Đồng hồ đo lưu lượng xoáy là gì | What is Vortex flow meter

Đồng hồ đo lưu lượng xoáy là gì? Hay một cái tên khác khá phổ biến là đồng hồ lưu lượng dạng Vortex. Là một thiết bị thông minh được chế tạo từ một nhà phát minh thiên tài, đồng hồ lưu lượng xoáy ngày càng được cải thiện và ứng dụng ngày càng phổ biến hơn.

1 Đồng hồ đo lưu lượng xoáy là gì

Đồng hồ đo lưu lượng xoáy là gì? Với tên gọi tiếng anh là Vortex flow meter, đây là thiết bị đo lưu lượng phù hợp nhất cho các phép đo lưu lượng khi việc đưa các bộ phận chuyển động vào gây ra các sự cố không đáng có.  Độ nhạy với sự thay đổi của các điều kiện quy trình thấp và không có bộ phận chuyển động có độ mòn tương đối thấp so với các loại đồng hồ đo lưu lượng khác .

Đồng hồ đo lưu lượng dạng Vortex mang lại khá nhiều lợi ích trong các ứng dụng đo lưu lượng, bao gồm cài đặt đơn giản và phạm vi quay vòng rộng. Được sản xuất và thiết kế với một thanh chắn dọc và có bộ phận cảm biến nhiệt RTD bên trong kết hợp cùng cảm biến áp suất bên ngoài, hai bộ phận này bù đắp cho những thay đổi về áp suất và nhiệt độ để thiết bị luôn cho ra kết quả chính xác nhất.

Tìm hiểu thêm đồng hồ lưu lượng là gì?

2 Lịch sử – Người phát minh ra đồng hồ lưu lượng xoáy

Lấy ý tưởng từ sự tác động của những dòng chuyển động xoáy không có quy luật. Và dưới tên Theodore von Karman, nhà vật lý người Mỹ gốc Hungary, người đầu tiên mô tả hiệu ứng khi một vật thể chắn (còn gọi là vật thể vô tội vạ) đặt trong đường đi của một dòng chảy nhanh, khiến chất lỏng luân phiên tạo ra dòng xoáy vừa và nhỏ (tuỳ theo kích thước vật cẳn và tốc dộ dòng chảy).

Ở hai phía hạ lưu của nó, và khi đi qua vật cản sẽ bị tách ra và tự cuộn lại, tạo thành các xoáy (còn gọi là xoáy nước hoặc xoáy nước). Lưu ý rằng khoảng cách giữa các xoáy là không đổi và chỉ phụ thuộc vào kích thước của vật cản hình thành nên nó.

Dựa trên lý thuyết đó, dưới sự tác động của dòng chảy xoáy, đồng hồ lưu lượng xoáy đã được phát minh ra, chủ yếu dùng cho các hệ thống có dòng chảy mạnh. Nếu bạn vẫn còn đang thắc mắc, chưa hiểu rõ về mẫu thiết bị này thì hãy cùng chúng tôi tìm hiểu nguyên lý hoạt động của đồng hồ đo lưu lượng xoáy là gì ở phần dưới đây.

3 Cấu tạo – Được chia thành 2 bộ phận chính

Và cũng như tìm hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của đồng hồ đo lưu lượng xoáy là gì, hãy biết trước về cấu tạo của chúng. Xét theo tính tổng quát, một đồng hồ lưu lượng dạng Vortex bao gồm:

♦ Converter : Bộ phận chuyển đổi tín hiệu, hiển thị lưu lượng dưới dạng kỹ thuật số.

♦ Lock Nut : Đai ốc giúp liên kết phần Converter và phần Support Rod của đồng hồ.

♦ Support Rod : trục đỡ, phần liên kết giữa thân đồng hồ và phần đầu – bộ phận chuyển đổi dữ liệu.

♦ Fastening Bolts : Trốt Bulong, cố định trục đỡ và thân đồng hồ.

♦ Flange : mặt bích, kết nối với đường ống, tuỳ thuộc theo từng nhà sản xuất có thể chuyển sang kết nối bằng hàn.

♦ Sensor Fastening : Chốt cảm biến

♦ High Temperature Gasket : Gioăng chịu nhiệt độ cao, tránh tình trạng rò rỉ lưu chất, thất thoát.

♦ Sensor : Bộ phận cảm biến lưu lượng.

♦ Vortex Generator : Thanh chắn tạo các dòng lưu lượng xoáy.

♦ Body : Phần thân đồng hồ, thường được chế tạo bằng inox chất lượng cao, một số loại làm từ gang, thép chịu áp lực cao.

♦ Gasket : Gioăng hoặc phần kết nối hàn của thân đồng hồ với mặt bích kết nối.

♦ Fastening Bolts Structure : Phần kết nối bu lông liên kết giữa hai mặt bích, cố định thân đồng hồ ( có thể không có ).

