Đồng hồ lưu lượng dịch chuyển tích cực là gì | What is Positive displacement flow meter

Đồng hồ đo lưu lượng dịch chuyển tích cực là gì? Với thiết kế độc đáo gồm hai bánh răng ăn khớp được gia công chính xác quay trong buồng đo để xác định tốc độ dòng chất lỏng thể tích bằng cách đếm số vòng quay của bánh răng.

1 Đồng hồ lưu lượng dịch chuyển tích cực là gì

Đồng hồ lưu lượng dịch chuyển tích cực là gì? Với nhiều tên gọi khác nhau như đồng hồ đo lưu lượng dịch chuyển dương, tên tiếng anh Positive displacement flow meter còn được gọi tắt là Positive Displacement meter hoặc đồng hồ lưu lượng PD – PD Meter.

Đây là một loại đồng hồ đo lưu lượng yêu cầu chất lỏng để dịch chuyển cơ học các thành phần trong đồng hồ để đo lưu lượng. Chúng đo tốc độ dòng thể tích của chất lỏng hoặc khí chuyển động bằng cách chia môi trường thành các thể tích cố định. Với việc bù áp suất và nhiệt độ thích hợp, tốc độ dòng khối có thể được xác định chính xác. Vận tốc quay của bánh răng tỷ lệ thuận với tốc độ dòng chảy, vì dòng chảy của chất lỏng sẽ tác động bánh rằng, chuyển động quay và hiển thị số liệu.

Các thiết bị này bao gồm (các) khoang cản trở dòng môi chất và một cơ cấu quay hoặc chuyển động qua lại cho phép truyền lượng thể tích cố định. Tốc độ quay vòng hoặc chuyển động qua lại xác định tốc độ dòng chảy. Có hai loại cơ bản của đồng hồ đo lưu lượng dịch chuyển dương.

Đối với cả hai loại đồng hồ đo lưu lượng dịch chuyển tích cực, thông số kỹ thuật hiệu suất bao gồm tốc độ dòng chảy tối thiểu và tối đa có thể đo được, áp suất hoạt động, phạm vi nhiệt độ, độ nhớt vật liệu tối đa cho phép, kích thước kết nối và độ chính xác phần trăm (thường là tỷ lệ phần trăm của số đọc thực tế, không phải tỷ lệ đầy đủ).

Đồng hồ đo lưu lượng độ dịch chuyển tích cực là công nghệ đo lưu lượng duy nhất để đo trực tiếp thể tích chất lỏng đi qua đồng hồ đo lưu lượng. Nó đạt được điều này bằng cách giữ các túi chất lỏng giữa các bộ phận quay được đặt trong một buồng có độ chính xác cao.

Tìm hiểu thêm đồng hồ lưu lượng là gì?

2 Độ chính xác của thiết bị đo lưu lượng PD

Là một mẫu thiết bị được cho là có độ chính xác cao nhất trong các loại đo lưu lượng. Vậy khi tìm hiểu về đồng hồ lưu lượng dịch chuyển tích cực là gì chúng ta không thể bỏ qua độ chính xác của chúng.

Một trong những lợi ích chính của việc sử dụng đồng hồ đo lưu lượng PD là mức độ chính xác cao mà chúng cung cấp, độ chính xác cao của các bộ phận bên trong có nghĩa là khoảng cách giữa các mặt niêm phong được giữ ở mức tối thiểu. Các khe hở này càng nhỏ, liên quan đến độ chính xác sẽ cao như thế nào. Chỉ chất lỏng có thể vượt qua con dấu này mới không được tính.

Khả năng của đồng hồ đo lưu lượng để xử lý một loạt độ nhớt lớn và không có gì lạ khi trải nghiệm mức độ chính xác cao hơn trong khi xử lý chất lỏng có độ nhớt cao, đơn giản là do giảm lượng đi qua. Khi xem xét và so sánh độ chính xác của đồng hồ đo lưu lượng, điều quan trọng cần lưu ý là cả ‘độ tuyến tính’ tức là khả năng đo lưu lượng dịch chuyển tích cực của đồng hồ đo lưu lượng đo chính xác trên tỷ lệ quay vòng hoàn chỉnh và ‘độ lặp lại’, khả năng duy trì độ chính xác qua một số đến chu kỳ . Đây là một lĩnh vực khác mà đồng hồ đo lưu lượng dịch chuyển dương vượt trội, độ lặp lại 0,02% và tuyến tính 0,5% là tiêu chuẩn.

