Trong sản xuất công nghiệp và cuộc sống hàng ngày, việc đo chính xác tốc độ lưu lượng của chất lỏng trong đường ống là rất quan trọng để đảm bảo hoạt động bình thường của hệ thống, tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng và ngăn ngừa rủi ro tiềm tàng. Cho dù đó là hệ thống cấp nước đô thị, đường ống dẫn dầu khí tự nhiên hoặc đường ống dẫn vật liệu trong sản xuất hóa chất, việc đo chính xác tốc độ dòng chảy là một phần không thể thiếu. Với sự tiến bộ liên tục của công nghệ, nhiều nguyên tắc đo lường và công nghệ đã xuất hiện, cung cấp các giải pháp đa dạng cho phép đo tốc độ trong các kịch bản khác nhau.

I. Nguyên tắc đo lường

(a) Nguyên lý cảm ứng điện từ
Đồng hồ đo lưu lượng điện từ hoạt động dựa trên định luật cảm ứng điện từ của Faraday. Khi chất lỏng dẫn điện chảy trong đường ống và cắt các đường từ trường được tạo ra bởi máy đo lưu lượng điện từ, một lực điện động cảm ứng được tạo ra theo hướng vuông góc với cả hướng từ trường và hướng dòng chảy.Điện động lực này có mối quan hệ tỷ lệ thuận với tốc độ dòng chảy của chất lỏng, và bằng cách đo chính xác kích thước của điện động lực này, tốc độ dòng chảy của chất lỏng có thể được suy ra. Một lợi thế rõ ràng của đồng hồ đo lưu lượng điện từ là độ chính xác đo của nó cao, thường có thể đạt được phạm vi chính xác 0,5% -1,0%, và nó có những lợi thế như không mất áp suất, tính ăn mòn có thể đo được và chất lỏng bẩn, do đó nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp hóa chất, dược phẩm, chế biến thực phẩm và các ngành công nghiệp khác.±±

(2) Nguyên tắc truyền sóng siêu âm
Máy đo lưu lượng siêu âm sử dụng đặc tính di chuyển của sóng siêu âm trong chất lỏng để đo tốc độ dòng chảy. Các phương pháp đo phổ biến là phương pháp chênh lệch thời gian và phương pháp chênh lệch tần số. Phương pháp chênh lệch thời gian tính toán tốc độ dòng chảy bằng cách đo sự khác biệt giữa thời gian di chuyển theo dòng và ngược dòng của sóng siêu âm. Cụ thể, tốc độ di chuyển của sóng siêu âm trong một chất lỏng tĩnh là c, tốc độ dòng chảy của chất lỏng là v và khoảng cách giữa hai bộ chuyển đổi là L. Khi sóng siêu âm di chuyển theo dòng, tốc độ hiệu quả của nó là c + v, thời gian di chuyển là t_d; khi di chuyển ngược dòng, tốc độ hiệu quả là c-v, thời gian di chuyển là t_u. Dựa trên mối quan hệ giữa tốc độ, thời gian và khoảng cách, chúng ta có thể có được công thức thời gian di chuyển của dòng chảy theo và ngược dòng, từ đó tìm ra tốc độ dòng v. Quy luật chênh lệch tần số được tính toán bằng cách đo sự thay đổi tần số gây ra bởi tốc độ dòng chảy khác nhau khi sóng siêu âm di chuyển theo dòng và ngược dòng. Máy đo lưu lượng siêu âm có các ưu điểm của phép đo không tiếp xúc, phạm vi ứng dụng rộng, lắp đặt dễ dàng, đặc biệt thích hợp cho các đường ống có khẩu độ lớn và đo lường chất lỏng không dễ tiếp xúc.

(3) Nguyên lý đo cơ khí
Máy đo lưu lượng cơ học quay bằng các bộ phận cơ học như cánh quạt, tuabin và các bộ phận khác của chất lỏng, tốc độ quay của nó tỷ lệ thuận với tốc độ dòng chảy, do đó đo tốc độ dòng chảy. Ví dụ, đồng hồ đo lưu lượng tuabin dưới tác động của chất lỏng, tuabin quay, thông qua cảm biến phát hiện tốc độ quay của tuabin, từ đó có được thông tin tốc độ lưu lượng. Loại lưu lượng kế này có cấu trúc đơn giản, chi phí thấp hơn, nhưng độ chính xác tương đối thấp, và độ chính xác đo ở khu vực tốc độ dòng thấp sẽ giảm đáng kể, thường thích hợp để đo lưu lượng của đường ống có khẩu độ lớn.