Hoặc ngoài ra, quý vị có thể hiểu biết đơn giản về cấu tạo của chúng gồm 2 bộ phận chính:

♦ Một cảm biến lưu lượng có thể hoạt động để cảm nhận sự thay đổi áp suất do dòng chảy xoáy của chất lỏng trong một đoạn và để chuyển đổi các biến thể áp suất thành tín hiệu cảm biến lưu lượng, dưới dạng tín hiệu điện

♦ Một bộ xử lý tín hiệu có thể hoạt động để nhận tín hiệu cảm biến lưu lượng và để tạo ra tín hiệu đầu ra tương ứng với sự thay đổi áp suất do dòng chảy xoáy của chất lỏng trong dòng chảy.

4 Nguyên lý hoạt động của đồng hồ lưu lượng xoáy là gì

Như đã tìm hiểu sơ qua ở trên về nguyên lý hoạt động của đồng hồ. Tuy nhiên, nếu các bạn chưa hiểu kỹ thì hãy cùng tôi tìm hiểu sâu hơn về cách thức hoạt động của đồng hồ đo lưu lượng xoáy là gì?

Đồng hồ đo lưu lượng xoáy hoạt động theo nguyên tắc xoáy, trong đó xoáy dao động xảy ra khi một chất lỏng chẳng hạn như dòng nước đi qua một cơ thể chắn – thanh chắn. Một chất lỏng chảy với một vận tốc nhất định và đi qua một vật cản cố định sẽ tạo ra các xoáy.

Máy đo sử dụng một nguyên tắc được gọi là hiệu ứng von Kármán để đo chất lỏng, khí và hơi. Khi lưu chất (một chất lỏng, khí hoặc hơi) đi qua chướng ngại vật, lưu chất phân tách và tạo thành sự chênh lệch áp suất xen kẽ được gọi là xoáy.

Máy đo độ xoáy đo bằng cách đặt một vật cản ( thường sử dụng thanh chống nhỏ ) trong đường dẫn dòng chảy, tạo ra các dòng xoáy có áp suất chênh lệch luân phiên. Các xoáy này làm cho một thiết bị cảm biến nhỏ dao động với tần số tỷ lệ thuận với vận tốc của chất lỏng chuyển động. Sau đó, phần tử cảm biến sẽ chuyển đổi tốc độ dao động thành tín hiệu điện, tín hiệu này được chuyển đổi thành số hiển thị lên màn hình.

Tần suất mà các xoáy nước được tạo ra phụ thuộc vào kích thước và hình dạng, kích thước vật cản, tốc độ dòng chảy và không gian chúng lưu thông.

Xem thêm: Đồng hồ đo lưu lượng nước lạnh

5 Kiểu dáng thiết kế và vật liệu chế tạo 

Khi tìm hiểu về đồng hồ đo lưu lượng xoáy là gì, một điều không thể bỏ qua là kiểu dáng, vật liệu chế tạo chúng. Đồng hồ lưu lượng dạng Vortex thường được làm bằng inox 316 hoặc Hastelloy và bao gồm vật cản, cụm cảm biến xoáy và thiết bị điện tử máy phát, hầu như là toàn bộ thiết bị.

Với nhiều kích thước khác nhau và đa dạng kiểu dáng lẫn kết nối, đồng hồ xoáy này mang đến sự phong phú cho người tiêu dùng. Bạn có thể lựa chọn sản phẩm sao cho phù hợp với hệ thống và lưu chất đang được lưu thông.

Inox 316: là một hợp kim phổ biến sở hữu molypden. Không giống như thép 304, dạng thép không gỉ phổ biến nhất, nó có khả năng chống ăn mòn cao từ clorua và các axit khác, chứa khoảng 18% đến 20% crom và 8% đến 10,5% niken.

♣ Chống ăn mòn và clo vượt trội

♣ Chống cháy và chịu nhiệt.

♣ Dễ dàng vệ sinh.

♣ Khả năng chống va đập và sức mạnh.

Hastelloy: là một kim loại niken được hợp kim hóa để tăng khả năng chống ăn mòn, được thực hiện thông qua việc bổ sung molypden và crom.

♣ Chống lại sự tấn công đồng đều cao

♣ Khả năng chống ăn mòn cục bộ vượt trội

♣ Chống nứt do ăn mòn do ứng suất tuyệt vời

♣ Dễ hàn và chế tạo

Đặc biệt đối với thanh chắn để tạo ra các lưu lượng xoáy thì phải nói rằng rất đa dạng, từ hình vuông, hình chữ nhật, hình chữ t cho tới hình thang và kích thước tuỳ thuộc theo nhu cầu của người sử dụng. Tuy nhiên để quy hoạch hoá về mặt tiêu chuẩn đo lường, thanh chắn phải có chiều rộng bằng một phần nhỏ đủ lớn của đường kính ống dẫn lưu chất. Chúng phải có gờ nhô ra trên mặt đầu hướng dòng chảy để cố định các đường phân cách dòng chảy. Thứ ba, chiều dài phần thân thanh chắn theo hướng của dòng chảy phải là bội số nhất định của chiều rộng phần thân của nó.

