Cảm biến đo lưu lượng, mực chất lỏng: Báo cáo đồ án chi tiết

Ộ Ụ Ạ B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O

Ạ Ọ Đ I H C GTVT TP.HCM NG Đ I H C Ệ Ạ Ọ Ệ Ử Ễ ƯỜ KHOA ĐI N – ĐI N T VI N 678THÔNG

Ỹ Ậ K THU T ĐO 2

Ư ƯỢ

Ề

NG,

Đ TÀI

Ấ Ỏ

Ả Ự

: C M BI N ĐO L U L Ế M C CH T L NG

ướ

ắ

ạ

ỳ

ắ

ẫ ả ng d n : Gi ng viên h ệ ự Sinh viên th c hi n :

Lê M nh Th ng Hu nh Quang Th ng Vũ Văn Ti nế ứ Lê Đ c Long

ọ Năm h c: 2015 2016

I. Tóm t t.ắ

ư ượ ụ ụ ộ ọ ỉ Đo l u l ng đóng m t vai trò quan tr ng, không ch vì nó ph c v cho

ệ ố ụ ứ ụ ủ ể ế ự ở m c đích ki m kê, đo đ m mà còn b i vì ng d ng c a nó trong h th ng t

ề ươ ệ ể ấ ậ ả ộ đ ng hóa các quá trình s n xu t. Chính vì v y vi c hi u rõ v ph ng pháp đo,

ư ắ ủ ữ ặ ế ị ư ượ ế ứ ầ ề cũng nh n m v ng các đ c tính c a thi t b đo l u l ng là đi u h t s c c n

thi t.ế

ở ầ II. M đ u.

ư ượ ế ế ể ể ả ấ ỏ ủ ấ C m bi n đo không th thi u đ đo l u l ng c a ch t khí, ch t l ng,

ư ự ứ ụ ệ ẩ ỗ ợ ỏ ướ ả hay h n h p khíl ng trong các ng d ng công nghi p nh th c ph mn c gi i

ấ ượ ầ ỏ ố ệ ẩ ả ấ khát, d u m khí đ t, hóa ch td ấ c ph m, s n xu t gi y, đi n, xi măng …

ị ườ ạ ư ượ ế ấ ạ ẵ Trên th tr ng, các lo i l u l ấ ỳ ứ ng k r t đa d ng và luôn s n có cho b t k ng

ọ ự ả ư ươ ụ ệ ệ ế ạ ụ d ng công nghi p hay dân d ng nào. Vi c ch n l a c m bi n đo l u l ng lo i

ụ ể ườ ứ ự ặ ả ộ ụ nào cho ng d ng c th th ấ ỏ ng d a vào đ c tính ch t l ng (dòng ch y m t hay

ả ầ ộ ậ ể ế ạ ả ặ ộ ớ hai pha, đ nh t, đ đ m đ c, …), d ng dòng ch y (ch y t ng, chuy n ti p,

ả ư ượ ả ạ ỗ ề ộ ế ầ ch y h n lo n, …), d i l u l ng và yêu c u v đ chính xác phép đo. Các y u

ế ố ầ ế ề ơ ở ộ ẽ ả ư ạ ố t khác nh các h n ch v c khí và k t n i đ u ra m r ng cũng s nh

ủ ư ượ ọ ự ế ị ế ộ ưở h ng đ n quy t đ nh ch n l a này. Nói chung, đ chính xác c a l u l ế ng k

ụ ả ộ ườ ả ưở ủ ấ còn ph thu c vào c môi tr ng đo xung quanh. Các nh h ng c a áp su t,

ệ ộ ấ ỳ ấ ỏ ể ả ề ưở nhi ộ t đ , ch t l ng/khí hay b t k tác đ ng bên ngoài nào đ u có th nh h ng

ế ả ế đ n k t qu đo.

ư ượ ả ệ ượ ắ ặ ở ườ ế C m bi n đo l u l ng trong công nghi p đ c l p đ t môi tr ng

ễ ườ ư ượ ề ế ả ỏ ị nhi u cao và th ng b xung áp. Đi u này đòi h i các c m bi n đo l u l ng

ả ườ ả ớ ệ ượ ễ ả ạ ộ ph i ho t đ ng bình th ng c v i xung đi n áp và bù đ ể ả c nhi u đ đ m b o

ớ ộ ệ ườ ệ ư đ a ra tín hi u đo v i đ chính xác cao. Thông th ử ng, trong công nghi p hay s

ữ ộ ệ ề ệ ề ệ ẫ ớ ế ụ d ng giao di n truy n d n tín hi u 420mA gi a b truy n tín hi u đo v i thi t

ớ ả ư ượ ể ề ế ắ ộ ệ ị ề b đi u khi n. B truy n tín hi u đo g n v i c m bi n đo l u l ng có th đ ể ượ c

ặ ằ ề ạ ồ ở ồ ộ ấ c p ngu n b i chính m ch vòng 420mA này ho c b ng ngu n riêng. B truy n

