A. MỤC LỤC

A. MỤC LỤC.................................................................................................................................1
1. CẢM BIẾN LƯU LƯỢNG NƯỚC HALL SENSOR.........................................................3
1.1. Hiệu ứng Hall...................................................................................................................3
1.2. Nguyên lý hoạt động của cảm biến từ Hall:..................................................................3
1.3. Ưu điểm và nhược điểm của cảm biến từ Hall.............................................................5
1.4. Ứng dụng cảm biến từ Hall............................................................................................5
1.5. Một số cảm biến từ Hall..................................................................................................5
2. CẢM BIẾN ĐO LƯU LƯỢNG CORIOLIS........................................................................7
2.1. Nguyên lý hoạt động của cảm biến đo lưu lượng Coriolis...........................................7
2.2. Cảm biến lưu lượng Coriolis có đặc tính sau................................................................9
2.3. Một số loại đồng hồ lưu lượng dạng Coriolis................................................................9
3. LƯU LƯỢNG KẾ DẠNG ĐIỆN TỪ..................................................................................10
3.1. Nguyên lý hoạt động của lưu lượng kế dạng điện từ..................................................11
3.2. Ưu và nhược điểm của lưu lượng kế điện từ...............................................................12
3.3. Ứng dụng của lưu lượng kế điện từ.............................................................................12
3.4. Một số loại lưu lượng kế dạng điện từ.........................................................................12
4. CẢM BIẾN LƯU LƯỢNG DỰA TRÊN CHÊNH LỆCH ÁP SUẤT..............................15
4.1. Nguyên lý đo lưu lượng chênh áp................................................................................15
4.2. Phương trình Bernoulli.................................................................................................16
4.4. Ứng dụng cảm biến áp suất chênh áp..........................................................................18
4.5. Một số loại cảm biến đo lưu lượng chênh áp Orifice.................................................18
5. CẢM BIẾN LƯU LƯỢNG VỊNG XỐY........................................................................20
5.1. Nguyên lý hoạt động của cảm biến lưu lượng dòng xoáy..........................................21
5.2. Ưu và nhược điểm của cảm biến lưu lượng dịng xốy..............................................22
5.3. Thiết bị đo lưu lượng kiểu dịng xốy (Vortex) - FOXBORO...................................22
6. CẢM BIẾN ĐO LƯU LƯỢNG DẠNG SIÊU ÂM............................................................24
6.1. Ưu và nhược điểm của cảm biến đo lưu lượng dạng siêu âm:..................................24
6.2. Phương pháp đo chênh lệch thơi gian (Transit-time)................................................24
6.3. Cảm biến đo lưu lượng siêu âm dựa vào hiệu ứng Doppler......................................25

6.4. Một số loại cảm biến đo lưu lượng siêu âm.................................................................26
7. CALIB CẢM BIẾN ĐO LƯU LƯỢNG.............................................................................29
8. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ CHÍNH XÁC....................................................30
C. DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................31

Page | 1


B. CÁC LOẠI CẢM BIẾN ĐO LƯU LƯỢNG THỂ TÍCH

1. CẢM BIẾN LƯU LƯỢNG NƯỚC HALL SENSOR
Trong số nhiều loại cảm biến lưu lượng nước thì cảm biến loại Hall sensor là được sử dụng rộng
rãi trong đời sống hơn cả.
1.1. Hiệu ứng Hall
Ban đầu ta có một thanh kim loại sau khi cấp nguồn sẽ có một dịng điện dịch chuyển các
electron từ đầu này tới đầu kia của miếng kim loại. Sau khi đặt một thanh nam châm có cực S
vng góc với tấm kim loại nó sẽ làm lệch các electron ra khỏi vị trí ban đầu (cùng cực thì hút,
khác cực thì đẩy). Nếu coi vị trí các electron khi chưa dịch chuyển là 0 (điểm tâm) thì các
electron bị dịch chuyển ra dưới điểm tâm là cực âm còn trên mức 0 là cực dương, khi đo 2 cực
này sẽ xuất hiện điện áp.
Như vậy hiệu ứng Hall có thể được hiểu là hiện tượng vật lý khi ta áp một từ tường vng góc
với thanh kim loại ( hoặc chất dẫn điện) có dịng điện chạy qua lúc đó ta nhận được một hiệu
điện thế (điện áp Hall) sinh ra tại 2 mặt đối diện của thanh Hall (thanh kim loại).