II. Sử dụng thiết bị giám sát lưu lượng đường ống

(a) Lựa chọn thiết bị
Khi lựa chọn thiết bị giám sát lưu lượng đường ống, cần xem xét các yếu tố như tính chất của chất lỏng, đường ống và vật liệu, yêu cầu độ chính xác đo, môi trường lắp đặt và chi phí. Ví dụ, đo lường chất lỏng dẫn điện, đồng hồ đo lưu lượng điện từ là sự lựa chọn lý tưởng; đo lưu lượng trong điều kiện cực đoan như nhiệt độ cao, áp suất cao, chất lỏng ăn mòn mạnh, đồng hồ đo lưu lượng siêu âm có lợi thế độc đáo; trong khi giám sát lưu lượng của đường ống có khẩu độ lớn, đồng hồ đo lưu lượng đường xoáy được sử dụng rộng rãi vì cấu trúc đơn giản và dễ lắp đặt và bảo trì.

(b) Lắp đặt các điểm chính
Để đảm bảo tính chính xác của kết quả đo, nơi và cách cài đặt thiết bị giám sát lưu lượng là rất quan trọng.Đầu tiên, bạn nên chọn lắp đặt trên đoạn đường ống thẳng, tránh gần các thiết bị có thể gây nhiễu loạn chất lỏng, như bơm, van, để đảm bảo sự phân phối đồng đều tốc độ dòng chảy. Thứ hai, đối với đồng hồ đo lưu lượng điện từ, cần đảm bảo nối đất tốt để tránh nhiễu điện từ bên ngoài; Đối với đồng hồ đo lưu lượng siêu âm, vị trí lắp đặt của bộ chuyển đổi phải được căn chỉnh chính xác để đảm bảo sóng siêu âm có thể lan truyền dọc theo hướng trục đường ống. Ngoài ra, việc lắp đặt thiết bị cũng nên thuận tiện cho việc vận hành, bảo trì và sửa chữa của nhân viên, đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài của chúng.

(c) Bảo trì và hiệu chuẩn
Bảo trì và hiệu chuẩn thường xuyên thiết bị giám sát lưu lượng là chìa khóa để đảm bảo độ chính xác đo lường của chúng. Công việc bảo trì bao gồm làm sạch bề mặt thiết bị, kiểm tra các bộ phận kết nối có lỏng lẻo hay không, làm sạch các tạp chất trong chất lỏng, vv.Đối với máy đo lưu lượng điện từ, bề mặt điện cực phải được làm sạch thường xuyên để ngăn chặn ô nhiễm điện cực bởi môi trường dẫn đến lỗi đo; Đối với máy đo lưu lượng siêu âm, bạn nên kiểm tra trạng thái làm việc của bộ chuyển đổi để đảm bảo hoạt động bình thường của nó. Công việc hiệu chuẩn cần sử dụng thiết bị hiệu chuẩn chuyên nghiệp và chất lỏng tiêu chuẩn để hiệu chuẩn đồng hồ đo lưu lượng theo một chu kỳ nhất định để bù đắp sai số đo do các yếu tố như lão hóa thiết bị, thay đổi môi trường và các yếu tố khác.

Đo tốc độ đường ống là một liên kết quan trọng không thể thiếu trong sản xuất công nghiệp và cuộc sống. Bằng cách lựa chọn hợp lý các nguyên tắc đo, sử dụng đúng các thiết bị giám sát lưu lượng đường ống, và làm tốt các thiết bị lắp đặt và bảo trì công việc, bạn có thể thực hiện đo chính xác và đáng tin cậy của tốc độ đường ống, cung cấp bảo đảm mạnh mẽ cho sản xuất an toàn và hoạt động hiệu quả cao của các ngành công nghiệp. Với sự tiến bộ liên tục của công nghệ, chúng tôi tin rằng trong tương lai sẽ có nhiều công nghệ và thiết bị đo lường mới hơn để cải thiện hơn nữa độ chính xác và hiệu quả của việc đo tốc độ dòng chảy của đường ống.