Đồng hồ đo lưu lượng kiểu dịch chuyển tích cực

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

Trong lĩnh vực đo lường công nghiệp, việc đo lưu lượng chất lỏng chính xác 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 biết đến như là "kế toán chính xác" trong đo lường chất lỏng nhờ nguyên lý đo trực tiếp và đáng tin cậy, đặc biệt phù hợp với các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao và môi chất có giá trị cao.

Các bài viết liên quan:

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

Lưu lượng kế kiểu dịch chuyển tích cực là gì?

Lưu lượng kế PD, hay còn gọi là lưu lượng kế thể tích, là một loại lưu lượng kế thể tích, dựa trên một ý tưởng đơn giản và kinh điển: liên tục chia chất lỏng cần 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 múc nước cổ xưa: sử dụng một chiếc xô có dung tích tiêu chuẩn, liên tục múc đầy nước rồi đổ ra. Bằng cách đếm số lần xô được múc đầy, tổng thể tích nước có thể được xác định chính xác. Lưu lượng kế kiểu dịch chuyển tích cực chính là sự tự động hóa và thực hiện liên tục quy trình này.

Nguyên lý hoạt động của lưu lượng kế thể tích dương là gì?

Phân tách: Các bộ phận chuyển động chính xác (như rôto, piston, bánh răng) bên trong buồng đo của cảm biến lưu lượng tạo thành một hoặc nhiều "buồng đo" có thể tích xác định với vỏ máy.

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

Đếm: Ghi lại số chu kỳ (như số vòng quay, số lần chuyển động tịnh tiến) của các bộ phận chuyển động bằng các phương pháp cơ học, từ tính hoặc quang điện.

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

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

Các loại lưu lượng kế thể tích dương chính

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

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

Kết cấu: Vỏ được trang bị hai bánh răng hình elip lồng vào nhau, luân phiên dẫn động quay dưới sự chênh lệch áp suất chất lỏng.

Công việc: Một buồng đo hình lưỡi liềm được tạo thành giữa bánh răng và vỏ máy. Mỗi vòng quay, chất lỏng được xả ra từ bốn buồng đo.

Đặc trưng: Loại máy này có thiết kế cổ điển, bền bỉ, độ chính xác cao, đặc biệt thích hợp cho các chất lỏng có độ nhớt trung bình đến cao, chẳng hạn như các sản phẩm dầu mỏ và nguyên liệu hóa học. Máy có yêu cầu nhất định về độ sạch của chất lỏng.
 

2. Lưu lượng kế Roots

Kết cấu: Một cặp rôto bánh xe hình số "8" không có răng trên bề mặt, được giữ bởi các bánh răng đồng bộ để quay không tiếp xúc và với tốc độ không đổi.

Nguyên lý hoạt động: Tương tự như bánh răng hình elip, nhưng bánh răng ở giữa không tiếp xúc trực tiếp, dẫn đến ít mài mòn hơn và có thể chịu được chênh lệch áp suất cao hơn.

Đặc trưng: Buồng đo có thể tích lớn hơn và phù hợp cho việc đo lưu lượng cao của chất lỏng có độ nhớt thấp (như dầu diesel và dung môi) và khí.

3. Lưu lượng kế bánh răng xoắn (Lưu lượng kế hai rôto)

Kết cấu: Thiết kế độc đáo với hai rôto hình xoắn ốc hoặc hình đường bao.

Công việc: Rôto duy trì tiếp xúc liên tục trong suốt quá trình quay, tạo ra chuyển động đẩy êm ái và không rung giật, tương tự như quá trình ngược lại của bơm trục vít.

Đặc trưng: Hoạt động cực kỳ êm ái, độ ồn thấp, độ rung nhỏ, tỷ số truyền rộng hơn so với lưu lượng kế bánh răng hình bầu dục, và không yêu cầu đoạn ống thẳng ở phía thượng lưu và hạ lưu, khiến nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng hiệu suất cao và độ tin cậy cao.
 

4. Lưu lượng kế kiểu gạt

Kết cấu: Một lưỡi gạt trượt được lắp đặt trong rãnh xuyên tâm của rôto. Dưới tác dụng của lực ly tâm và áp suất chất lỏng, lưỡi gạt mở rộng và trượt sát vào thành trong của buồng đo.

Công việc: Bộ phận gạt sẽ chia chất lỏng thành nhiều ngăn độc lập và đẩy nó về phía trước.

Đặc trưng: Độ chính xác cao, độ rung thấp, khả năng thích ứng cao, 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 kiểu piston/chuyển động tịnh tiến

Kết cấu: Lưu lượng chất lỏng được đo bằng chuyển động tịnh tiến của pít-tông bên trong xi-lanh.

Công việc: Chất lỏng đẩy pít-tông chuyển động và việc chuyển đổi đường dẫn dòng chảy được điều khiển bởi thanh truyền trục khuỷu hoặc cơ cấu nhóm van để đạt được quá trình hút và xả liên tục.

Đặc trưng: Nó có thể duy trì độ chính xác cực cao ngay cả ở tốc độ dòng chảy thấp và là một thiết bị tiêu chuẩn cho các 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

Kết cấu: Một pít-tông xoay có rãnh quay lệch tâm trong một buồng đo có hình dạng đặc biệt.