ầ ấ ử ụ ệ ề ắ ạ ấ tín hi u đo s d ng m ch vòng 420mA có yêu c u r t kh t khe v công su t:

ế ị ệ ạ ộ ộ ậ ử ề ậ ầ ả ấ ả t t c các thi t b đi n thu th p/x lý và truy n tin c n ph i ho t đ ng đ c l p

ồ ấ ừ ạ ỉ ữ ử ề ể ớ v i ngu n c p t ụ m ch vòng 420mA, ch nh ng vi x lý/vi đi u khi n tiêu th

ớ ượ ế ợ ụ ệ ề ể ồ ấ r t ít đi n (ví d dòng vi đi u khi n DSP) m i đ c k t h p dùng chung ngu n

ớ ế ố ề ố ệ ề ệ ạ ạ ộ ố ủ c a m ch vòng 420mA. B truy n tín hi u v i k t n i truy n s li u d ng s

ư ệ ợ ườ ặ ế ố nh tích h p giao di n bus tr ng (Profibus, I/O Link) ho c k t n i không dây

ổ ế ở ộ ả ờ ngày càng ph bi n, vì chúng làm gi m th i gian kh i đ ng và cho phép giám sát

ư ẩ ụ ỗ liên t c, cũng nh ch n đoán l i.

ấ ả ế ố ầ ả ệ ể ệ ấ T t c các y u t ả này góp ph n c i thi n đáng k năng su t và hi u qu

ự ộ ế ư ượ ả ượ ố ủ ệ ố c a h th ng t đ ng hóa. Các c m bi n l u l ng đ c phân làm b n nhóm

ế ư ượ ự ủ ả ạ ộ chính d a vào nguyên lý ho t đ ng c a chúng: c m bi n l u l ự ng d a vào

ế ư ượ ấ ả ệ ệ ừ ả ế ư ượ chênh l ch áp su t, c m bi n l u l ng đi n t , c m bi n l u l ng Coriolis,

ế ư ượ ướ ề ổ ả c m bi n l u l ẽ ng siêu âm. D i đây, bài báo s trình bày t ng quát v nguyên

ạ ộ ể ượ ư ữ ủ ả ể ế ặ ư ắ t c ho t đ ng, u đi m và nh c đi m, cũng nh nh ng đ c tính c a c m bi n

ấ ỏ ằ ấ ườ ử ụ ế ả ọ ư ượ l u l ng ch t l ng, ch t khí nh m giúp ng i s d ng ch n đúng c m bi n

ứ ụ ủ cho ng d ng c a mình.

ộ III. N i dung.

ế ư ượ ả ự ệ ấ 1. C m bi n l u l ng d a vào chênh l ch áp su t.

ư ượ ạ ộ ế ạ ứ ự L u l ự ng k lo i này ho t đ ng d a vào nguyên lý Bernoulli. T c là s

ấ ả ệ ạ ỗ ắ ẫ ườ ự chênh l ch áp su t x y ra t i ch th t ng u nhiên nào đó trên đ ả ng ch y, d a

ậ ố ự ể ả ả ấ vào s chênh áp su t này đ tính toán ra v n t c dòng ch y. C m bi n l u l ế ư ượ ng

ạ ườ ạ ỗ ể ệ ố ố lo i này th ng có d ng l ạ orifice, ng pitot và ng venture. Hình 1 th hi n lo i

ỗ ỗ ạ ả ế ả c m bi n tâm l orifice, l ắ này t o ra nút th t trên dòng ch y.

ấ ỏ ả ỗ ậ ả ố ượ ị ậ Khi ch t l ng ch y qua l này, theo đ nh lu t b o toàn kh i l ng, v n

ỏ ỗ ấ ỏ ế ỗ ơ ớ ấ ỏ ố ủ t c c a ch t l ng ra kh i l ậ ố ủ tròn l n h n v n t c c a ch t l ng đ n l đó. Theo

ấ ở ặ ấ ơ ề nguyên lý Bernoulli, đi u này có nghĩ là áp su t phía m t vào cao h n áp su t

ự ế ự ệ ế ấ ặ ậ ị m t ra. Ti n hành đo s chênh l ch áp su t này cho phép xác đ nh tr c ti p v n

ả ẽ ậ ố ự ả ể ố t c dòng ch y. D a vào v n t c dòng ch y s tính đ ượ ư ượ c l u l ng th tích dòng

Hình 1: Cảm biến lưu lượng chênh lệch áp suất kiểu lỗ tròn (orifice): chênh lệch áp suất

trước và sau lỗ tròn Δp = p1 - p2; lưu lượng thể tích Q được xác định từ biểu thức Q2 =

KΔp, p1 – áp suất trước tấm lỗ, p2 - áp suất sau tấm lỗ, K - hệ số, phụ thuộc vào tỷ trọng

chất lỏng, đường kính ống và lỗ orifice.

ch y.ả

ươ ườ ư ằ ố Ph ng trình Bernoulli cho đ ng ng n m ngang nh hình:

p 1

2 v 1

- -

v A 1 1

v A r 2 2

ậ ả ố ươ ị Đ nh lu t b o toàn kh i l ng:

Q v A 1. 1

2 A 2 � � - � � A 1 � �

ư ượ L u l ấ ỏ ng ch t l ng:

Phân lo i:ạ Có 4 lo i.ạ

ư ượ ạ a. Đo l u l ng d ng Orifice.

