Tên tiếng Anh của đồng hồ đo lưu lượng là flowmeter, được định nghĩa bởi Ủy ban quốc gia về danh từ khoa học và công nghệ là: một thiết bị chỉ ra dòng chảy được đo và (hoặc) tổng lượng chất lỏng trong khoảng thời gian đã chọn. Nói một cách đơn giản, đó là một dụng cụ được sử dụng để đo lưu lượng chất lỏng trong đường ống hoặc kênh mở.
Đồng hồ đo lưu lượng cũng được chia thành đồng hồ đo lưu lượng áp suất vi sai, đồng hồ đo lưu lượng rotor, đồng hồ đo lưu lượng tiết lưu, đồng hồ đo lưu lượng khe tốt, đồng hồ đo lưu lượng thể tích, đồng hồ đo lưu lượng điện từ, đồng hồ đo lưu lượng siêu âm, v.v. Phân loại theo phương tiện: đồng hồ đo lưu lượng chất lỏng và đồng hồ đo lưu lượng khí.
Đo lường là con mắt của sản xuất công nghiệp. Đo lưu lượng là một trong những thành phần của khoa học và công nghệ đo lường, có mối quan hệ chặt chẽ với nền kinh tế quốc dân, xây dựng quốc phòng và nghiên cứu khoa học. Làm tốt công việc này, có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm, nâng cao hiệu quả sản xuất và thúc đẩy sự phát triển của khoa học và công nghệ, đặc biệt là trong thời đại khủng hoảng năng lượng, mức độ tự động hóa sản xuất công nghiệp ngày càng cao, vị trí và vai trò của đồng hồ đo lưu lượng trong nền kinh tế quốc gia ngày càng rõ ràng.
Đơn vị thường được sử dụng trong kỹ thuật m3/h, nó có thể được chia thành lưu lượng tức thời (Flow Rate) và lưu lượng tích lũy (Total Flow), lưu lượng tức thời là lượng hiệu quả của đường ống kín hoặc kênh mở trong một đơn vị thời gian, chất chảy qua có thể là khí, chất lỏng, chất rắn; Lưu lượng tích lũy là lượng tích lũy của một chất lỏng chảy qua một đường ống kín hoặc một phần hiệu quả của kênh mở trong một khoảng thời gian nhất định (một ngày, một tuần, một tháng, một năm). Lưu lượng tích lũy cũng có thể được tìm thấy thông qua lưu lượng tức thời đối với tích phân thời gian, vì vậy lưu lượng kế tức thời và lưu lượng kế tích lũy cũng có thể tương tác

Phát triển ứng dụng

bởi coriolis
Đồng hồ đo lưu lượng khối Coriolis (sau đây gọi là CMF) là một đồng hồ đo lưu lượng khối trực tiếp được làm bằng cách sử dụng nguyên tắc lực Coriolis tỷ lệ thuận với lưu lượng khối khi chất lỏng chảy qua ống rung. [2]
Việc áp dụng CMF ở Trung Quốc bắt đầu muộn và một số nhà máy sản xuất đã tự phát triển thị trường cung cấp của họ; Ngoài ra còn có một số nhà máy sản xuất thành lập liên doanh hoặc trích dẫn công nghệ nước ngoài để sản xuất hàng loạt thiết bị.
CMF nước ngoài đã phát triển hơn 30 loạt, tất cả các loạt phát triển trong mắt kỹ thuật bao gồm: phát hiện dòng chảy và đo lường cấu trúc ống trong thiết kế sáng tạo: cải thiện tính ổn định và độ chính xác của thiết bị và các tính năng khác; Tăng độ lệch ống đo, cải thiện độ nhạy: cải thiện phân bố ứng suất ống đo, giảm thiệt hại mỏi, tăng cường khả năng chống rung, v.v.
Một số nhà sản xuất đã phát triển đồng hồ Coriolis có thể đo hai pha chất lỏng khí, có thể được áp dụng trong các trường hợp dỡ hàng, bao gồm môi trường bong bóng và các thiết bị truyền thống khác không thể hoạt động. Đồng thời, có một loại máy phát MVD có thể nhận ra đồng hồ tự kiểm tra trực tuyến, tức là không cần tháo đồng hồ đo lưu lượng, sử dụng kiểm tra độ cứng của ống lưu lượng để đánh giá hiệu suất của đồng hồ đo tại chỗ.