1.2. Nguyên lý hoạt động của cảm biến từ Hall:
Cảm biến lưu lượng nước Hall sensor hoàn chỉnh bao gồm:






Một van cho phép nước đi qua.
Một roto (wheel turbin)
cảm biến từ Hall
Bộ chỉ thị chiều vào ra của dòng nước, lưu lượng nước

Page | 2


Tổng quan về một cảm biến lưu lượng nước dùng Sensor Hall
Một trong những linh kiện quan trọng trong cảm biến lưu lượng nước là cảm biến từ Hall. Như
vậy khi nhìn lại cảm biến lưu lượng nước thực tế ta sẽ thấy có một nam châm gắn với cánh quạt,
khi nước chảy vào ống làm cánh quạt quay đồng thời cũng khiến nam châm quay theo làm thay
đổi từ trường dẫn đến tín hiệu của cảm biến Hall cũng thay đổi. Lưu lượng nước lớn hay nhỏ sẽ
làm thay đổi tốc độ của roto, điều này được quan sát bằng tín hiệu dạng xung ở đầu ra của cảm
biến từ Hall.

Page | 3


1.3. Ưu điểm và nhược điểm của cảm biến từ Hall
Ưu điểm:



Tín hiệu gửi về dạng điện (xung) nên dễ xử lý
Nguyên lý đơn giản và dễ hiểu, các sản phẩm ngày càng có kích thước nhỏ


Nhược điểm:



Cơ cấu cơ khí phức tạp nên dễ gây hư hỏng, nhất là ổ bị của bánh xe
Gây ra sai số lớn khi sử dụng cho mỗi chất tạo thành từ 2 loại chất lỏng khác nhau (không
đồng chất)

1.4. Ứng dụng cảm biến từ Hall
Cảm biến lưu lượng nước được ứng dụng để đo tốc độ dòng chảy của nước, theo dõi lượng nước
cung cấp và sử dụng, chúng được ứng dụng để đo và kiểm sốt dịng chảy của các chất lỏng như
nước cafe, nước ngọt, nước sinh hoạt, trong nghành công nghiệp sữa… , một số loại có cấp bảo
vệ cao hơn được sử dụng để kiểm soát dầu nhớt, dung dịch ăn mòn, độc hại. Một số loại cảm
biến nhỏ được ứng dụng rộng rãi trong đời sống như máy pha cafe, máy nóng lạnh, máy chiết
rót, máy lọc nước, bơm bể cá mini…

1.5. Một số cảm biến từ Hall
1.4.1. Cảm biến lưu lượng nước Sea YF-S201C DN15:


Đầu nối ống 21
Page | 4




Áp lực nước làm việc: dưới 1,75MPA




Điện áp làm việc: 3-24V



Dòng điện làm việc: dưới 15mA



Phạm vi làm việc: 1 – 30 L / min

Cảm biến lưu lượng nước Sea YF-S201C DN15
1.4.2. Cảm biến lưu lượng nước Hall YF-B5 DN20:


Đầu nối ống 27



Điện áp định mức: 5VDC



Vật liệu: Đồng



Áp lực nước kháng > 1,75MPa




Chu kỳ nhiệm vụ xung đầu ra 50% ± 10%



Phạm vi lưu lượng 1-30L / phút

Cảm biến lưu lượng nước Hall YF-B5 DN20
Page | 5


1.4.3. Cảm biến lưu lượng nước máy pha chế Sea YF-S401:


Đầu nối ống nối: 6mm



Điện áp hoạt động: 3.5 – 12VDC



Áp suất tối đa: <0.8 Mpa



Lưu lượng: 0.3 – 6 L/1 phút.