Công việc: Sự chuyển động lắc lư và quay của pít-tông giúp tách và đẩy chất lỏng ra ngoài.

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

Ưu điểm và nhược điểm của lưu lượng kế thể tích dương

Thuận lợi:

Độ chính xác đo lường cực cao: Đây là một trong những loại lưu lượng kế chính xác nhất hiện có và thường được sử dụng làm thiết bị chuẩn để 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 thiết bị đo có thể thích ứng với các chất lỏng có phạm vi độ nhớt rộng (đặc biệt thích hợp cho các sản phẩm dầu mỏ hoặc chất lỏng có độ nhớt cao như mật ong, dầu thô và...) nhựa đường ).

Không cần các đoạn ống thẳng phía trước và phía sau: Nguyên lý đo của nó không dựa vào sự phân bố vận tốc dòng chảy đã phát triển hoàn toàn, và yêu cầu không gian lắp đặt nhỏ, đặc biệt phù hợp với những trường hợp 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 có tỷ lệ 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 thu được tổng thể tích chính xác mà không cần đến các cảm biến áp suất hoặc nhiệt độ bổ sung để bù trừ mật độ, và cấu tạo hệ thống rất đơn giản.

Nhược điểm:

Lưu lượng kế PD nhạy cảm với độ sạch của môi chất. Các hạt rắn và tạp chất có thể làm kẹt hoặc mài mòn các bộ phận chuyển động chính xác, gây ra sự cố hoặc giảm độ chính xác. Vì vậy, hãy nhớ luôn đo chất lỏng sạch và tinh khiết. Thông thường, cần phải lắp đặt bộ lọc phía trước thiết bị đo lưu lượng PD, hoặc bạn có thể chọn đồng hồ đo lưu lượng Coriolis nếu không thể tránh khỏi sự xuất hiện của các hạt.

Tổn thất áp suất đáng kể: Do chất lỏng cần phải vượt qua lực cản của các bộ phận chuyển động, nên hiện tượng tổn thất áp suất liên tục xảy ra, và tổn thất này tăng lên theo độ nhớt.

Cảm biến lưu lượng có các bộ phận chuyển động: Cấu trúc cơ khí phức tạp, có các bộ phận chuyển động bên trong và có sự hao mòn cơ học đòi hỏi bảo trì, hiệu chỉnh 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 giới hạn khả năng ứng dụng của nó trên các đường ống có đường kính lớn (thường lớn hơn DN300, 12 inch ).

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

Các ứng dụng điển hình của lưu lượng kế kiểu dịch chuyển tích cực

Với những ưu điểm độc đáo, đồng hồ đo lưu lượng thể tích đóng vai trò không thể thiếu trong các lĩnh vực sau:
 

1. Ngành công nghiệp dầu khí và hóa dầu

Giao nhận hàng hóa: Thanh toán mua bán chính xác các loại hàng hóa 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 hình bầu dục, lưu lượng kế hai rôto và lưu lượng kế kiểu gạt.

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

Các bài viết liên quan:

• [ Đồng hồ đo lưu lượng dạng bánh răng hình bầu dục dùng để đo lưu lượng dầu diesel. ]
• [ Đồng hồ đo lưu lượng dầu thô ]
• [ Đồng hồ đo lưu lượng nhiên liệu ]
• [ Lưu lượng kế kiểu dịch chuyển tích cực dùng cho nhiên liệu và dầu mỡ ]

2. Ngành công nghiệp hóa chất và dược phẩm

Môi trường có độ nhớt cao: định lượng và chiết rót nhựa theo mẻ. polyme , lớp phủ, mạch gỗ, dung môi, tinh chất, siro , vân vân.

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 lưu lượng nguyên liệu hóa học.

3. Ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống

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

Sản phẩm liên quan:

• [ Đồng hồ đo lưu lượng kiểu dịch chuyển tích cực dùng trong vệ sinh ]

4. Các lĩnh vực trọng điểm khác

Hàng không vũ trụ: Nạp nhiên liệu và kiểm tra nhiên liệu máy bay một cách chính xác.

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

Phòng thí nghiệm: Được sử dụng như một bàn tiêu chuẩn hoặc cho các thí nghiệm nghiên cứu khoa học có lưu lượng nhỏ và độ chính xác cao.

Đồng hồ đo lưu lượng kiểu dịch chuyển tích cực dưới 1.000 đô la

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

Phần kết luận

Là một công nghệ đo lường kinh điển và đã trưởng thành, lưu lượng kế thể tích vẫn giữ vị trí ổn định trong lĩnh vực đo lưu lượng đòi hỏi độ chính xác và độ tin cậy cao. Mặc dù có những hạn chế như yêu cầu cao về độ sạch của môi chất và sự hiện diện của các bộ phận chuyển động, nó vẫn là giải pháp ưu tiên không thể thiếu trong các trường hợp 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, các 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 "thiết bị đo lưu lượng chính xác" này tiếp tục đóng vai trò cốt lõi không thể thiếu trong quá trình thông minh hóa công nghiệp tương lai.