưu lượng xoáy và đồng hồ đo điện từ.

Các loại chính của lưu lượng kế dịch chuyển tích cực

Theo phương pháp hình thành buồng đo và cấu trúc của các bộ phận chuyển động, lưu lượng kế thể tích chủ yếu được chia thành các loại sau:

1. Lưu lượng kế bánh răng elip hoặc lưu lượng kế bánh răng hình bầu dục

Cấu trúc: Vỏ được trang bị hai bánh răng hình elip liên kết với nhau để luân phiên truyền động quay dưới sự chênh lệch áp suất chất lỏng.

Nguyên lý hoạt động: Một buồng đo hình lưỡi liềm được tạo thành giữa bánh răng và vỏ. Mỗi vòng quay, chất lỏng sẽ được xả ra từ bốn buồng đo.

Đặc điểm: Cổ điển, bền bỉ, độ chính xác cao, đặc biệt thích hợp cho chất lỏng có độ nhớt trung bình đến cao, chẳng hạn như sản phẩm dầu mỏ và nguyên liệu hóa chất. Có một số yêu cầu nhất định về độ sạch của chất lỏng.

2. Lưu lượng kế Roots

Cấu trúc: Một cặp rotor bánh xe thắt lưng hình chữ "8" không có răng trên bề mặt, được duy trì bằng bánh răng đồng bộ để quay không tiếp xúc và tốc độ không đổi.

Nguyên lý hoạt động: Tương tự như bánh răng elip, nhưng bánh xe thắt lưng không tiếp xúc trực tiếp, do đó ít bị mài mòn và có thể chịu được chênh lệch áp suất cao hơn.

Tính năng: Buồng đo có thể tích lớn hơn và phù hợp để đo lưu lượng lớn của chất lỏng có độ nhớt thấp (như dầu diesel và dung môi) và khí.

3. Lưu lượng kế bánh răng xoắn ốc (Lưu lượng kế bi rotor)

Cấu trúc: Thiết kế độc đáo với hai rotor xoắn ốc hoặc hình xoắn ốc.

Hoạt động: Roto duy trì tiếp xúc liên tục trong quá trình quay, tạo ra chuyển động đẩy trơn tru và không dao động, tương tự như quá trình ngược lại của bơm trục vít.

Tính năng: Hoạt động cực kỳ êm ái, tiếng ồn thấp, dao động nhỏ, tỷ số phạm vi rộng so với lưu lượng kế bánh răng hình bầu dục và không yêu cầu đoạn ống thẳng thượng lưu và hạ lưu, khiến đây trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng hiệu suất cao và độ tin cậy cao.

4. Lưu lượng kế cạo

Cấu trúc: Một thanh gạt trượt được lắp đặt trong rãnh hướng tâm của rotor. Dưới tác động của lực ly tâm và áp suất chất lỏng, thanh gạt mở rộng và trượt chặt vào thành trong của buồng đo.

Nhiệm vụ: Bộ phận cạo tách chất lỏng thành nhiều khoang độc lập và đẩy chất lỏng về phía trước.

Tính năng: Độ chính xác cao, độ rung thấp, khả năng thích ứng mạnh, có thể xử lý một phạm vi độ nhớt và độ sạch nhất định, thường được sử dụng trong các phép đo quan trọng như nhiên liệu hàng không và dầu thành phẩm.

5. Lưu lượng kế piston/chuyển động tịnh tiến

Cấu trúc: Chất lỏng được đo bằng chuyển động qua lại của piston bên trong xi lanh.

Nguyên lý hoạt động: Chất lỏng đẩy piston di chuyển và việc chuyển đổi đường dẫn dòng chảy được điều khiển bởi cơ cấu thanh truyền trục khuỷu hoặc nhóm van để đạt được quá trình hút và xả liên tục.

Đặc điểm: Có thể duy trì độ chính xác cực cao ngay cả ở lưu lượng thấp và là thiết bị tiêu chuẩn cho máy bơm nhiên liệu, phòng thí nghiệm và đo lưu lượng nhỏ, nhưng cấu trúc của nó tương đối phức tạp.