Cảm biến lưu lượng nước máy pha chế Sea YF-S401

2. CẢM BIẾN ĐO LƯU LƯỢNG CORIOLIS

2.1. Nguyên lý hoạt động của cảm biến đo lưu lượng Coriolis
Trong mỗi đồng hồ Coriolis được lắp đặt một ống đo, ống đo này dao động liên tục nhờ một bộ
kích thích. Khi khơng có lưu lượng chảy qua, ơng đo sẽ dao động một cách đồng đều. Ở hai đầu
ra của đồng hồ được gắn hai bộ cảm biến có nhiệm vụ cảm nhận dao động chính xác của ống đo.
Khi lưu chất bắt đầu di chuyển trong ống đo sẽ khiến cho ống đo có thêm chuyển động xoắn do
tác dụng quán tính của chất lỏng gây ra. Lúc này, nhờ hiệu ứng Coriolis các đoạn vào và ra của
ống đo sẽ dao động theo các chiều khác nhau tại cùng một thời điểm. Các cảm biến có độ nhạy
cao sẽ cảm nhận được sự thay đổi về không gian và thời gian trong dao động của ống đo. Sự thay
đổi này cịn được gọi là độ lệch pha qua đó trực tiếp xác định được khối lượng chất lỏng khi chảy
trong đường ống. Khi vận tốc của lưu chất càng cao hay lưu khối càng lớn, ống đo sẽ càng dao
động lệch pha nhiều hơn.
Tần số của sóng sin có thể được sử dụng để đo mật độ của chất lỏng trong ống. Mật độ chất lỏng
tỷ lệ nghịch với bình phương tần số. Chất lỏng có khối lượng riêng lớn hơn sẽ thể hiện tần số dao
động thấp hơn. Biết được tốc độ dòng chảy khối lượng và mật độ chất lỏng cho phép dễ dàng
tính được lưu lượng thể tích.
Lưu lượng kế Rosemount dựa trên định luật thứ hai của Newton: Lực = Khối lượng x gia tốc (F
= ma), khi một hạt khối lượng m chuyển động với tốc độ V trong một đường ống quay với vận
tốc góc  trên trục P, hạt bị ảnh hưởng bởi hai thành phần. Gia tốc và lực của nó:
Page | 6




Gia tốc pháp tuyến, nghĩa là gia tốc hướng tâm  r , có độ lớn bằng 2 r , hướng về trục
P



Vận tốc góc tiếp tuyến là  t , là gia tốc Coriolis, bằng 2V và phương vuông góc với


 r . Do chuyển động hợp chất, một lực Coriolis Fc 2Vm tác dụng lên phương  t
của hạt, và ống tác dụng lên hạt một lực ngược chiều  Fc  2Vm


Khi một chất lỏng có khối lượng riêng  chảy với vận tốc không đổi V trong một ống
quay, bất kỳ ống nào có chiều dài x sẽ chịu một lực Coriolis tiếp tuyến
Fc 2V  Ax (A là diện tích mặt cắt ngang của đường ống)





Vì có mối quan hệ: mq VA
Vậy Fc 2 qmx
Do đó, lưu lượng khối có thể được đo bằng cách đo trực tiếp hoặc gián tiếp lực Coriolis
của chất lỏng chảy trong ống quay

Hoạt động của cảm biến lưu lượng Coriolis

Page | 7







2.2. Cảm biến lưu lượng Coriolis có đặc tính sau
Đo trực tiếp lưu tốc khối lượng, loại bỏ ảnh hưởng của nhiệt độ, áp suất, hình dạng dịng
chảy đến phép đo

Độ chính xác cao
Cảm biến đo cho phép mơ phỏng quá trình đo lưu lượng và tỷ trọng bởi vì tần số dao
động cơ bản của ống phụ thuộc vào tỷ trọng chất lỏng chảy qua ống
Không đo được lưu lượng chất lỏng dạng đặc biệt (ví dụ như chất lỏng với chất khí hay
hạt rắn; chất khí với chất lỏng có bọt…) bởi vì các hạt/vật chất đặc biệt này làm giảm sự
dao động của ống dẫn, gây ra sai số phép đo.