Điện từ
Kể từ khi EMF bước vào ứng dụng công nghiệp vào đầu những năm 50, lĩnh vực sử dụng ngày càng mở rộng, từ cuối những năm 80 đã chiếm 16%~20% doanh số bán thiết bị lưu lượng ở các nước khác nhau.
Trung Quốc đang phát triển nhanh chóng, với doanh số ước tính khoảng 6.500~7.500 chiếc vào năm 1994. Trong nước đã sản xuất EMF với đường kính tối đa 2~6m, và có khả năng thiết bị kiểm tra đường kính 3m thực tế. Doanh thu năm 2008 đã đạt 77 triệu đô la, với ước tính hơn 350.000 đơn vị được bán.
Đường Vortex
USF bước vào ứng dụng công nghiệp vào cuối những năm 60, và từ cuối những năm 80 đã chiếm 4% đến 6% doanh số bán thiết bị lưu lượng ở các nước khác nhau. Năm 1992, ước tính khối lượng bán hàng trên toàn thế giới là 35,48 triệu đơn vị, sản phẩm nội địa trong cùng kỳ ước tính khoảng 8.000~9.000 đơn vị.

Lĩnh vực ứng dụng

Ứng dụng công nghệ đo lưu lượng và dụng cụ đại khái có vài lĩnh vực sau.
Sản xuất công nghiệp
Đồng hồ đo lưu lượng là một trong những loại đồng hồ đo trong thiết bị và thiết bị tự động hóa quá trình, nó được sử dụng rộng rãi trong luyện kim, điện, than, hóa chất, dầu khí, giao thông vận tải, xây dựng, dệt nhẹ, thực phẩm, dược phẩm, nông nghiệp, bảo vệ môi trường và cuộc sống hàng ngày của người dân trong tất cả các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân, là một công cụ quan trọng để phát triển sản xuất công nghiệp và nông nghiệp, tiết kiệm năng lượng, cải thiện chất lượng sản phẩm, nâng cao hiệu quả kinh tế và mức độ quản lý có một vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Trong thiết bị và thiết bị tự động hóa quá trình, thiết bị đo lưu lượng có hai chức năng chính: thiết bị phát hiện cho hệ thống điều khiển tự động hóa quá trình và bảng tổng thể để đo số lượng vật liệu.
Đo năng lượng
Năng lượng được chia thành năng lượng sơ cấp (than, dầu thô, khí tầng, khí dầu mỏ và khí tự nhiên), năng lượng thứ cấp (điện, than cốc, khí nhân tạo, dầu tinh chế, LPG, hơi nước) và công nghệ mang năng lượng (khí nén, oxy, nitơ, hydro, nước), v.v. Đo lường năng lượng là một phương tiện quan trọng để quản lý năng lượng một cách khoa học, để đạt được tiết kiệm năng lượng và giảm tiêu thụ và nâng cao hiệu quả kinh tế. Đồng hồ đo lưu lượng là một phần quan trọng của đồng hồ đo năng lượng, nước, khí nhân tạo, khí đốt tự nhiên, hơi nước và các sản phẩm dầu thường được sử dụng năng lượng với số lượng đồng hồ đo lưu lượng cực lớn, chúng là công cụ không thể thiếu để quản lý năng lượng và kế toán kinh tế.
Bảo vệ môi trường
Khí thải, chất thải, nước thải và các loại khác gây ô nhiễm nghiêm trọng đến khí quyển và tài nguyên nước, đe dọa nghiêm trọng đến môi trường sống của con người. Nhà nước coi phát triển bền vững là quốc sách, bảo vệ môi trường sẽ là đề tài lớn nhất của thế kỷ 21. Để kiểm soát ô nhiễm không khí và nước, cần phải tăng cường quản lý, trong khi cơ sở quản lý là kiểm soát định lượng lượng ô nhiễm, đồng hồ đo lưu lượng có vị trí không thể thay thế trong khí thải, nước thải, đo lưu lượng xử lý khí thải.