ư ượ ồ ướ ơ ệ ồ Là đ ng h đo l u l ng n c bão hòa, h i hóa nhi t, khí nén, khí N2, O2,

ướ H2, n ầ c, d u.

ư ượ ằ b. Đo l u l ng b ng Venturi.

ư ượ ượ ử ụ ể ườ ự ổ ộ ị Venturi đo l u l ng đ c s d ng đ đo l ng s n đ nh m t pha trong

ấ ỏ ẫ ườ ượ ử ụ ủ dây d n khép kín c a dòng ch t l ng, th ng đ c s d ng trong các phép đo

ố ướ ấ ỏ ả không khí, khí đ t, n c và dòng ch y ch t l ng khác.

ể ượ ả ế ạ ấ Ư ể N u b n chính xác có th đ c s n xu t hoàn toàn theo tiêu u đi m:

ể ạ ư ề ấ ẩ ộ ướ chu n ASME, đ chính xác có th đ t 0,5%, nh ng v n đ Venturi trong n c

ấ ủ ể ả ệ ả ấ ượ do công ngh s n xu t c a mình, chính xác là khó khăn đ đ m ch t l ỹ ng k

ậ ướ ệ ả ể ả ề ấ ộ ớ ỉ thu t, trong n ệ c ch có th đ m đ chính xác đo %, v i đi u ki n s n xu t đi n

ớ ạ ố ử ụ ở ư ằ ỉ ệ ộ ự ự c c siêu t i h n, ng nh quân b ng t vòng s d ng nhi t đ cao và áp l c là

ầ ấ ử ụ ủ ể ằ ộ m t ph n r t nguy hi m, không s d ng cân b ng vòng, không tuân th các tiêu

ẩ ườ ả ằ ể ả chu n ASNE ISO5167, đo l ng chính xác là không th đ m b o r ng đây là

ổ ể ẫ ấ ả ộ Venturi c đi n cao trong s n xu t m t mâu thu n.

ượ ẩ ủ ườ ấ ậ ẩ ộ ố ể Đ ng ng và nh p kh u / xu t kh u c a cùng m t tài Nh c đi m:

ấ ỏ ệ ặ ườ ọ ố li u, các ch t l ng trong ng xói mòn và m c đo l ng chính xác nghiêm tr ng,

ượ ả ủ ấ ả ượ ả ề ả lâu dàikhông đ c đ m b o. Chi u dài c a c u trúc ph i đ ấ c s n xu t theo tiêu

ạ ượ ộ ặ ầ ẩ ế ầ chu nISO5167 yêu c u, ho c không đ t đ c đ chính xác c n thi t, các tiêu

ặ ổ ể ầ ấ ủ ẩ chu n ISO5167 c a Venturi yêu c u c u trúc nghiêm ng t c đi n, làm cho nó

ườ ỉ ấ ư ượ ố ố ể ấ ỏ ườ đo l ng t su t l u l ng t i đa / t ả i thi u dòng ch y là r t nh , th ng là trong

3 5. khó

ư ượ ứ ể ả ườ ộ ớ khăn đ đáp ng l u l ng dòng ch y đo l ng biên đ l n.

ư ượ ằ c. Đo l u l ng b ng Nozzle.

ư ượ ằ d. Đo l u l ng b ng Pitot

L u ý:ư

ặ ế ị ư ượ ứ ụ ạ ọ ự ắ Khi ch n l a, l p đ t thi t b đo l u l ng lo i này trong ng d ng công

ệ ầ ư ể nghi p c n l u ý các đi m sau:

ế ượ ệ ổ ể ạ ộ ổ ị c ch t o d a trên công ngh c đi n, ho t đ ng n đ nh

ả ưỡ  C m bi n đ ế ạ ự ả ễ ả ề ữ b n v ng, d b o trìb o d ng.

ả ợ ỗ ợ  Phù h p cho dòng ch y h n h p.

ộ  Đ chính xác th p ấ ở ả ư ượ d i l u l ỏ ng nh .

ư ượ ạ ố ẫ

 S d ng k thu t đo l u l ỹ ả ộ ơ ử ụ ậ ỏ ỏ đ i h i ph i tiêu hao thêm năng l ậ ế ng chi t tách trong m t đo n ng d n, vì v y ạ ượ ng khi ch y b m.