2.3. Một số loại đồng hồ lưu lượng dạng Coriolis
2.3.1 Đồng hồ đo lưu lượng Coriolis hãng Endress Hauser
Xuất xứ: Đức/ Germany
Ưu điểm


Thiết bị đo đa năng với khả năng đo nhiều loại môi chất khác nhau như lỏng, khí và hơi



Thiết bị có khả năng đo trực tiếp khối lượng, nhiệt độ, tỉ trọng



Thiết bị có độ chính xác cao nhất hiện nay : ±0.05%



Nguyên lý đo khơng phụ thuộc vào đặc tính của mơi chất như tỉ trọng, độ nhớt



Lắp đặt dễ dàng do không yêu cầu khoảng cách trước và sau đồng hồ đo lưu lượng


Page | 8


Đồng hồ đo lưu lượng Coriolis hãng Endress Hauser
2.3.2. Đồng hồ đo lưu lượng Coriolis hãng Krohne
Xuất xứ: Đức/Gemany
Ưu điểm:


Có thể đo được khối lượng, lưu lượng thể tích, mật độ và nồng độ chất lỏng và khí



Có thể truy cập khơng dây thơng qua bluetooth



Độ chính xác lên đến 0.05%

Ứng dụng


Đo lưu lượng sơn



Đo lưu lượng phụ gia trong sản xuất thạch cao




Đo lưu lượng và tỷ trọng của bùn vơi trong q trình làm sạch khí thải



Đo lưu lượng thể tích và nồng độ cồn trong nhà máy sản xuất bia, rượu



Đo lưu lượng và khối lượng khí Hydro, Khí Metan, Khí carbon dioxide, khí Amoniac,
Khí LNG



Đo lưu lượng Nito lỏng

Đồng hồ đo lưu lượng Coriolis hãng Krohne
3. LƯU LƯỢNG KẾ DẠNG ĐIỆN TỪ

Page | 9


3.1. Nguyên lý hoạt động của lưu lượng kế dạng điện từ
Lưu lượng kế dạng điện từ hoạt động dựa trên trên nguyên lý cảm ứng điện từ áp dụng từ định
luật của Michael Faraday. Bên trong phần cảm biến có 2 đầu nam châm và 2 đầu điện cực đặt đối
xứng nhau, khi cấp nguồn cho bộ hiển thị, 1 phần điện năng sẽ truyền tới 2 cực nam châm để tạo
ra từ trường. Những hạt điện tích âm và điện tích dương trong chất lỏng sẽ bị hút tách biệt về 2
đầu điện cực đồng thời đâm xuyên qua bức tường của nam châm. Chính sự tách biệt của những
hạt điện tích âm, dương này sẽ sinh ra 1 hiệu điện thế giữa 2 đầu điện cực. Do đó yêu cần bắt
buộc là chất lỏng đó phải có độ dẫn điện. Điện cực tạo ra sẽ tỷ lệ thuận với vận tốc của lưu chất.