3 Nguyên lý hoạt động – đơn giản nhất trong các loại đồng hồ

Cách thức hoạt động của đồng hồ lưu lượng dịch chuyển tích cực là gì?

Công nghệ lưu lượng kế dịch chuyển tích cực là công nghệ đo lưu lượng duy nhất đo trực tiếp thể tích của chất lỏng đi qua lưu lượng kế. Lưu lượng kế dịch chuyển tích cực đạt được điều này bằng cách quấn chất lỏng nhiều lần để đo lưu lượng của nó. Quá trình này có thể được coi là liên tục đổ đầy chất lỏng vào một xô trước khi đổ chất lỏng xuống phía dưới. Số lần xô được đổ đầy và làm trống là biểu thị của lưu lượng qua lưu lượng kế. Nhiều dạng hình học lưu lượng kế dịch chuyển dương có sẵn.

Việc lắp đặt thường được thực hiện bằng cách sử dụng các bộ phận quay tạo thành các vòng đệm chuyển động giữa nhau và / hoặc thân lưu lượng kế. Trong hầu hết các thiết kế, các bộ phận quay có dung sai chặt chẽ vì vậy những con dấu này có thể ngăn chất lỏng đi qua lưu lượng kế mà không được đo (độ trượt). Trong một số thiết kế lưu lượng kế dịch chuyển dương, các ổ trục được sử dụng để hỗ trợ các bộ phận quay. Sự quay có thể được cảm nhận bằng cơ học hoặc bằng cách phát hiện chuyển động của một bộ phận quay. Khi chất lỏng chảy nhiều hơn, các bộ phận quay sẽ quay nhanh hơn theo tỷ lệ thuận. Máy phát xử lý tín hiệu tạo ra bởi chuyển động quay để xác định lưu lượng của chất lỏng. Một số lưu lượng kế dịch chuyển dương có các thanh ghi cơ học hiển thị tổng lưu lượng trên màn hình cục bộ.

Lưu lượng kế dịch chuyển dương có thể được áp dụng cho các chất lỏng sạch, vệ sinh và ăn mòn, chẳng hạn như nước và thực phẩm, và một số chất khí. Thường được áp dụng tốt nhất khi yêu cầu độ chính xác cao với giá cả hợp lý. Đồng hồ đo PD chiếm 8% doanh số toàn cầu cho lưu lượng kế.

4 Phân loại – tuỳ thuộc theo nhà sản xuất thiết kế bánh răng

Khi tìm hiểu đồng hồ lưu lượng dịch chuyển tích cực là gì chúng ta không thể bỏ qua các chủng loại của chúng. Được phân thành 5 loại chính, theo kiểu dáng bánh răng, ví dụ như máy đo bánh răng hình bầu dục, máy đo đĩa đai ốc, máy đo bánh răng phụ, máy đo lưu lượng diện tích thay đổi, máy đo trục vít, máy đo piston dao động, máy đo bánh răng xoắn, máy đo cánh quay. Tất cả các máy đo đều sử dụng sự gia công rất chính xác của một lưỡi dao hoặc bánh răng chuyển động dựa vào thành buồng đồng nhất.

Pittông hoặc pittông dao động – Reciprocating or oscillating piston

Mỗi piston được vận hành cơ học hoặc từ tính để nạp chất lỏng vào một xi lanh và sau đó xả chất lỏng. Mỗi hành trình đại diện cho một phép đo hữu hạn của chất lỏng.

Bánh răng – Gear

Máy đo lưu lượng bánh răng dựa vào các bánh răng bên trong quay khi chất lỏng đi qua chúng. Có nhiều loại đồng hồ đo bánh răng được đặt tên chủ yếu cho hình dạng của các bộ phận bên trong

Bánh răng hình bầu dục – Oval Gear

Hai bánh răng hình bầu dục quay với các răng đồng bộ “ép” một lượng hữu hạn chất lỏng qua đồng hồ cho mỗi vòng quay. Với đồng hồ đo lưu lượng bánh răng hình bầu dục, hai bánh răng hoặc rôto hình bầu dục được gắn bên trong một hình trụ. Khi chất lỏng chảy qua xi lanh, áp suất của chất lỏng làm cho các cánh quạt quay. Khi tốc độ dòng chảy tăng lên, thì tốc độ quay của rôto cũng tăng theo.

Bánh răng xoắn – Helical Gear

Máy đo lưu lượng bánh răng xoắn lấy tên của chúng từ hình dạng của bánh răng hoặc rôto của chúng. Những cánh quạt này giống như hình dạng của một vòng xoắn, là một cấu trúc hình xoắn ốc. Khi chất lỏng chảy qua đồng hồ, nó đi vào các ngăn trong rôto, làm cho rôto quay. Tốc độ dòng chảy được tính toán từ tốc độ quay.