ầ ặ ấ ị ỗ ỗ ấ ể orifice, đi m trích l đo áp su t

 Yêu c u chính xác v trí l p đ t t m l ấ ể ồ ả ồ ắ ỗ ầ đ u ngu n và đi m trích l ạ đo áp su t phía h ngu n dòng ch y.

ế ư ượ ộ ố ề ả ả ự ệ ấ M t s hình nh v c m bi n l u l ng d a vào chênh l ch áp su t:

ả ng đi n t

ế ư ượ ự ậ ị Faraday

ể ượ ệ ừ . ng đi n t ả ủ ệ

ệ ừ ể ạ ệ ừ ho t đ ng d a vào đ nh lu t đi n t ộ ấ ỏ ẫ ặ ố ẫ ừ ườ tr

ẽ

ệ

ế ư ượ 2. C m bi n l u l ệ ừ ạ ộ ả C m bi n l u l ấ ỏ c dùng đ đo dòng ch y c a ch t l ng có tính d n đi n. Hai cu n dây ắ đ t o ra t ả ở ớ ị ả ứ ố ộ ủ ả ỷ ệ ự ế ả ứ ủ ạ ng (B) đ m nh c t ngang m t ng d n ch t l ng (hình ộ ấ ỏ ố ườ ng ng s sinh ra m t ệ ự ặ ườ ượ ấ c l y ra b i hai đi n c c đ t ngang đ ng ộ ệ tr c ti p v i biên đ đi n áp c m ng đo

và đ đi n t ậ 2). Theo đ nh lu t Faraday, khi ch t l ng ch y qua đ ệ đi n áp c m ng. Đi n áp này đ ố ng. T c đ c a dòng ch y t l c.ượ đ

ả

ả ứ

: đi n áp c m ng E=KDBv, B t

ệ ừ ng đi n t ệ

ệ ự

ấ ẫ

ệ

ừ ng, D chi u dài ch t d n đi n (kho ng cách 2 đi n c c đo đi n áp

ế ư ượ ề ậ ố

ả

ế Hình 2: C m bi n l u l ườ ả tr ệ ố ả ứ c m ng), v v n t c dòng ch y, K h s .

ộ ặ ồ ng B có th đ Cu n dây t o ra t

ể ượ ộ

ằ ệ

ề ồ ồ ạ ằ c kích ho t b ng ngu n AC ho c ẽ ượ c kích thích b ng tín ớ ụ ỏ ơ i là dòng tiêu th nh h n so v i vi c kích ạ ằ ng pháp kích ho t b ng ngu n AC nh y

ệ ạ ằ ớ ạ ệ ự ễ ố

ơ ữ ồ ố ớ ệ ườ ệ ượ ấ ng là v n đ l n đ i v i h đo đ c c p ngu n AC và không

ể ề ớ ươ ạ ằ ượ ồ ỉ ừ ườ ạ tr ạ ằ ồ DC. Khi kích ho t b ng ngu n AC 50Hz, cu n dây s đ ậ ợ ề hi u xoay chi u. Đi u này có thu n l ươ ho t b ng ngu n DC. Tuy nhiên ph ả c m v i nhi u. Do đó, nó có th gây ra sai s tín hi u đo. H n n a, s trôi l ch ể đi m “không” th ể th căn ch nh đ ng pháp kích ho t b ng ngu n xung DC cho ấ ở ậ c. B i v y, ph

ả ạ ả ả i hi u qu cao. Nó giúp gi m dòng tiêu

ộ ụ ng là gi ấ i g p ph i v i ngu n AC.

ệ ả ớ ế ệ ồ ượ ở c ệ ự ằ hai đi n c c n m trên

v B q E q . . .

u D

U D v B

. .

ườ ườ ư ố ừ ườ i pháp mang l cu n dây t tr ề ấ ợ ặ ả ẹ th và gi m nh các v n đ b t l ệ ộ ớ V i đi n tr ấ ng l u ch t có đ ng E ta có m t đi n th U đo đ ng kình D.

)

ớ ậ ố ư ượ ặ ắ ệ ể V i v n t c v, ta có l u l ng tính theo th tích khi đi n tích m t c t

Dp ( 2

2 D V . .

ẫ ủ ố ngang c a ng d n la

D B

p 4vQ

p 4v

hay

L u ý:ư

ố ớ ệ ố ế ư ượ ặ ả ệ ừ ầ ư ế ắ Đ i v i h th ng l p đ t c m bi n l u l ng đi n t c n l u ý đ n các

ể

đi m sau: ỉ ấ ỏ ệ ể ả ẫ  Ch có th đo ch t l ng có kh năng d n đi n;

ấ ạ ộ ẫ ệ ộ  S ch n l a các đi n c c thay đ i tùy thu c vào đ d n đi n, c u t o ổ

ố ặ ệ ự ắ ự ọ ự ườ đ ng ng và cách l p đ t.