E k * B * V * D
Trong đó:






E: Điện áp sinh ra bởi các hạt tích điện
V: Tốc độ dịng chảy
B: Cường độ từ trường
D: Khoảng cách 2 đầu điện cực (Đường kính trong của ống)
k: Hằng số cố định

Mạch hiển thị sẽ nhận tín hiệu điện áp E, sau đó chuyển đổi chúng thành giá trị lưu lượng tương
ứng. Đồng thời nó cũng sẽ tính tốn và cho ta biết tổng lưu lượng đã chảy qua là bao nhiêu.
Bởi vì cảm ứng từ B và khoảng cách d là hằng số, điện áp sinh ra tỷ lệ thuận với vận tốc dòng
chảy trong ống. Lưu lượng là kết quả của vận tốc chảy và mặt cắt ngang ống.
Q=vxs
Từ thông số tốc độ dịng chảy với tỷ lệ kích thước có thể tính chính xác lưu lượng chất lỏng chảy
qua đồng hồ đo. Vì vậy để đồng hồ đo lưu lượng nước điện từ đạt kết quả đo chính xác nhất
thì: V (Tốc độ dòng chảy) phải ổn định và nằm trong khoảng đo hiệu quả và S (Tiết diện nước
Page | 10


chảy qua thiết bị đo) ln ln có chất lỏng đầy ngập trong đường ống và khơng chứa nhiều bọt
khí.
Ngồi ra 1 thành phần quan trọng nữa của bộ đo EMF là lớp lót (Liner): Phần trực tiếp tiếp xúc
với chất lỏng cần đo đồng thời cũng bảo vệ các điện cực bên trong; thân đồng hồ có thể chế tạo

là vật dẫn điện nhưng lớp lót của nó phải là lớp cách điện để ngăn không cho điện áp bị tiêu tán
vào đường ống của thiết bị lưu lượng điện tử. Do đó chọn đúng lớp lót là rất quan trọng.
Lưu lượng kế điện từ đo vận tốc của lưu chất có độ chính xác khá cao, nó tiếp cận được với các
loại thiết bị đo vị trí khác. Đây là dạng thiết bị đo lưu lượng bằng cảm ứng điện từ được sử dụng
để đo lưu lượng ở một thời gian tương đối dài. Độ chính xác của nó giao động trong khoảng từ
0.3% – 0.5% của giá trị đo. Một số loại đồng hồ nhà sản xuất cịn đưa ra thơng số độ chính xác
giao động khoảng 0.1%. Tuy nhiên, Trong quá trình sử dụng, xảy ra hiện tượng xung nhiễu hoặc
điện cực bị xuống cấp do bị ăn mịn và đó là ngun nhân khiến cho giá trị đọc sẽ khơng chính
xác. Vì thế, khi chọn bộ đo EMF cần chọn đúng chất liệu điện cực, mạch xử lý phải có khả năng
lọc nhiễu tốt và hoạt động ổn định trong mọi môi trường.
3.2. Ưu và nhược điểm của lưu lượng kế điện từ

Ưu điểm
 Cho độ chính xác cao, sai số khoảng 1%
 Đo được các chất lỏng có lẫn tạp chất mà khơng bị kẹt
 Đo được các mơi chất có tính ăn mịn
Nhược điểm
 Giá thành cao xuất phát từ chi phí calib cho từng ứng dụng, và chi phí cho vật liệu
 Sử dụng các mơi chất có tính dẫn điện
Tuy nhiên, hiện nay các lưu lượng kế kiểu từ trường có giá thành càng giảm và được ứng
dụng rất nhiều. Các nhà sản xuất đang phát triển nhiều công nghệ mới về vật liệu và thiết
kế giúp sai số đo giảm và giá thành cũng giảm theo
3.3. Ứng dụng của lưu lượng kế điện từ
Lưu lượng kế kiểu điện từ thường ứng dụng để đo các môi chất là nước thải, hóa chất, nhất là các
loại chất lỏng chứa các hạt rắn như: Bùn, bột giấy, chất lỏng nóng, chất lỏng có độ nhớt cao, chất
lỏng lạnh.
Với nhiều ưu điểm nổi bật, các loại đồng hồ lưu lượng kế dạng điện từ cho phép xuất được các
tín hiệu để lấy thơng tin hay truyền thông hoặc điều khiển các thiết bị ngoại vị. Do đó dạng lưu
lượng kế này được dùng phổ biến trong các nhà máy, hệ thống tự động hóa, hệ thống đo lường,
chiết rót vật liệu.