6 Ưu điểm của đồng hồ đo lưu lượng xoáy là gì

Để có thể được sử dụng rộng khắp toàn cầu như hiện nay, thiết bị đo lưu lượng dạng Vortex này đã chiếm một phần không nhỏ trong lòng sử dụng của khách hàng. Mang lại nhiều lợi ích khác nhau trong việc đo lường từ sản phẩm nói riêng, thiết bị ngày càng phổ biến hơn nhất là trong các hệ thống có dòng chảy lưu chất nhanh và siết. Cuối cùng, kông để các bạn đợi lâu chúng ta cùng đi tìm hiểu ưu điểm của đồng hồ đo lưu lượng xoáy là gì?

• Thứ nhất, chúng rất thích hợp phổ biến để đo chất lỏng, khí và hơi nước (ứng dụng cho mọi lưu chất khác nhau).

• Hầu như không bị ảnh hưởng bởi những thay đổi về áp suất, mật độ, nhiệt độ và độ nhớt (quá trình làm việc trơn tru và hiệu quả).

• Tính ổn định về lâu dài cao.

• Tốc độ quay vòng lớn, thường là 10: 1 đến 30: 1 đối với khí / hơi hoặc lên đến 40: 1 đối với chất lỏng.

• Phạm vi nhiệt độ rộng: –200 đến +400 ° C (+450°C theo yêu cầu)

7 Ứng dụng cho mọi lưu chất – muôn vạn trạng

Đồng hồ lưu lượng dạng Vortex là một đồng hồ đo lưu lượng phổ rộng có thể được sử dụng để đo lường, đo lường và kiểm soát hầu hết các dòng hơi, khí và chất lỏng để có tính linh hoạt trung bình rất độc đáo, độ ổn định cao và độ tin cậy cao mà không có bộ phận chuyển động, cấu trúc đơn giản và ít hỏng hóc tỷ lệ.

♠ Lưu lượng kế dạng xoáy có giá thành tương đối ổn vì cấu tạo đo lưu lượng khá đơn giản và dễ bảo trì. Chúng hầu hết được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp nặng, cơ sở điện và các ngành công nghiệp năng lượng, đặc biệt là trong các quy trình hơi nước. Hãy cùng chúng tôi đi tìm hiểu kỹ hơn về các ứng dụng cụ thể của đồng hồ đo lưu lượng xoáy là gì.

♠ Thường được ứng dụng trong ngành công nghiệp hóa chất và hóa dầu.

♠ Dùng rong hệ thống phát điện và cung cấp nhiệt liên quan đến các chất lỏng khác nhau.

♠ Hay quý vị có thể thấy trong các hệ thống hơi bão hòa, hơi quá nhiệt, khí nén, nitơ, khí hóa lỏng, khí thải, carbon dioxide, nước khử khoáng hoàn toàn, dung môi, dầu truyền nhiệt, nước cấp lò hơi, nước ngưng tụ,…

♠ Được sử dụng để đo lưu lượng và đo chất lỏng trong một vật chứa nhất định như đường ống, bể chứa, buồng sử dụng trong ngành và các nguồn tự nhiên có sẵn với một cơ chế và tính năng kỹ thuật riêng biệt.

♠ Trong các lĩnh vực thương mại như thực phẩm và đồ uống, công nghiệp hóa dầu, nghiên cứu nước, hoạt động cứu hộ cứu hỏa, công nghiệp hóa chất, công nghiệp dược phẩm, công nghiệp dầu, công nghiệp nhiên liệu, công nghiệp tàu ngầm, công nghiệp sơn, dầu mỡ và lớp phủ,…

8 Lựa chọn đồng hồ lưu lượng Vortex sao cho phù hợp 

Những yếu tố cần thiết để lựa chọn một đồng hồ đo lưu lượng xoáy là gì? Để đảm bảo an toàn cho cả quá trình đo đạc cũng như để thiết bị luôn cho ra kết quả chính xác nhất thì quý vị nên lưu ý những điều sau khi lựa chọn đồng hồ.

♠ Dải lưu lượng làm việc tối thiểu và tối đa

♠ Áp suất quá trình tối thiểu và tối đa

♠ Nhiệt độ tối thiểu và tối đa của quá trình

♠ Kích thước ống

♠ Mức độ chính xác yêu cầu (toàn thang đo)

♠ Độ sụt áp tối đa cho phép qua đồng hồ đo độ xoáy

♠ Có cần bù áp suất và nhiệt độ không

♠ Chất lỏng có tương thích với thép không gỉ không, lựa chọn vật liệu nào cho phù hợp.