SILVER AUTOMATION INSTRUMENTS
tiếng việt

So sánh lưu lượng kế lắp đặt trực tiếp và lưu lượng kế kiểu chèn cho khí nén


Giống như tất cả các ứng dụng đo lưu lượng khí, hệ thống khí nén sử dụng hai hình thức lắp đặt đồng hồ đo phổ biến: lắp đặt trực tiếp trên đường ống và lắp đặt xen kẽ. Cả hai đều được sử dụng rộng rãi trong thực tế, nhưng chúng khác nhau đáng kể về độ chính xác đo lường, kích thước đường ống áp dụng, tổn thất áp suất và phương pháp lắp đặt. Dưới đây, chúng ta sẽ xem xét kỹ hơn cả hai cấu hình để giúp bạn đưa ra lựa chọn sáng suốt hơn cho ứng dụng đo lưu lượng khí nén của mình.

Nguyên tắc hoạt động

Trước khi so sánh các hình thức lắp đặt, chúng ta hãy cùng điểm qua nhanh các công nghệ đo lưu lượng được sử dụng trong dịch vụ khí nén:

  • Các thiết bị đo lưu lượng khối nhiệt đo sự truyền nhiệt giữa một phần tử cảm biến được nung nóng và dòng khí để xác định trực tiếp tốc độ lưu lượng khối, mà không cần bù áp suất hoặc nhiệt độ riêng biệt.
  • Các đồng hồ đo lưu lượng xoáy đếm tần số hình thành xoáy phía sau một vật cản để tính toán lưu lượng thể tích, và phù hợp với các đường ống chính có vận tốc và lưu lượng cao nhưng sẽ mất tín hiệu khi vận tốc dưới mức tối thiểu có thể đo được.
  • Các thiết bị đo áp suất chênh lệch (tấm chắn lỗ, ống Venturi, ống Pitot trung bình) áp dụng nguyên lý Bernoulli để liên hệ độ giảm áp suất với vận tốc dòng chảy, nhưng yêu cầu dữ liệu áp suất và nhiệt độ theo thời gian thực để chuyển đổi thành lưu lượng khối hoặc lưu lượng thể tích tiêu chuẩn (Nm³/h).

Trên thực tế, đồng hồ đo lưu lượng khối nhiệt là công nghệ được sử dụng rộng rãi nhất trong các ứng dụng khí nén. Chúng đo trực tiếp lưu lượng khối, phản hồi đáng tin cậy ở tốc độ dòng chảy thấp và hoạt động tốt như nhau từ việc phát hiện rò rỉ đường ống nhánh đến đo lưu lượng đường ống chính. Cả cấu hình lắp đặt trực tiếp và lắp đặt xen kẽ đều được triển khai phổ biến nhất dưới dạng thiết bị đo lưu lượng khối nhiệt. Trong phần còn lại của bài viết này, chúng ta sẽ tập trung vào hiệu suất của từng hình thức lắp đặt trong dịch vụ khí nén.

Đồng hồ đo khối lượng nhiệt dạng inline

inline compressed air thermal mass flow meter

Đồng hồ đo lưu lượng khí kiểu inline được lắp đặt bằng cách cắt vào đường ống và gắn trực tiếp đồng hồ vào đường ống. Toàn bộ luồng khí đi qua thân đồng hồ. Bên trong, hai phần tử cảm biến RTD hoạt động song song: một phần tử theo dõi nhiệt độ khí, phần tử còn lại được đốt nóng. Sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai phần tử cho đồng hồ biết lượng khí đang lưu thông.

Đặc điểm chính:

  • Đo toàn bộ đường kính nòng súng mà không cần giả định về cấu hình vận tốc.
  • Độ chính xác điển hình: ±1,5% giá trị đo, độ lặp lại ±0,5%
  • Tỷ lệ điều chỉnh lưu lượng rộng, thường là 100:1, cho phép đo lường đáng tin cậy từ điều kiện lưu lượng tối đa đến phát hiện rò rỉ ở lưu lượng thấp.
  • Không có bộ phận chuyển động, yêu cầu bảo trì tối thiểu.
  • Thích hợp cho các kích thước ống từ DN15 đến DN200; đối với ống có kích thước trên DN200, chi phí sẽ tăng mạnh.