3.4. Một số loại lưu lượng kế dạng điện từ
3.3.1 Lưu lượng kế điện từ Woteck Đài Loan
Thông số kỹ thuật:
Page | 11




Chất liệu đồng hồ: Thân gang



Lớp lót: PTFE



Tiếp điểm: SUS 316



Điện áp: 220vAC



Tín hiệu analog: 4 – 20mA



Nhiệt độ hoạt động: -10 đến 150 độ C




Áp suất làm việc: 16kg/cm2



Thương hiệu: Woteck



Xuất xứ: Đài Loan

Lưu lượng kế điện từ Woteck Đài Loan
Đây là thiết bị đo lưu lượng chất lỏng thông dụng với chất lượng tốt và giá thành rẻ. Với chất
liệu lớp lót PTFE đồng hồ dùng được cho các mơi chất nước thải cũng như hóa chất ăn mịn.
Axit, bazơ nhẹ vẫn sử dụng tốt vì tiếp điểm điện cực senser cũng là inox 316.
3.3.2. Lưu lượng kế điện từ HanSung Hàn Quốc
Thông số kỹ thuật:


Model: HS1000



Chất liệu thân: Thân hợp kim nhơm



Chất liệu bích: Bích thép Carbon


Page | 12




Tiếp điểm: SUS316L



Lớp lót: FEP



Kết nối: Mặt bích



Tiêu chuẩn: PN16



Truyền thơng: RS485



Tín hiệu In: 4 – 20mA



Tín hiệu Out: 4 – 20mA




Độ dẫn điện tối thiểu của lưu chất: ＞5μs/cms/cm



Sai số: 0.2 – 0.5%



Nguồn điện: 220V / 24V



Áp lực: 16bar



Nhiệt độ: -10 đến 90 độ C



Xuất xứ: Korea

Lưu lượng kế điện từ HanSung Hàn Quốc

Page | 13



Ưu điểm của chúng chính là hàng chính hãng và chất lượng. Thông thường các dạng đông hô
nước điện tử khác có lớp lót EPDM hoặc PTFE. Tuy nhiên đồng hồ nước HanSung có lớp lót
FEP chất lượng hơn. Để so sách thì lớp lót FEP tốt hơn cả chất liệu PTFE về độ chống ăn mịn
hóa học cũng như mài mịn trong mơi chất rắn. Mặt khác tiếp điểm điện cực senser được làm từ
chất liệu inox 316L cũng tốt hơn inox 316 trên các sản phẩm khác.

4. CẢM BIẾN LƯU LƯỢNG DỰA TRÊN CHÊNH LỆCH ÁP SUẤT

Cảm biến đo lưu lượng dựa trên chênh lệch áp suất

4.1. Nguyên lý đo lưu lượng chênh áp
Một cách để đo lưu lượng là cho phần tử chính tạo ra một chỗ thắt trong đường ống. Lỗ orifice
tạo ra nút thắt trên dòng chảy. Khi chất lỏng chảy qua lỗ này, theo định luật bảo toàn khối lượng,
vận tốc của chất lỏng ra khỏi lỗ tròn lớn hơn vận tốc của chất lỏng đến lỗ đó. Theo nguyên lý
Bernoulli, điều này có nghĩ là áp suất ở phía mặt vào cao hơn áp suất mặt ra. Tiến hành đo sự
chênh lệch áp suất này cho phép xác định trực tiếp vận tốc dịng chảy. Dựa vào vận tốc dịng
chảy sẽ tính được lưu lượng thể tích dịng chảy. Cảm biến đo chênh lệch áp suất loại thường có 2
ngõ vào : Low (đầu vào áp suất thấp) và Hight (đầu vào áp suất cao). Kết hợp với màn hình hiển
thị LCD khả năng tùy chỉnh cao.