Đĩa đai ốc – Nutating disk

Một đĩa gắn trên một quả cầu bị dòng chất lỏng “lắc lư” quanh một trục và mỗi chuyển động quay đại diện cho một lượng hữu hạn chất lỏng được chuyển. Máy đo lưu lượng dạng đĩa đai ốc có một đĩa tròn được gắn trên trục quay trong một buồng hình trụ. Bằng cách theo dõi các chuyển động của trục chính, đồng hồ đo lưu lượng xác định số lần khoang chứa và thải chất lỏng. Thông tin này được sử dụng để xác định tốc độ dòng chảy.

Cánh quay – Rotary vane

Một bánh công tác quay có chứa hai hoặc nhiều cánh gạt chia không gian giữa các cánh gạt thành các thể tích rời rạc và mỗi lần quay (hoặc đi qua cánh gạt) được tính.

Cơ hoành – Diaphragm 

Chất lỏng được hút vào phía đầu vào của một màng chắn dao động và sau đó được đẩy ra đầu ra. Các chu kỳ dao động màng ngăn được đếm để xác định tốc độ dòng chảy.

5 Ưu điểm của đồng hồ lưu lượng dịch chuyển tích cực là gì

Nói về ưu điểm của đồng hồ lưu lượng dịch chuyển tích cực là gì thì lưu lượng kế PD này rất chính xác và có tốc độ quay vòng cao. Chúng có thể được sử dụng trong chất lỏng rất nhớt, bẩn và ăn mòn và về cơ bản không yêu cầu chạy thẳng đường ống để điều hòa dòng chất lỏng mặc dù giảm áp suất có thể là một vấn đề. Chúng được sử dụng rộng rãi trong việc chuyển dầu và chất lỏng lỏng (xăng) và được áp dụng cho việc đo nước và khí đốt tự nhiên tại nhà dân dụng. Một đồng hồ đo màng ngăn mà hầu hết các ngôi nhà đều được trang bị, là một ví dụ về đồng hồ đo độ dịch chuyển dương. Loại máy đo này hấp dẫn trong một số ứng dụng luồng chuyển giao lưu ký nhất định, nơi điều quan trọng là máy đo phải hoạt động để mọi luồng diễn ra.

Máy đo độ dịch chuyển dương có thể đo cả chất lỏng và chất khí. Giống như đồng hồ tuabin, đồng hồ đo lưu lượng PD hoạt động tốt nhất với chất lỏng và khí sạch, không ăn mòn và không ăn mòn, mặc dù một số kiểu máy sẽ chịu được một số tạp chất. Nói vắn tắt và cụ thể là:

♣ Mức độ chính xác cao (0,5% theo tiêu chuẩn) mức độ chính xác cao hơn có sẵn theo yêu cầu

♣ Khả năng xử lý một loạt các độ nhớt chất lỏng <1 cP -> 500000 cP

♣ Mức độ bảo trì thấp

♣ Khả năng áp suất cao

♣ Phiên bản điện tử và cơ học có sẵn

♣ Phụ tùng thay thế sẵn có

♣ Có thể xử lý nhiều loại độ nhớt

♣ Tiếp theo không cần bảo trì

♣ Khả năng áp suất cao

♣ Có thể đo dòng chảy không liên tục

♣ Độ phân giải cao

♣ Có thể đo tốc độ dòng chảy thấp

♣ Không cần nguồn điện cho các mô hình cơ khí

♣ Không yêu cầu hồ sơ luồng đã phát triển

♣ Không có yêu cầu chạy thẳng

♣ Không bị ảnh hưởng bởi tiếng ồn hoặc độ rung

♣ Độ chính xác không bị ảnh hưởng nhiều bởi sự thay đổi độ nhớt trong một phạm vi rộng

♣ Ít tốn kém hơn các công nghệ khác

♣ Có thể đo chất lỏng không dẫn điện

♣ Không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của nhiệt độ

6 Những điều cần hạn chế và cân nhắc khi dùng thiết bị

Để đảm bảo cũng như giúp ích cho bạn trong việc lựa chọn cũng như sử dụng sản phẩm, hay bất kỳ một sản phẩm nào cũng có mặt hạn chế của nó. Vậy hạn chế và điều đáng cân nhắc khi lựa chọn đồng hồ lưu lượng dịch chuyển tích cực là gì