Đồng hồ đo lưu lượng khối nhiệt dạng chèn

insertion type thermal gas flow meter

Máy đo lưu lượng nhiệt kiểu cắm hoạt động dựa trên nguyên lý RTD kép tương tự, nhưng thay vì cắt vào đường ống, một đầu dò được đưa vào qua một lỗ trên thành ống đến độ sâu nhất định bên trong dòng chảy. Đầu dò đo vận tốc và nhiệt độ khí tại chỗ, và máy đo tính toán tổng lưu lượng từ mẫu đó.

Có hai cấu hình đầu dò khả dụng:

  • Các đầu dò điểm đơn đặt các phần tử cảm biến ở độ sâu cố định, thường là 0,119D tính từ tâm ống, điểm thể hiện tốt nhất vận tốc trung bình trong điều kiện dòng chảy rối hoàn toàn phát triển.
  • Các đầu dò lấy mẫu trung bình đa điểm lấy mẫu ở nhiều độ sâu khác nhau trên mặt cắt ngang của đường ống và tính trung bình các giá trị đo, giảm thiểu ảnh hưởng của các đường dòng chảy không đồng đều.

Đặc điểm chính:

  • Chi phí đầu dò không tăng đáng kể theo đường kính ống, do đó đồng hồ đo kiểu chèn có hiệu quả về mặt chi phí đối với các ứng dụng đường kính lớn từ DN100 trở lên.
  • Độ chính xác: ±2% giá trị đo trong điều kiện lý tưởng; ±3 đến ±5% khi đoạn ống thẳng phía thượng nguồn không đủ độ chính xác.
  • Yêu cầu chiều dài ống thẳng từ 15D đến 30D ở phía thượng nguồn và 5D ở phía hạ nguồn; bộ điều chỉnh lưu lượng có thể giảm yêu cầu này.
  • Có thể tháo đầu dò ra để vệ sinh hoặc hiệu chuẩn lại mà không cần tắt hệ thống.

So sánh độ chính xác

Các đồng hồ đo khối nhiệt kiểu lắp đặt trực tiếp và kiểu chèn khác nhau ở một khía cạnh quan trọng: cách chúng đo lưu lượng.

Các loại đồng hồ đo kiểu inline đo sự truyền nhiệt trên toàn bộ tiết diện dòng chảy, do đó chúng hầu như không bị ảnh hưởng bởi sự biến dạng của hồ sơ vận tốc. Các loại đồng hồ kiểu inserting lấy mẫu tại một điểm duy nhất, bất kỳ sự nhiễu loạn nào ở phía thượng nguồn, chẳng hạn như khuỷu, bộ giảm đường kính, van mở một phần hoặc các khớp nối hình chữ T, đều có thể làm sai lệch kết quả đo.

Hướng dẫn lựa chọn:

  • Chọn chế độ inline khi yêu cầu độ chính xác ±1–2%. Các ứng dụng điển hình bao gồm lập hóa đơn năng lượng, phân bổ chi phí và phát hiện rò rỉ.
  • Chọn phương pháp chèn khi độ sai lệch ±3% là chấp nhận được, phương pháp này đủ để giám sát lưu lượng chung trên các đường ống lớn và có chi phí thấp hơn đáng kể.

Đường kính ống và chi phí

Kích thước ốngLoại được đề xuấtLý do
DN15–DN80Khối lượng nhiệt nội tuyếnĐộ chính xác tuyệt đối, tiết kiệm chi phí ở đường kính nhỏ.
DN80–DN100Chèn trực tiếp hoặc chèn vàoĐánh giá dựa trên yêu cầu về độ chính xác và ngân sách.
DN100–DN300Chèn (một điểm)Lợi thế chi phí đáng kể so với sản phẩm inline
DN300+Chèn (trung bình đa điểm)Hệ thống bù đa điểm giúp bù trừ sự thay đổi hình dạng ở đường kính lớn.

Một thiết bị đo khối lượng nhiệt dạng thẳng hàng, lắp đặt trực tiếp trên đường ống có đường kính DN300, có thể có giá cao hơn từ năm đến mười lần so với một đầu dò dạng cắm tương đương. Đối với đường ống DN500 trở lên, các thiết bị đo khối lượng nhiệt dạng thẳng hàng, lắp đặt trực tiếp trên đường ống thường không có sẵn hoặc không khả thi, khiến việc cắm đầu dò trở thành lựa chọn khả thi duy nhất.

Lắp đặt và bảo trì

Phương pháp lắp đặt là một lĩnh vực khác mà đồng hồ đo kiểu lắp đặt trực tiếp và kiểu chèn có sự khác biệt đáng kể.