Page | 14


Cấu tạo cảm đồng hồ đo lưu lượng dựa trên chênh lệch áp suất dùng tấm Orifice
Các phép đo này được gửi đến vỏ thiết bị điện tử, nơi xử lý tín hiệu được thực hiện.
4.2. Phương trình Bernoulli
Khi chất lỏng đến gần Orifice, áp suất tăng nhẹ và sau đó giảm đột ngột khi đi qua lỗ. Nó tiếp tục
giảm cho đến khi đạt được điểm áp suất thấp nhất (vena-contracta) và sau đó tăng dần cho đến
khi ở khoảng 5 đến 8 đường kính ở hạ lưu, một điểm áp suất tối đa đạt được sẽ thấp hơn áp lực
trước khi vào Orifice


Sự thay đổi áp suất qua lỗ Oriffice
Sự giảm áp suất khi lưu chất đi qua lỗ là kết quả sự giảm vận tốc của lưu chất khi đi qua vùng lỗ
giảm của tấm Orifice. Khi vận tốc giảm vì lưu chất gặp tấm orifice, sau khi chảy qua tấm orifice
áp suất có xu hướng tăng trở về mức ban đầu. Tất cả các tổn thất áp suất do ma sát và rối loạn
dịng chảy khơng được phục hồi. Áp suất rơi khi đi qua Orifice. Tăng khi tốc độ dòng chảy tăng.
Page | 15


Khi khơng có dịng chảy thì khơng có chênh áp. Bằng cách sử dụng phương trình Bernoulli, nói
rằng áp suất giảm qua chỗ thắt tỷ lệ với bình phương của tốc độ dịng chảy, Delta-P sau đó được
chuyển đổi thành đơn vị lưu lượng.
P1+ ½ ρvv12+ ρvgh1= P2+ ½ ρvv22+ ρvgh2
Trong đó:





P: là áp suất của chất lỏng đứng yên hay cịn gọi là áp suất tĩnh (Pa)
½ ρvv 2: là áp suất động của chất lỏng (Pa);

 : là khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3)
v: là vận tốc của chất lỏng (m/s)

Phương trình Bernoulli qua lỗ Orifice
Cơng thức tính lưu lượng thể tích:

Q


A2
A 
1  2 
 A1 

2

2( P1  P2 )


Trong đó:




A1 và P1 là tiết diện mặt cắt ngang và áp suất tại điểm vào nút thắt
A2 và P2 là tiết diện mặt cắt ngang và áp suất tại điểm ra khỏi nút thắt
 là khối lượng riêng của môi chất

Tuy nhiên công thức trên vẫn chưa chuẩn xác do ảnh hưởng của hệ số ma sát môi chất với ống
và tiết diện A1 và A2 là chưa chuẩn xác, từ đó điều chỉnh bằng hệ số CD, công thức trở thành:

Page | 16


Q

CD A2 '
 A '
1  2 

 A1 ' 

2

2( P1  P2 )


với A1’ và A2’ là tiết diện của ống chính xác và CD là hệ số tính đến ma sát
Lưu ý:





Phương pháp này cho độ chính xác không cao do chênh lệch áp suất thường không q
lớn và chỉ phù hợp với mơi chất có lưu lượng dòng chảy từ 30% đến 100% lưu lượng tối
đa mà thiết bị dùng phương pháp này đo được.
Hạn chế của phương pháp chính là gây nên sụt áp cho môi chất (do nút thắt gây nên trở
lực) nên cần phải bù áp đoạn sau từ bơm
Một hạn chế nữa là nút thắt dễ bị kẹt các dị vật có trong môi chất như bùn, đất
4.3. Điều kiện sử dụng







Trong phần đo, chất lỏng phải lấp đầy ống tròn và chảy liên tục qua thiết bị tiết lưu.
Chất lỏng phải là chất lỏng một pha đồng nhất về mặt vật lý và nhiệt động lực học.