ầ ư ư ượ ệ ế ấ ả ổ  Không có t n hao trong h áp su t, nên c n l u ý đ n d i đo l u l ng

th p.ấ

ợ ấ ơ ẩ

ư ư ượ ng ch t l ng ăn mòn, d b n, đ c s t nh xi ậ ắ ả ặ ệ ộ ấ ỏ ế ạ

ẫ ố  R t thích h p đo l u l ặ ạ măng, th ch cao, … vì c m bi n đo lo i này không có các b ph n l p đ t phía trong ng d n.

ị ư ượ ả ộ ố ỉ  Đ chính xác cao, sai s ±1% d i ch th l u l ng.

 Giá thành cao h n.ơ

ề ư ượ ộ ố ệ ừ ả ả M t s hình nh v l u l ế ng c m bi n đi n t

ả 3. C m bi n l u l

ư ượ ủ ệ ự ắ ự ẫ ố

ế ư ượ ng Coriolis. ế ả Đây là nhóm c m bi n đo l u l ố ượ ng kh i l ở ố ệ ạ ẳ

ặ ả ẳ

ễ ấ ế ị ư ộ

ế ư ượ

ạ

ố

ng Coriolis ng đôi d ng cong Delta

ộ ẽ ệ ượ ễ ố ộ ự ế ư ượ tr c ti p l u l ơ ể ự ặ đ t có th th c hi n b i ng th ng đ n, hay ng đôi có đo n cong (hình 3). C u ơ ủ ố trúc c a ng th ng đ n thì d dàng khi ch t o, l p đ t và b o trì b o d ạ nh ng thi ủ ố trúc c a ng đôi cong cho phép lo i b đ ả ẫ hai ng d n dòng ch y dao đ ng ng ổ ế ng khá ph bi n. Chúng th c hi n đo ấ ỏ ả ng c a dòng ch t l ng ch y qua ng d n. S l p ố ấ ả ưỡ ế ạ ng ạ ả ấ ớ t b đo lo i này r t nh y c m v i nhi u và tác đ ng bên ngoài. C u ả ạ ỏ ượ c nhi u tác đ ng vào k t qu đo vì c nhi u. ắ ễ ễ c pha nhau nên s tri ế ượ t tiêu đ

Hình 3: C m bi n l u l ả

ả Đ i v i c m bi n đo l u l

ố t b i t ế ư ượ t n s c ng h

ở ầ ố ộ ả ấ ỏ ẫ ng Coriolis, hai ng d n ch t l ng ch y qua ạ ưở ng m nh bên ngoài. tr ự ố ặ ng đ c bi ẫ

ấ ỏ ủ ố

ộ

ẳ ắ ủ ẫ ng đ i ngh ch v i h

ố ớ ả ộ c cho dao đ ng ắ ầ ủ ắ ở ướ h ấ ỏ ẫ ị ố ươ ẳ

ệ ự ặ ả ả ượ ệ ở ừ ườ đ ấ ỏ ạ ấ ỏ Khi ch t l ng b t đ u ch y qua các ng d n ch t l ng, nó t o ra l c Coriolis. ể ẫ ộ ạ ớ ộ Dao đ ng rung c a các ng d n cùng v i chuy n đ ng th ng c a ch t l ng, t o ệ ượ ố ệ ượ ng xo n này là do tác đ ng ra hi n t ng xo n trên các ng d n này. Hi n t ớ ướ ự ố ố ủ ự ng bên kia c a các ng d n và s c a l c Coriolis ở ủ ứ ộ ể ế ẫ ả ả c n tr c a ch t l ng ch y trong ng d n đ n ph ng chuy n đ ng th ng đ ng. Các sensor đi n c c đ t c phía dòng ch y vào (Inlet pickoff) và phía dòng

ề ự ị ủ ể ố ờ ị

ả ệ

ự ế ư ố ố ượ ượ ể ị ệ ch y ra trên thành ng đ xác đ nh sai l ch th i gian v s d ch pha (Δt) c a tín ệ hi u vào (Inlet pickoff signal) và tín hi u ra (Outlet pickup signal). S d ch pha ố này (Δt) đ ự ị ả ng dòng ch y qua ng. c dùng đ xác đ nh tr c ti p l u t c kh i l

ọ ạ ộ ủ ả ế ư ượ ấ ng Coriolis khi ch t

ấ ỏ ể

ế ấ

ộ ấ ỏ ượ ổ ộ Hình 4 minh h a ho t đ ng c a c m bi n l u l ứ ỏ l ng đ ng im (No flow) và ch t l ng di chuy n (Flow). Ư ể Tuy n tính, sai s r t th p, vùng đo r ng, đo đ ố ượ ư ố ấ c l u kh i ệ c ch t l ng s t hay khí, đo

ấ ỏ u đi m: ỷ ọ tr ng thay đ i hay pha tr n, đo đ c ch t l ng và khí. ấ ư ch t l u có t ượ cùng lúc đ

ượ ấ ư ể ố ướ ỏ ừ c nh t Nh

ả ể dao đ ng ch t l u có th gây sai s , kích th ộ c đi m: ụ 1/166 inch, gây s p áp cao. ế ư ượ C m bi n l u l

ưở ệ ộ ủ ng c a nhi ấ t đ , áp su t,

 Đo tr c ti p l u t c kh i l ự ế ư ố ả ạ ặ ng Coriolis có đ c tính sau: ạ ỏ ả ố ượ ng, lo i b nh h ế hình d ng dòng ch y đ n phép đo.