6. Lưu lượng kế piston quay

Cấu trúc: Một piston quay có rãnh quay lệch tâm trong một buồng đo có hình dạng đặc biệt.

Công việc: Sự chuyển động lắc và quay của piston sẽ tách và xả chất lỏng.

Tính năng: Cấu trúc nhỏ gọn, chi phí thấp, được sử dụng rộng rãi trong đồng hồ đo nước gia dụng, các dịp công nghiệp nhỏ để đo nước và chất lỏng có độ nhớt thấp.

Ưu điểm và nhược điểm của lưu lượng kế dịch chuyển tích cực

Thuận lợi:

Độ chính xác đo lường cực cao: Đây là một trong những loại lưu lượng kế chính xác nhất hiện nay và thường được sử dụng làm thiết bị chuẩn cho thanh toán thương mại và truyền tải tiêu chuẩn. Độ chính xác cao nhất có thể đạt ± 0,2% hoặc thậm chí cao hơn.

Phép đo không phụ thuộc vào đặc tính của chất lỏng: không nhạy cảm với sự thay đổi độ nhớt, cùng một đồng hồ đo có thể thích ứng với chất lỏng có phạm vi độ nhớt rộng (đặc biệt phù hợp với các sản phẩm dầu hoặc chất lỏng có độ nhớt cao như mật ong, dầu thô và bitum ).

Không cần đoạn ống thẳng phía trước và phía sau: Nguyên lý đo lường của nó không dựa vào sự phân bổ vận tốc dòng chảy được phát triển đầy đủ và yêu cầu không gian lắp đặt thấp, đặc biệt phù hợp với những tình huống có không gian hạn chế.

Phạm vi rộng: Tỷ lệ phạm vi điển hình có thể đạt tới 10:1 và các mẫu hiệu suất cao thậm chí còn rộng hơn, chẳng hạn như 20:1, có khả năng đo chính xác cả lưu lượng nhỏ và lớn.

Đo thể tích trực tiếp: Có thể đo được tổng thể tích chính xác mà không cần thêm cảm biến áp suất hoặc nhiệt độ để bù mật độ và cấu tạo hệ thống cũng đơn giản.

Nhược điểm:

Lưu lượng kế PD rất nhạy cảm với độ sạch của môi trường : Các hạt rắn và tạp chất có thể bị kẹt hoặc làm mòn các bộ phận chuyển động chính xác, gây ra trục trặc hoặc giảm độ chính xác. Vì vậy, hãy luôn đo chất lỏng sạch và tinh khiết. Thông thường, cần lắp bộ lọc trước lưu lượng kế PD, hoặc bạn có thể chọn lưu lượng kế Coriolis nếu không thể tránh khỏi việc có các hạt rắn.

Mất áp suất đáng kể: Do chất lỏng cần phải vượt qua sức cản của các bộ phận chuyển động nên xảy ra tình trạng mất áp suất vĩnh viễn, tình trạng này tăng theo độ nhớt.

Cảm biến lưu lượng có các bộ phận chuyển động: Cấu trúc cơ học phức tạp, có các bộ phận chuyển động bên trong và có hiện tượng hao mòn cơ học đòi hỏi phải bảo trì, hiệu chuẩn và bôi trơn thường xuyên (tự bôi trơn hoặc bôi trơn bên ngoài).

Không phù hợp với đường kính lớn: Cấu trúc và tổn thất áp suất hạn chế việc áp dụng trên đường ống có đường kính lớn (thường lớn hơn DN300, 12 inch ).

Có thể xảy ra rung động và tiếng ồn: đặc biệt khi bánh răng hoặc rôto ăn khớp, có thể xảy ra hiện tượng rung động và tiếng ồn trong hệ thống.

Ứng dụng điển hình của lưu lượng kế dịch chuyển tích cực

Với những ưu điểm vượt trội, lưu lượng kế thể tích đóng vai trò không thể thiếu trong các lĩnh vực sau:

1. Ngành công nghiệp dầu mỏ và hóa dầu

Bàn giao thương mại: Thanh toán mua bán chính xác các phương tiện có giá trị cao như dầu thô, dầu tinh chế (xăng, dầu diesel) và khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG), v.v., thường sử dụng lưu lượng kế bánh răng bầu dục, lưu lượng kế rôto kép và lưu lượng kế dạng cạp.