Trung Quốc là một quốc gia sử dụng than làm nguồn năng lượng chính, với hàng triệu ống khói trên khắp đất nước liên tục xả khói vào khí quyển. Kiểm soát khí thải là một dự án quan trọng để điều trị tận gốc ô nhiễm, mỗi ống khói phải được lắp đặt thiết bị phân tích khí thải và đồng hồ đo lưu lượng, tạo thành hệ thống giám sát khí thải liên kết. Lưu lượng thông tin của khí thải có rất nhiều do khó khăn, khó khăn của nó là kích thước ống khói lớn và hình dạng bất thường, thành phần khí thay đổi bất thường, phạm vi tốc độ dòng chảy lớn, bụi bẩn, ăn mòn, nhiệt độ cao, không có phần ống thẳng và như vậy.
Giao thông vận tải
Có năm cách: đường sắt, đường hàng không, đường thủy và đường ống. Trong đó vận chuyển đường ống mặc dù đã sớm có, nhưng ứng dụng cũng không phổ biến. Với sự nổi bật của vấn đề bảo vệ môi trường, các đặc điểm của vận chuyển đường ống đã thu hút sự chú ý của mọi người. Vận chuyển đường ống phải được trang bị đồng hồ đo lưu lượng, nó là con mắt của việc kiểm soát, phân phối và điều phối, cũng như giám sát an ninh và kế toán kinh tế cần thiết.

Loại phổ biến:

Có rất nhiều phương pháp đo lưu lượng và dụng cụ, và có rất nhiều phương pháp phân loại. Trước năm 2011, có hơn 60 loại dụng cụ lưu lượng có thể cung cấp cho ngành công nghiệp. Lý do tại sao rất nhiều giống là không có một đối với bất kỳ chất lỏng, bất kỳPhạm viBất kỳ trạng thái dòng chảy nào và bất kỳ điều kiện sử dụng nào đều áp dụng đồng hồ đo lưu lượng, nhưng với sự tiến bộ của thời đại, trong thời đại bùng nổ khoa học kỹ thuật này, cuối cùng đã xuất hiện một sản phẩm mới nhất -Đồng hồ đo lưu lượng khốiĐồng hồ đo lưu lượng khối lượng phù hợp với bất kỳ chất lỏng nào, bất kỳ phạm vi nào, bất kỳ trạng thái dòng chảy nào và bất kỳ điều kiện sử dụng nào, chỉ là giá cả tương đối đắt, không thể phổ biến trong công nghiệp.

Hơn 60 loại đồng hồ đo lưu lượng kiểu cũ, mỗi loại sản phẩm đều có tính thích hợp cụ thể, cũng đều có tính hạn chế của nó. Phân chia theo đối tượng đo lường thì có hai loại lớn là đường ống khép kín và kênh rõ ràng; Theo mục đích đo lường, nó cũng có thể được chia thành đo tổng sản lượng và đo lưu lượng, đồng hồ đo của nó được gọi là bảng tổng sản lượng và đồng hồ đo lưu lượng.
Ngoài ra, theo nguyên tắc đo lường có thể được chia thành một số loại lớn như sau:
Nguyên tắc cơ học: Các dụng cụ thuộc các nguyên tắc này có loại áp suất vi sai, loại rôto sử dụng Định lý Bernoulli; Loại xung, loại ống có thể di chuyển bằng cách sử dụng định lý động lượng; Công thức khối lượng trực tiếp sử dụng định luật thứ hai của Newton; Mục tiêu sử dụng nguyên tắc động lượng chất lỏng; Loại turbo sử dụng định lý động lượng góc; Loại xoáy, loại xoáy sử dụng nguyên tắc dao động chất lỏng; Lợi dụng kiểu ủy thác da chênh lệch áp suất tổng tĩnh cùng với kiểu dung tích và đập, kiểu máng......
2, Nguyên tắc điện: Dụng cụ được sử dụng cho các nguyên tắc như vậy là loại điện từ, điện dung vi sai, điện cảm, điện trở căng thẳng, v.v.