ộ  Đ chính xác cao.

ế ỷ ọ ng và t tr ng b i vì

ư ượ ỷ ọ ụ ộ ộ ở ả ấ ỏ tr ng ch t l ng ch y

 C m bi n đo cho phép mô ph ng quá trình đo l u l ả ỏ ơ ả ủ ố ầ ố t n s dao đ ng c b n c a ng ph thu c vào t qua ng.ố

ệ ặ t (ví d nh ch t l ng

ạ ng ch t l ng d ng đ c bi ấ ỏ ượ ư ượ c l u l ấ ạ ắ ọ ở

ự ệ ẫ ả ố ấ ỏ Không đo đ ớ ấ ớ v i ch t khí hay h t r n; ch t khí v i ch t l ng có b t; …) b i vì các h t/v t ộ ấ ặ ch t đ c bi ụ ư ấ ỏ ạ ậ ủ ố t này làm gi m s dao đ ng c a ng d n, gây ra sai s phép đo.

ế ư ượ ộ ố ề ả ả M t s hình nh v c m bi n l u l ng Coriolis:

ả ng siêu âm

ế ư ượ ệ ứ ự ượ ế ư ượ C m bi n l u l ng siêu âm d a vào hi u ng Doppler đ ể ệ c th hi n

4. C m bi n l u l ả trên hình.

ả ế ư ượ ệ ứ ự Hình 5: C m bi n l u l ng siêu âm d a trên hi u ng Doppler: l u

ầ ố

ng th tích Q = KΔ(f1,f2), f1 t n s sóng phát, f2 t n s sóng thu v , K ậ ầ ố ạ ặ ắ ạ ị ả ấ ả ớ ộ ư ề i/ph n x , v trí v t ch t ph n x , m t c t ngang. ể ượ l ụ ệ ố h s , ph thu c góc t

ộ ồ ả ề

ộ ấ ỏ ự ệ ớ ậ ố

ặ ể

ạ ậ ạ ậ ế ả ộ

ế ớ ầ ố ấ ấ ữ ầ ố

ả ạ ủ ạ ậ ế ư ượ ấ ỏ

ế ộ t.

ộ C m bi n này bao g m b phát và b thu. B phát th c hi n lan truy n ả sóng siêu âm v i t n s f1=0.510MHz vào trong ch t l ng v i v n t c là v. Gi ấ ỏ ậ ố ớ ọ ử ằ s r ng h t v t ch t ho c các b t trong ch t l ng di chuy n v i cùng v n t c. ộ ầ ố ớ ề ạ ữ Nh ng h t v t ch t này ph n x sóng lan truy n đ n b thu v i m t t n s f2. ể ầ ượ ề ủ ầ ố ệ Sai l ch gi a t n s phát ra và t n s thu v c a sóng cao t n đ c dùng đ đo ệ ầ ạ ả ở ậ ố v n t c dòng ch y. B i vì lo i c m bi n l u l ng siêu âm này yêu c u hi u ệ ượ ớ ấ ả qu ph n x c a h t v t ch t trong ch t l ng, nên nó không làm vi c đ c v i các ch t l ng m t pha, tinh khi ế ế ạ

ả ấ ỏ ả C m bi n siêu âm xuyên th ng (transittime). C m bi n lo i này (hình 6) ấ ỏ ẳ ố ớ ả ấ ạ ư ượ ẫ ạ ng đ i v i ch t l ng/khí r t s ch (không l n t p

ể có th cho phép đo l u l ch t). ấ

ồ ế ị ế ắ ọ t b bi n đ i sóng siêu âm l p d c

ẫ ả ộ

C u t o c a nó bao g m m t c p thi ờ ồ ổ ớ ụ ủ ộ ộ ặ ồ ổ ấ ạ ủ ố ỗ c. M i thi

ả ế ị ế ế ị ộ ế ị ướ ệ t b bi n đ i bao g m b thu và b phát, chúng phát và t b kia thu). Dòng ch y trong t b này phát thì thi

ượ ủ ể ờ ậ ả ng gây ra s sai l ch th i gian c a chùm sóng siêu âm khi di chuy n ng c dòng

hai bên thành ng d n dòng ch y, đ ng th i làm v i tr c c a dòng ch y m t góc ị xác đ nh tr nh n tín hi u chéo nhau (thi ệ ự ố và xuôi dòng ch y.ả

ị ệ ề ờ ả

ầ ộ ể có đ chính xác cao đ

ậ ố ả ế ự ệ ặ ủ Đo giá tr sai l ch v th i gian c a chùm sóng xuyên qua dòng ch y này ỏ ờ ệ ự ị ả cho phép ta xác đ nh v n t c dòng ch y. S sai l ch th i gian này vô cùng nh ệ ử ế ị ệ ừ , đi n t t b đi n t (nano giây), do đó c n ph i dùng thi ờ ự ế th c hi n phép đo, ho c ti n hành đo tr c ti p th i gian này.