Kiểm soát quy trình: phân lô và nạp/vận chuyển các sản phẩm có độ nhớt cao như dầu bôi trơn, dầu khuôn , mỡ , dầu nhiên liệu, nhựa đường, v.v.

Bài viết liên quan：

• [ Lưu lượng kế bánh răng hình bầu dục để đo lưu lượng dầu diesel ]
• [ Lưu lượng kế dầu thô ]
• [ Lưu lượng kế nhiên liệu ]
• [ Lưu lượng kế dịch chuyển tích cực cho nhiên liệu và dầu ]

2. Ngành công nghiệp hóa chất và dược phẩm

Môi trường có độ nhớt cao: định lượng và chiết rót từng mẻ nhựa, polyme , lớp phủ, mạch gỗ, dung môi, tinh chất, xi-rô , v.v.

Môi trường có độ tinh khiết cao/ăn mòn: Lưu lượng kế làm bằng vật liệu đặc biệt như thép không gỉ được sử dụng để đo nguyên liệu thô hóa học.

3. Ngành thực phẩm và đồ uống

Đo lường vệ sinh: định lượng nguyên liệu đóng gói và sản xuất cho thực phẩm như sô cô la, mứt, dầu ăn, sản phẩm từ sữa, bia, đồ uống, v.v. R

Sản phẩm liên quan：

• [ Lưu lượng kế dịch chuyển dương vệ sinh ]

4. Các lĩnh vực quan trọng khác

Hàng không vũ trụ: Tiếp nhiên liệu chính xác và thử nghiệm nhiên liệu máy bay.

Tàu: Quản lý việc tiếp nhiên liệu và tiêu thụ nhiên liệu hàng hải.

Phòng thí nghiệm: được sử dụng làm bàn tiêu chuẩn hoặc cho các thí nghiệm nghiên cứu khoa học có lưu lượng nhỏ, độ chính xác cao.

Lưu lượng kế dịch chuyển tích cực dưới 1.000 đô la

Giá của lưu lượng kế PD bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm vật liệu (như gang, nhôm, thép đúc hoặc thép không gỉ), kích thước đường kính ống (lưu lượng kế PD 1 inch và 8 inch có tổng giá khác nhau) và định mức áp suất (áp suất tiêu chuẩn 16 bar, nếu bạn cần áp suất cao hơn 580 psi, thì sẽ đắt hơn). Chênh lệch giá là đáng kể tùy theo cấu hình và điều kiện vận hành khác nhau. Silverinstruments.com, nổi tiếng với lưu lượng kế chất lượng cao, cung cấp các lựa chọn tiết kiệm chi phí cho khách hàng có ngân sách hạn chế nhưng có nhu cầu rõ ràng bằng cách cung cấp một số mẫu lưu lượng kế thể tích có giá dưới 1.000 đô la mà vẫn đảm bảo hiệu suất đáng tin cậy.

Phần kết luận

Là một công nghệ đo lường cổ điển và đã trưởng thành, lưu lượng kế thể tích vẫn giữ vững vị thế trong lĩnh vực đo lưu lượng hướng đến độ chính xác và độ tin cậy cao. Bất chấp những hạn chế như yêu cầu cao về độ sạch trung bình và sự hiện diện của các bộ phận chuyển động, nó vẫn là giải pháp ưu tiên không thể thay thế trong các tình huống cụ thể như xử lý chất lỏng có độ nhớt cao, thực hiện thanh toán thương mại và không gian lắp đặt hạn chế. Với sự tiến bộ của khoa học vật liệu và công nghệ điện tử, lưu lượng kế thể tích hiện đại tiếp tục được cải thiện về khả năng chống mài mòn, tự chẩn đoán, số hóa và khả năng giao tiếp, đảm bảo rằng "kế toán viên độ chính xác chất lỏng" này tiếp tục phát huy giá trị cốt lõi không thể thay thế của nó trong quy trình thông minh công nghiệp trong tương lai.