3, Nguyên tắc âm thanh: Sử dụng nguyên tắc âm thanh để đo lưu lượng là loại siêu âm. Loại âm thanh (loại sóng xung kích), v.v.
4, nguyên tắc nhiệt: sử dụng nguyên tắc nhiệt để đo lưu lượng là loại nhiệt, loại nhiệt trực tiếp, loại nhiệt gián tiếp, v.v.
5, Nguyên tắc quang học: Loại laser, loại quang điện, v.v. là dụng cụ thuộc loại nguyên tắc này.
Nguyên lý vật lý nguyên tử: cộng hưởng từ hạt nhân, bức xạ hạt nhân và các công cụ khác thuộc loại nguyên lý này.
Các nguyên tắc khác: có nguyên tắc đánh dấu (nguyên tắc dấu vết, nguyên tắc cộng hưởng từ hạt nhân), nguyên tắc liên quan, v.v.
Bài viết này trình bày các nguyên tắc, đặc điểm, tổng quan về ứng dụng của các đồng hồ đo lưu lượng khác nhau theo các phương pháp phân loại phổ biến và rộng rãi nhất hiện nay:
Mục tiêu
Đồng hồ đo lưu lượng mục tiêu là một loại đồng hồ đo lưu lượng dựa trên các nguyên tắc cơ học, nó đã được phát triển và ứng dụng trong công nghiệp trong nhiều thập kỷ. Đồng hồ đo lưu lượng mục tiêu SBL mới là đồng hồ đo lưu lượng cảm ứng điện dung mới được phát triển trên cơ sở đồng hồ đo lưu lượng mục tiêu truyền thống, với sự phát triển của cảm biến mới và công nghệ vi điện tử, nó có cả các tính năng của tấm lỗ và đường xoáy và đồng hồ đo lưu lượng khác mà không có các bộ phận di chuyển, đồng thời cũng có độ nhạy cao, độ chính xác tương đương với đồng hồ đo lưu lượng thể tích và phạm vi rộng. [3]
Trung Quốc vào những năm 1970 đã phát triển máy phát lưu lượng mục tiêu bằng điện, khí nén Nó là một dụng cụ phát hiện cho các thiết bị kết hợp điện và khí nén. Do bộ chuyển đổi lực tại thời điểm đó trực tiếp sử dụng cơ chế cân bằng lực của máy phát áp suất chênh lệch, loại lưu lượng kế này không tránh khỏi mang theo nhiều khuyết tật do chính cơ chế cân bằng lực gây ra, chẳng hạn như vị trí 0 dễ trôi, độ chính xác đo thấp, độ tin cậy của cơ chế đòn bẩy kém, v.v. Do hiệu suất kém của cơ chế cân bằng lực, nhiều ưu điểm của đồng hồ đo lưu lượng mục tiêu chính nó cũng không được chơi một cách hiệu quả, và ấn tượng xấu của người dùng về đồng hồ đo lưu lượng mục tiêu cũ vẫn chưa được loại bỏ.
Bộ chuyển đổi lực của đồng hồ đo lưu lượng mục tiêu SBL mới sử dụng bộ chuyển đổi lực căng thẳng. Nó hoàn toàn loại bỏ những thiếu sót của cơ chế cân bằng lực nói trên. Đồng hồ đo lưu lượng mục tiêu mới cũng áp dụng công nghệ vi điện tử và công nghệ máy tính cho bộ chuyển đổi tín hiệu và phần hiển thị. Đồng hồ đo lưu lượng có một loạt ưu điểm, tin rằng trong tương lai sẽ đóng một vai trò quan trọng trong nhiều đồng hồ đo lưu lượng.
Loại áp suất khác biệt
Đồng hồ đo lưu lượng áp suất chênh lệch là một dụng cụ để tính toán lưu lượng dựa trên áp suất chênh lệch được tạo ra bởi sự tương tác giữa bộ phát hiện lưu lượng và chất lỏng được lắp đặt trong đường ống, điều kiện chất lỏng đã biết và kích thước hình học của bộ phát hiện với đường ống.