Nhược điểm

• Chỉ dành cho phương tiện sạch
• Thường chỉ một chiều
• Không dành cho các ứng dụng có túi khí
• Nặng
• Thường yêu cầu lọc

Cân nhắc

• Giảm áp suất cần được xem xét
• Có thể đo chất lỏng hoặc chất khí
• Về mặt kỹ thuật, có thể được sử dụng cho chất lỏng có độ nhớt thấp hơn, như nước, nhưng nó làm giảm tuổi thọ
• Phải được cài đặt đúng hướng

7 Cách sử dụng lưu lượng kế dịch chuyển dương

Để giúp ích cho bạn được nhiều hơn, hãy để ý phần dưới đây để chắc chắn rằng bạn đang sử dụng sản phẩm chính xác nhất. Vậy cách sử dụng đồng hồ lưu lượng dịch chuyển tích cực là gì.

Trong dịch vụ chất lỏng, việc tăng độ nhớt làm giảm độ trượt và tăng áp suất giảm trên lưu lượng kế. Đáng ngạc nhiên, độ chính xác thực sự có thể cải thiện ở điều kiện dòng chảy thấp trong một lưu lượng kế dịch chuyển dương nhất định khi độ nhớt tăng và độ trượt giảm.

Sự sụt giảm áp suất lớn trên lưu lượng kế có thể sớm làm mòn và / hoặc làm hỏng vòng bi và / hoặc vòng đệm. Do đó, hầu hết các lưu lượng kế dịch chuyển dương đều có thông số kỹ thuật giảm áp suất tối đa nhằm hạn chế mài mòn ổ trục lưu lượng kế dịch chuyển dương ở mức hợp lý. Vận hành lưu lượng kế trên giới hạn giảm áp suất của lưu lượng kế có thể dẫn đến mòn ổ trục sớm và hỏng lưu lượng kế nghiêm trọng. Lưu ý rằng kích thước lưu lượng kế có thể được tăng lên để giảm áp suất trong trường hợp này.

Hãy để ý rằng đồng hồ lưu lượng dịch chuyển dương này có các bề mặt làm kín bị hỏng có thể làm tăng độ trượt và làm giảm độ chính xác của phép đo. Sử dụng lưu lượng kế dịch chuyển dương trong chất lỏng mài mòn hoặc bẩn có thể gây ra các vấn đề về bảo trì vì có thể gây hư hỏng bề mặt làm kín, hỏng vòng bi và / hoặc phích cắm của lưu lượng kế. Có thể cần một bộ lọc để loại bỏ bụi bẩn.

Đảm bảo rằng bọt khí được loại bỏ khỏi dòng chảy chất lỏng khi sử dụng lưu lượng kế dịch chuyển dương. Các phép đo lưu lượng được thực hiện với sự hiện diện của bong bóng sẽ cao hơn so với lưu lượng chất lỏng thực sự vì thể tích bong bóng sẽ được đo như thể chúng là một thể tích chất lỏng. Do đó, sự hiện diện của bọt khí và (đặc biệt) sự hiện diện của một lượng bọt khí khác nhau có thể ảnh hưởng xấu đến các phép đo lưu lượng liên quan đến lưu lượng kế dịch chuyển dương. Có thể cần một thiết bị khử khí để loại bỏ bong bóng và giảm thiểu vấn đề này.

Vật liệu xây dựng rất quan trọng vì một lượng nhỏ ăn mòn hoặc mài mòn có thể làm hỏng bề mặt làm kín và ảnh hưởng xấu đến độ chính xác của phép đo. Ngoài ra, cần xem xét tất cả các bộ phận được làm ướt, bao gồm thân máy, bộ phận quay, ổ trục và vòng đệm.

Các ứng dụng chất lỏng ăn mòn thường được tìm thấy trong các quy trình công nghiệp hóa chất và trong các hệ thống cấp hóa chất được sử dụng trong hầu hết các ngành công nghiệp. Tuy nhiên, các công nghệ lưu lượng kế khác có thể phù hợp hơn cho các dịch vụ này.

8 Ứng dụng – phù hợp cho các hệ thống lưu chất sạch

Trong vấn đề tìm hiểu đồng hồ lưu lượng dịch chuyển tích cực là gì thì việc ứng dụng chúng ở hệ thống nào cũng khá quan trọng. Các ngành công nghiệp mà chúng được sử dụng theo thứ tự giảm dần là dầu khí, nước và nước thải, hóa chất, điện, dược phẩm, thực phẩm và đồ uống, bột giấy và giấy, kim loại, khai thác mỏ và hàng không vũ trụ.