Chất lỏng được đo bằng thiết bị tiết lưu phải là dòng chảy ổn định, hoặc có thể được coi
là chất lỏng ổn định và thay đổi chậm, và khơng thích hợp cho phép đo lưu lượng dao
động và lưu lượng tới hạn.
Hạn chế sử dụng trong các hệ thống đường ống có tốc độ dịng chảy thấp, vì chúng
thường khơng tạo ra được sự chênh lệch áp suất đủ lớn, và duy trì ổn định để thiết bị có
thể tiến hành đo lưu lượng.

4.4. Ứng dụng cảm biến áp suất chênh áp
 Xử lý hóa chất: Đồng hồ đo lưu lượng chênh lệch áp suất, được sử dụng trong ngành xử
lý hóa chất để đo lưu lượng, của các chất lỏng khác nhau phục vụ trong các công đoạn
sản xuất, chẳng hạn như axit, bazơ và dung môi. Việc cung cấp khả năng đo lưu lượng
một các chính xác của những hệ thống này, có ý nghĩa vơ cùng to lớn, nó ảnh hưởng đến
tỷ lệ pha trộn giữa các thành phần với nhau.


Ngành dầu khí: Thiết bị được sử dụng khá phổ biến trong ngành dầu khí, cùng với các
loại lưu lượng kế khác, để đo lưu lượng dầu thơ, khí tự nhiên, dầu thành phẩm,… Những
đồng hồ này rất quan trọng để đo lường chính xác tỷ lệ sản xuất, được sử dụng để đánh
giá hiệu suất làm việc toàn bộ hệ thống, cũng như hỗ trợ kiểm soát và điều chỉnh, quá
trình cung cấp nguyên liệu đầu vào (những loại nguyên liệu ở trạng thái lỏng và khí).



Xử lý nước: Thiết bị được sử dụng trong các nhà máy xử lý nước, để đo lưu lượng nước
và các chất lỏng khác. Chúng giúp đảm bảo rằng các quy trình xử lý, đang hoạt động hiệu
quả và đúng lượng hóa chất, cũng như các chất phụ gia khác đang được thêm vào nước.

4.5. Một số loại cảm biến đo lưu lượng chênh áp Orifice
4.5.1. Thiết Bị Đo Lưu Lượng Chênh Áp Tích Hợp Đĩa Orifice - Rosemount ™ 2051CFC


Page | 17


Rosemount ™ 2051CFC
Thông số kỹ thuật:






Phạm vi đo: Áp chênh lệch tới 1000 inH2O (2.48 bar)
Kích thước đường ống: 0.5 đến 12 in (15 đến 300mm)
Đầu ra: Áp suất chênh lệch, các biến tỉ lệ
Giao thức truyển thông: 4-20 mA HART®, Wireless HART®, FOUNDATION ™
Fieldbus, PROFIBUS®, HART® cơng suất thấp 1-5 V
Vật liệu chế tạo: SST 316

4.5.2. Thiết Bị Đo Lưu Lượng Chênh Áp - Rosemount ™ 3051SFC

Page | 18


Rosemount ™ 3051SFC
Thông số kỹ thuật:








Phạm vi đo: Tối đa 1000 inH2O (2.48 bar) với áp suất chênh lệch, áp suất tuyệt đối tối đa
3626 psia (250,00 bar), áp suất gauge lên tới 3626 psig (250,00 bar)
Kích thước đường ống: 0.5 đến 12 in (15 đến 300mm)
Vật liệu chế tạo: SST 316
Vật liệu cảm biến: SST 316 , Hợp kim C-276
Đầu ra: Áp suất chênh lệch, áp suất tĩnh, nhiệt độ quá trình, biến tỷ lệ, lưu lượng khối,
lưu lượng thể tích, lưu lượng năng lượng
Giao thức truyển thơng: 4-20 mA HART®, Wireless HART®, FOUNDATION ™
Fieldbus

5. CẢM BIẾN LƯU LƯỢNG VỊNG XỐY

Page | 19