Đồng hồ đo lưu lượng áp suất vi sai bao gồm thiết bị chính (bộ phát hiện) và thiết bị thứ cấp (bộ chuyển đổi áp suất vi sai và thiết bị hiển thị dòng chảy). Thông thường phân loại đồng hồ đo lưu lượng áp suất vi sai dưới dạng phần phát hiện, chẳng hạn như đồng hồ đo lưu lượng tấm lỗ, đồng hồ đo lưu lượng venturi, đồng hồ đo lưu lượng ống tốc độ trung bình,Đồng hồ đo lưu lượng BitobarĐợi đã.
Thiết bị thứ cấp là tất cả các loại máy móc, điện tử và máy đo áp suất vi sai tích hợp, máy phát áp suất vi sai và dụng cụ hiển thị lưu lượng. Nó đã được phát triển để trialization (serialization, generalization và standarization) mức độ rất cao, đa dạng và đặc điểm kỹ thuật của một loại lớn của các dụng cụ, nó có thể đo cả các thông số dòng chảy và các thông số khác (như áp suất, mức độ, mật độ, vv).
Các bộ phận phát hiện của đồng hồ đo lưu lượng áp suất vi sai theo nguyên tắc hoạt động của nó có thể được chia thành: thiết bị tiết lưu, loại kháng thủy lực, loại ly tâm, loại đầu áp suất động, loại tăng áp suất động và loại máy bay phản lực.
Các linh kiện kiểm tra lại có thể chia thành hai loại lớn theo mức độ tiêu chuẩn hóa: tiêu chuẩn và phi tiêu chuẩn.
Cái gọi là bộ phận kiểm tra tiêu chuẩn là chỉ cần thiết kế, chế tạo, lắp đặt và sử dụng theo tài liệu tiêu chuẩn, không cần phải xác định giá trị lưu lượng và ước tính sai số đo lường.
Các bộ phận kiểm tra phi tiêu chuẩn là những bộ phận kém trưởng thành và chưa được đưa vào các tiêu chuẩn quốc tế. Đồng hồ đo lưu lượng áp suất vi sai là loại đồng hồ đo lưu lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong các loại đồng hồ đo lưu lượng chiếm vị trí hàng đầu. Do sự ra đời của các loại đồng hồ đo lưu lượng mới, phần trăm sử dụng của nó giảm dần, nhưng hiện tại vẫn là loại đồng hồ đo lưu lượng quan trọng nhất.
Chọn loại:
Lựa chọn chung
Có thể xem xét từ năm khía cạnh, đó là khía cạnh hiệu suất của đồng hồ đo lưu lượng, khía cạnh đặc tính chất lỏng, khía cạnh điều kiện lắp đặt, khía cạnh điều kiện môi trường và khía cạnh kinh tế. Năm yếu tố chi tiết như sau:
Các khía cạnh của hiệu suất dụng cụ: độ chính xác, lặp lại, tuyến tính, phạm vi, phạm vi dòng chảy, đặc tính đầu ra tín hiệu, thời gian đáp ứng, tổn thất áp suất, v.v.
Các khía cạnh của đặc tính chất lỏng: nhiệt độ, áp suất, mật độ, độ nhớt, ăn mòn hóa học, mài mòn, quy mô, pha trộn, thay đổi pha, độ dẫn điện, tốc độ âm thanh, độ dẫn nhiệt, dung tích nhiệt cụ thể, chỉ số entropy bằng nhau;
Về điều kiện lắp đặt: hướng bố trí đường ống, hướng dòng chảy, chiều dài phần ống thẳng phía trên và phía dưới của phần phát hiện, đường kính đường ống, không gian bảo trì, nguồn điện, mặt đất, thiết bị phụ trợ (bộ lọc, bộ giảm khí), lắp đặt, v.v.
Về điều kiện môi trường: nhiệt độ môi trường, độ ẩm, nhiễu điện từ, an toàn, chống cháy nổ, rung đường ống, v.v.
Về các yếu tố kinh tế: phí mua dụng cụ, phí lắp đặt, phí vận hành, phí kiểm tra, phí bảo trì, tuổi thọ dụng cụ, phụ tùng dự phòng, v.v.