ế ả ắ Hình 6: C m bi n siêu âm xuyên th ng

ệ ứ

ế ế

ự

ả

ế ư ượ

ấ ỏ

ệ

ẫ

ẳ

ỹ

ậ ng xuyên th ng đ a ra k thu t đo ch t l ng không d n đi n

 C m bi n l u l và ăn mòn.

ả

 C m bi n l u l

ế ư ượ ầ ắ ỏ

ườ ặ ng siêu âm l p đ t gá, k p vào đ ố ộ

i, cho phép ể ự i thi u s ệ ố

ắ ủ ấ ỏ

ộ ạ

ộ

ẹ ặ ầ ườ không c n c t b ho c phá h y m t ph n đ ườ ế tác đ ng con ng

ố ệ ạ ng ng hi n t ạ ỏ ế ổ ng ng, lo i b đ n t ự ụ ẩ ả i đ n ch t l ng đ c h i và gi m s b i b n cho h th ng.

ầ ắ

ự

ặ

ả

ố

 Không có thành ph n l p đ t trong ng, không làm gi m áp l c.

ể ắ L u ý:ư ặ ả ắ Khi l p đ t c m bi n siêu âm, c n l u ý đ n các đi m sau:  C m bi n l u l ế ư ượ ầ ư ng d a vào hi u ng Doppler không đ t.

ổ ậ ủ ả

ộ ậ

ế

ể

ạ

ả

ớ

 Đi m n i b t c a c m bi n siêu âm là k t qu phép đo đ c l p v i hình d ng

dòng ch y.ả

ả ầ ượ

ắ

ầ ố

ề

 Giá thành đ t và dòng ch y c n đ

c đi n đ y ng.

ộ ố ề ả ế ả M t s hình nh v c m bi n siêu âm:

ư ượ ằ ặ 5. Đo l u l ạ ng b ng turbine ho c cánh qu t

ầ ử ả ậ ộ ướ ượ ặ ể c m nh n là m t rotor h ụ ng tr c, đ c đ t đ quay

Nguyên lý: Ph n t ấ ỏ do dòng ch t l ng đi qua.

ố

ị ờ ố ộ ế ệ t di n A.

ằ

ế ằ ố ộ c đo b ng c m bi n đo t c đ .

ồ ộ ơ S vòng quay trong m t đ n v th i gian: n = k.v ệ ố ỉ ệ Trong đó: k là h s t l và là t c đ dòng qua ti ư ượ ng b ng: Q = A.v L u l ể ượ ố S vòng quay có th đ ể ư ượ ồ Đ ng h đo l u l ả ng ki u tuabin Merlion LXL200 (DN 200)

ề ằ ơ ể Đ ng h tuabin MERLION LXL có c c u truy n đ ng b ng c , dùng đ

ườ ố ạ ơ ấ ạ ộ ươ ồ ư ượ c l nh trên đ ng ng kín t i các khu th ng m i và công ồ ướ ạ ng n

đo l u l nghi p.ệ

ồ ồ ắ ả

ộ ộ ậ ạ ộ

ộ ủ ượ ụ ủ ờ ể ế ả ề ớ c truy n t i thi t

ỉ ượ ạ ộ ng n

ỏ

ồ ượ ấ ạ c c u t o b i 3 ph n chính: v gang c u đ ỉ Đ ng h có cánh xo n quay xung quanh tr c c a dòng ch y trong đ ng ự ế ậ ủ ộ ả c ch y qua. ầ ộ ị ượ ậ ỉ ị ầ ượ ơ ệ c s n tĩnh đi n, ỹ ậ ệ ằ c làm b ng v t li u k

ậ

tua bin và b ph n ch th . Tua bin và b ph n ch th đ thu t giúp đ m b o tính chính xác cao. ồ ượ ả ẩ ấ ấ

ồ ầ ố

ể

ấ ỏ ng chuy n ti p Qt … Qs là ± 2%. ng nh nh t Qmin … Qt là ± 5%

ồ ể ồ ộ h . B ph n chuy n đ ng ho t đ ng tr c ti p nh tác đ ng c a dòng ch y. ơ ấ ơ ọ ằ B ng c c u c h c, ho t đ ng c a b ph n chuy n đ ng đ ướ ị ể ổ ị b ch th đ tính t ng l ở ồ Đ ng h đ ậ ộ ả ả Đ ng h đ c s n xu t theo tiêu chu n ISO 4064 c p B. ẩ Đ u n i bích theo tiêu chu n ISO 70052 và ISO 70053. ố ư ượ ế Sai s l u l ố ư ượ Sai s l u l ệ ộ ố t đ t Nhi ấ ố Áp su t t i đa cho phép là 40ºC i đa cho phép là 10 bar

ứ ằ ệ ế ả 6. Đo m c b ng c m bi n đi n dung.