• Dầu khí
• Nước và Nước thải
• Công nghiệp hóa chất và tiêm
• Sản xuất điện
• Dược phẩm
• Đồ ăn và đồ uống
• Bột giấy và giấy
• Kim loại và Khai thác
• Không gian vũ trụ
• Giá kiểm tra
• Kiểm tra thủy lực

9 

Lưu ý khi sử dụng đồng hồ, đảm bảo an toàn

Mọi sự an toàn của bạn và hệ thống luôn được đặt lên hàng đầu đối với chúng tôi. Vậy điều cần lưu ý khi sử dụng đồng hồ lưu lượng dịch chuyển tích cực là gì?

Chất lỏng quá trình phải sạch. Các hạt có kích thước lớn hơn 100 micron phải được loại bỏ bằng cách lọc. Máy đo độ dịch chuyển tích cực hoạt động với khe hở nhỏ giữa các bộ phận được gia công chính xác; mài mòn nhanh chóng phá hủy độ chính xác của chúng. Vì lý do này, máy đo PD thường không được khuyến nghị để đo bùn hoặc chất lỏng mài mòn. Tuy nhiên, trong các dịch vụ chất lỏng sạch, độ chính xác và khả năng rang rộng của chúng khiến chúng trở nên lý tưởng cho việc chuyển lưu ký và sạc hàng loạt. Chúng được sử dụng rộng rãi nhất làm đồng hồ nước gia đình. Hàng triệu đơn vị như vậy được sản xuất hàng năm. Trong các ứng dụng công nghiệp và hóa dầu, cảm biến lưu lượng dịch chuyển tích cực thường được sử dụng để nạp hàng loạt cho cả chất lỏng và khí.

Đồng hồ đo lưu lượng PD không yêu cầu cung cấp điện cho hoạt động của chúng và không yêu cầu chạy đường ống thẳng lên và xuống để lắp đặt chúng. Đồng hồ đo lưu lượng dịch chuyển tích cực có sẵn các kích cỡ từ in đến 12 in và có thể hoạt động với tốc độ quay vòng cao tới 100: 1, mặc dù phạm vi 15: 1 hoặc thấp hơn phổ biến hơn nhiều. Độ trượt giữa các bộ phận của đồng hồ đo lưu lượng được giảm xuống và do đó, độ chính xác của phép đo được tăng lên khi độ nhớt của chất lỏng quá trình tăng lên.

10 Nên sử dụng khi nào và lúc nào sao cho phù hợp

Điều cuối cùng khi tìm hiểu về đồng hồ lưu lượng dịch chuyển tích cực là gì. Một gợi ý nhỏ cho quý vị là khi nào và lúc nào chúng ta nên sử dụng đồng hồ lưu lượng PD này.

♣ Khả năng đo độ nhớt cao và thay đổi. Những thay đổi về nhiệt độ có thể tạo ra những thay đổi đối với độ nhớt của chất lỏng được đo, có thể là nguyên nhân chính gây ra sự thiếu chính xác trong các công nghệ khác, đặc biệt là các máy đo suy luận. Máy đo độ dịch chuyển tích cực đo thể tích rời rạc với mỗi xung để không bị ảnh hưởng bởi những thay đổi này.

♣ Hoạt động ở dòng chảy rất thấp với các chất lỏng có độ nhớt cao như dầu và mỡ bôi trơn mà không làm giảm độ chính xác.

♣ Không yêu cầu điều hòa dòng chảy khi các đồng hồ đo suy luận thường yêu cầu độ dài thẳng của đường ống ở hai bên để đảm bảo phép đo đại diện và đáng tin cậy.

♣ Thiết kế cơ học của nó mang lại tính linh hoạt vì nó có thể hoạt động với tín hiệu xung điện áp hoặc nó có thể được sử dụng đơn giản với các thanh ghi cơ học mà không cần nguồn điện; làm cho nó trở nên lý tưởng cho các trang web ở xa với yêu cầu bảo trì thấp.

♣ Đồng hồ đo Độ dịch chuyển tích cực rất mạnh mẽ, có thể hoạt động với mức độ ồn và độ rung và có thể hoạt động mà không cần bảo trì với Last nhưng không kém phần quan trọng, nó cung cấp độ chính xác cao và tỷ lệ quay vòng với chi phí kinh tế.

♣ Đồng hồ đo độ dịch chuyển tích cực phù hợp nhất với chất lỏng sạch nhớt có thể bôi trơn các bộ phận chuyển động, điển hình là nhiên liệu, dầu và mỡ bôi trơn là ứng dụng chính của chúng.