(ii) Các bước để lựa chọn loại đồng hồ đo lưu lượng như sau:
Tùy thuộc vào loại chất lỏng và năm khía cạnh xem xét các loại thiết bị có sẵn cho sơ bộ (có một số loại để lựa chọn);
2- Thu thập thông tin về loại hình sơ tuyển và thông tin giá cả để chuẩn bị điều kiện so sánh phân tích chuyên sâu;
3. Áp dụng phương pháp đào thải từng bước tập trung đến 1 - 2 loại, đối với 5 nhân tố phải so sánh phân tích nhiều lần để xác định mục tiêu dự tuyển.
Lưu ý
Đặc tính chất lỏng chủ yếu đề cập đến áp suất, nhiệt độ, mật độ, độ nhớt, độ nén và như vậy của khí, vì thể tích của khí thay đổi theo nhiệt độ, áp suất, nên xem xét liệu bạn có muốn bù đắp cho việc điều chỉnh hay không.
Hiệu suất dụng cụ đề cập đến độ chính xác, độ lặp lại, độ tuyến tính, tỷ lệ phạm vi, tổn thất áp suất, lưu lượng bắt đầu, tín hiệu đầu ra và thời gian đáp ứng của đồng hồ đo, chọn thời gian dòng chảy để so sánh phân tích cẩn thận các chỉ số trên, chọn đồng hồ đo có thể đáp ứng yêu cầu lưu lượng phương tiện đo.
Điều kiện lắp đặt đề cập đến dòng khí, hướng đường ống, chiều dài đường ống thẳng lên và xuống, đường kính ống, vị trí không gian và phụ kiện đường ống, v.v., tất cả đều ảnh hưởng đến hoạt động chính xác, bảo trì và bảo trì và tuổi thọ của đồng hồ đo lưu lượng khí gas.
Các yếu tố kinh tế đề cập đến phí mua lại, phí lắp đặt, phí bảo trì, phí kiểm tra và phụ tùng dự phòng, v.v., do đó bị ảnh hưởng bởi hiệu suất, độ tin cậy và tuổi thọ của đồng hồ đo lưu lượng khí đốt.
Mức độ chính xác và chức năng theo yêu cầu đo lường và trường hợp sử dụng để lựa chọn mức độ chính xác của thiết bị, làm cho lợi nhuận kinh tế. Ví dụ như các trường hợp thanh toán thương mại, bàn giao sản phẩm và đo lường năng lượng,
Trong việc lựa chọn mức độ chính xác, chẳng hạn như lớp 1.0, lớp 0.5, hoặc cao hơn, để kiểm soát quá trình, các mức độ chính xác khác nhau được lựa chọn theo yêu cầu kiểm soát. Một số chỉ để phát hiện lưu lượng quá trình, không cần phải kiểm soát chính xác và đo lường trường hợp, bạn có thể chọn mức độ chính xác thấp hơn một chút, chẳng hạn như lớp 1,5, lớp 2,5, hoặc thậm chí lớp 4,0, sau đó bạn có thể chọn máy đo lưu lượng điện từ chèn giá thấp để đo tốc độ dòng chảy của môi trường, phạm vi đo và đo đường kính của môi trường nói chung, lưu lượng đầy đủ của đồng hồ đo lưu lượng điện từ có thể được lựa chọn rộng hơn trong phạm vi đo tốc độ dòng chảy của môi trường 0,5-12m/s. Việc lựa chọn thông số kỹ thuật thiết bị (đường kính) không nhất thiết phải giống như đường ống quá trình, nó nên được xác định bởi phạm vi lưu lượng đo lường trong phạm vi tốc độ dòng chảy, tức là khi tốc độ dòng chảy của đường ống thấp không thể đáp ứng các yêu cầu của thiết bị dòng chảy hoặc khi độ chính xác đo lường ở tốc độ dòng chảy này không thể được đảm bảo, cần phải thu nhỏ đường kính thiết bị, do đó cải thiện tốc độ dòng chảy trong ống để có được kết quả đo thỏa đáng.