Việc lắp đặt đồng hồ đo lưu lượng kiểu inline đòi hỏi phải cắt đường ống và lắp đặt một đoạn ống nối có mặt bích, điều này yêu cầu phải tắt toàn bộ hệ thống và giảm áp suất.

Các thiết bị đo kiểu cắm mang lại tính linh hoạt cao hơn:

  • Việc lắp đặt tiêu chuẩn yêu cầu khoan và hàn một đầu nối ren vào thành ống, điều này vẫn đòi hỏi phải ngừng hoạt động của hệ thống.
  • Với dụng cụ khoan nóng, đầu dò có thể được lắp đặt dưới áp suất hệ thống tối đa mà không cần gián đoạn nguồn cung cấp khí nén.
  • Các đầu dò có thể được rút ra qua van cách ly để làm sạch hoặc hiệu chuẩn lại mà không cần ngừng hoạt động đường ống, điều này đặc biệt hữu ích trong các hệ thống nơi dầu hoặc nước ngưng tụ tích tụ trên các phần tử cảm biến RTD theo thời gian.

Giảm áp suất

Sự giảm áp suất đề cập đến sự hao hụt áp suất khi không khí nén đi qua lưu lượng kế. Sự giảm áp suất càng lớn, máy nén càng phải hoạt động vất vả hơn để duy trì áp suất hệ thống, và càng tiêu thụ nhiều năng lượng.

Các đồng hồ đo khối lượng nhiệt dạng lắp đặt trực tiếp thường gây ra sự sụt giảm áp suất thường trực từ 20 đến 50 mbar ở lưu lượng định mức. Các đầu dò dạng cắm, chiếm chưa đến 5% đường kính ống, duy trì áp suất dưới 5 mbar trong hầu hết các điều kiện hoạt động.

Đối với đường ống có kích thước nhỏ, sự khác biệt này có thể chấp nhận được. Tuy nhiên, đối với các đường ống có đường kính lớn và lưu lượng cao, sự sụt giảm áp suất trở thành một chi phí vận hành thực sự, và các thiết bị đo lưu lượng kiểu chèn mang lại lợi thế đáng kể trong vấn đề này.


Như đã thảo luận ở trên, không có cấu hình nào tốt hơn một cách tuyệt đối. Sự lựa chọn đúng đắn phụ thuộc vào kích thước đường ống, yêu cầu về độ chính xác và điều kiện tại công trường. Trong hầu hết các hệ thống khí nén, cả hai loại đồng hồ đo đều có vai trò riêng: đồng hồ đo lắp đặt trực tiếp tại các điểm đo quan trọng, nơi độ chính xác là yếu tố quan trọng nhất, và đồng hồ đo dạng chèn trên các đường ống chính lớn hơn, nơi chi phí và tính linh hoạt trong lắp đặt được ưu tiên.

Chỉ định khối lượng nhiệt tích hợp khi:

  • Đường kính trong của ống là DN80 hoặc nhỏ hơn.
  • Độ chính xác trong phạm vi ±1,5% so với giá trị đo được là điều kiện bắt buộc để lập hóa đơn, tuân thủ quy định hoặc phát hiện rò rỉ.
  • Việc tạm ngừng hoạt động theo kế hoạch là chấp nhận được.
  • Ứng dụng này chứng minh sự cần thiết của chi phí đầu tư cao hơn cho thân đồng hồ đo có đường kính đầy đủ.

Chỉ định khối lượng nhiệt chèn khi:

  • Đường kính trong của ống là DN100 hoặc lớn hơn.
  • Phải duy trì áp suất hệ thống trong suốt quá trình lắp đặt.
  • Có sẵn đoạn ống thẳng phía thượng nguồn đủ dài từ 15D đến 30D, hoặc có thể lắp đặt thiết bị điều chỉnh lưu lượng.
  • Khả năng tiếp cận đầu dò để vệ sinh định kỳ là rất quan trọng về mặt vận hành.
  • Giảm thiểu sự sụt giảm áp suất thường trực là một ưu tiên trong thiết kế.
Để lại tin nhắn Gửi email cho chúng tôi

chúng tôi sẽ liên lạc với bạn trong vòng 24 giờ..

Email
sales@silverinstruments.com
WA
WhatsApp QR Scan to WhatsApp
Inquiry
Send a Quote