ớ ệ ả ứ ệ ế Gi i thi u c m bi n đo m c đi n dung FinetekType: SA

ộ ệ ượ ấ ỏ ệ

ẫ ệ ự ữ ấ ứ c nhúng vào ch t l ng. Đi n dung gi a ổ ồ ượ c đo và thanh đ i theo m c ch t

ứ ạ ắ

+ e

d d

� 1 � e � 1

� � �

=� L

L 1

d 2 d 1 pe 2

1 e

+ e

pe 2 d 2 d 1

1 ộ ẫ

ệ ữ ứ ệ ự Nguyên lý: M t đi n c c cách đi n đ thanh d n bên trong đi n c c và thành b n đ ệ ỏ l ng (a), (b) công t c m c d ng đi n dung. ệ Quan h gi a đi n dung và m c L

d d N u ch t l ng có đ d n đi n cao, ta có th đ n gi n công th c trên.

pe 2

d 2 d 1

=� L

pe e 2

0 1

1 d 2 d 1

ấ ỏ ể ơ ứ ệ ế ả

ớ ệ ả ứ ệ ế Gi i thi u c m bi n đo m c đi n dung FinetekType: SA

ớ ệ a. Gi

ế ệ ả

ứ ữ ế ị ộ i thi u chung. ế C m bi n đo m c đi n dung Finetek (tên ti ng Anh: Capacitance Level ứ ủ Switch) là m t trong nh ng thi ả t b đo m c c a hãng Finetek Đài Loan, dòng c m

ứ

ạ ộ ủ ế ủ ả ệ ấ ỏ ấ ạ ứ ế ộ

ụ ủ ứ

ả ứ ế bi n này ho t đ ng trên nguyên lý c m ng đi n dung “capacitance effects”, ng ứ ụ d ng ch y u c a c m bi n dùng đo m c ch t l ng, đo m c ch t d ng b t. b. Các TYPE và ng d ng c a TYPE: ẩ ụ ứ ể ơ Ki u tiêu chu n (SA110 & SA111 A/B/C): Dùng trong các ng d ng c

b nả

ệ ứ ớ ườ t cao (SA120 & SA128 A/B/C): Đo m c v i các môi tr ng

có nhi

ứ

ườ ấ tr

ị ể Ki u ch u nhi ệ ộ t đ cao ố ể Ki u ch ng ăn mòn (SA130 & SA132 A/B/C): Dùng báo m c trong môi ng có hóa ch t ăn mòn ờ ứ ự ể ầ ộ Ki u đ u dò tách d i (SA140 A/B/C): Dùng đo m c trong khu v c có đ

rung cao

ứ ố

ể ầ Ki u đ u đo n i dây dài (SA150 A/B/C): Dùng đo m c trong két, silo có ướ ớ c l n kích th

ầ ứ ấ

ẳ ổ ấ ị ự ể ể ổ Ki u đ u đo ph ng (SA160 A/B/C): Đo m c trong các v trí th p Ki u phòng n c p 1 (SA270~ SA279): Dùng cho khu v c phòng n Zone

1, 2

ấ ể ứ

ổ ấ ầ ổ ả ế ị t b phòng n cách ly SA75U.

ạ ổ ệ ừ ự ị (SA180 & SA181 A/B/C): Dùng cho khu v c b

Ki u phòng n c p 0 – an toàn b n ch t (SA370 ~ SA378): Dùng báo m c ổ phòng n Zone 0, yêu c u b sung thi Lo i mi n nhi m đi n t ệ

ấ ỏ ự ứ ể ầ ồ

ễ tĩnh đi n có th phóng. ế c. Cách tùy ch n c m bi n đi n dung SA: ự ế ủ ậ ệ ầ ọ ể ế ủ ọ ả ầ

ễ ể ọ ả ệ D a vào nhu c u th c t t c a v t li u/ch t l ng c n đo m c, ki u b n, ứ ụ ng d ng đ u ra, khách hàng có th tùy ch n 100% c m bi n c a h theo form ư nh sau:

ụ ứ

ọ ấ ủ ơ ặ ặ ặ ồ Series: SA ụ Type: Theo m c “Các TYPE và ng d ng c a TYPE:” bên trên ầ C c đ u n i: Ngu n AC ho c DC, đ u ra R le ho c NPN, ho c dùng cho

ố ộ b cách ly SA75U ặ ặ ặ ố

ướ

ặ L p đ t: M t bích ho c n i ren ề c chi u dài c a đ u đo Kích th ế ệ ả ủ ầ ệ ứ ớ Gi i thi u c m bi n đo m c đi n dung FinetekType: SA