Đồng hồ đo lưu lượng điện từ: Phân loại, cấu tạo, nguyên lý hoạt động

Đồng hồ đo lưu lượng điện từ (Magnetic flow meter) là đồng hồ đo lưu lượng bằng điện áp cảm ứng trên chất lỏng khi nó chảy qua từ trường. Hoạt động dựa trên định luật cảm ứng Faraday, máy đo lưu lượng điện từ có nhiều ưu điểm như độ chính xác cao, ít bị ảnh hưởng bởi chất lỏng, không có bộ phận chuyển động, bảo trì thấp và được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Cùng Kim Thiên Phú tìm hiểu chi tiết cấu tạo, nguyên lý hoạt động các loại máy đo từ, ứng dụng và các yếu tố cần cân nhắc khi lựa chọn thiết bị cho hệ thống.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động đồng hồ đo lưu lượng điện từ

Đồng hồ đo lưu lượng điện từ (hay còn gọi là lưu lượng kế điện từ, đo lưu lượng từ trường hoặc đo lưu lượng điện từ) là một loại đồng hồ đo lưu lượng sử dụng nguyên lý cảm ứng điện từ Faraday để đo tốc độ dòng chảy của chất lỏng dẫn điện.

Đồng hồ đo lưu lượng điện từ bao gồm các bộ phận chính sau:

• Cảm biến từ trường: Gồm các cuộn dây điện từ tạo ra từ trường bao quanh ống dẫn.
• Điện cực: Thu thập điện áp được sinh ra do dòng chảy cắt ngang từ trường.
• Bộ xử lý tín hiệu: Chuyển đổi tín hiệu điện áp thu được thành tín hiệu điện tử thể hiện lưu lượng.
• Màn hình hiển thị: Hiển thị giá trị lưu lượng đo được và các thông số vận hành khác.
• Bộ chuyển đổi: Chuyển đổi tín hiệu điện tử thành tín hiệu analog hoặc digital để kết nối với các hệ thống điều khiển tự động.
• Hộp bảo vệ: Bảo vệ các bộ phận điện tử khỏi tác động của môi trường xung quanh.

Nguyên lý hoạt động:

• Tạo từ trường: Một từ trường được tạo ra xung quanh đường ống bằng cách sử dụng nam châm điện.
• Cảm ứng điện: Khi chất lỏng dẫn điện chảy qua từ trường, một điện áp cảm ứng được tạo ra giữa hai điện cực được gắn vào đường ống.
• Đo điện áp: Điện áp cảm ứng này tỉ lệ thuận với tốc độ dòng chảy của chất lỏng.
• Tính lưu lượng: Bằng cách đo điện áp cảm ứng, đồng hồ đo lưu lượng điện từ có thể tính toán được lưu lượng của chất lỏng.

Phân loại máy đo lưu lượng điện từ

Để đáp ứng nhu cầu đa dạng của các ngành công nghiệp, đồng hồ đo lưu lượng điện từ được sản xuất với nhiều loại khác nhau, phân loại dựa trên các tiêu chí sau:

Phân loại theo cảm biến từ trường

• Cảm biến từ trường dạng cuộn dây: Loại cảm biến phổ biến nhất, sử dụng cuộn dây điện từ để tạo ra từ trường. Ưu điểm: chi phí thấp, cấu tạo đơn giản. Nhược điểm: độ chính xác thấp hơn so với cảm biến hiệu ứng Hall.
• Cảm biến hiệu ứng Hall: Sử dụng nguyên lý hiệu ứng Hall để đo từ trường. Ưu điểm: độ chính xác cao, ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu từ. Nhược điểm: chi phí cao hơn so với cảm biến dạng cuộn dây.

Phân loại theo điện cực

• Loại lắp đặt: Điện cực được lắp đặt trực tiếp vào ống dẫn thông qua một lỗ nhỏ. Ưu điểm: dễ dàng lắp đặt, phù hợp cho các đường ống có kích thước lớn. Nhược điểm: có thể ảnh hưởng đến dòng chảy.
• Loại wafer: Điện cực được gắn vào một tấm wafer được kẹp giữa hai mặt bích của đường ống. Ưu điểm: ít ảnh hưởng đến dòng chảy, độ chính xác cao. Nhược điểm: cần tháo rời đường ống để lắp đặt.
• Loại mặt bích: Điện cực được gắn vào mặt bích của đường ống. Ưu điểm: dễ dàng lắp đặt, phù hợp cho các môi trường khắc nghiệt. Nhược điểm: kích thước lớn, cồng kềnh.

Phân loại theo vật liệu

• Thép không gỉ: Chịu được hóa chất ăn mòn, phù hợp cho các môi trường khắc nghiệt.
• Teflon: Chịu được nhiệt độ cao, chống dính, phù hợp cho các ứng dụng đo lưu lượng chất lỏng có độ nhớt cao.
• Hastelloy: Chịu được hóa chất ăn mòn cao, axit, phù hợp cho các ứng dụng đo lưu lượng hóa chất độc hại.

Việc lựa chọn loại đồng hồ đo lưu lượng điện từ phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: loại chất lỏng, điều kiện vận hành, độ chính xác cần thiết, ngân sách. Nên tham khảo ý kiến của các chuyên gia để lựa chọn được loại đồng hồ phù hợp nhất với nhu cầu của bạn.

Ứng dụng của lưu lượng kế điện từ trong công nghiệp

Nhờ độ chính xác cao, ít bị ảnh hưởng bởi yếu tố môi trường và nhiều ưu điểm nổi bật khác, lưu lượng kế điện từ được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Dưới đây là một số ví dụ tiêu biểu:

1. Công nghiệp hóa chất:

• Đo lưu lượng axit, bazơ: Đồng hồ đo lưu lượng điện từ được sử dụng để đo lưu lượng axit sunfuric, axit nitric, axit clohidric, bazơ NaOH, KOH trong các quy trình sản xuất hóa chất.
• Đo lưu lượng dung môi: Dung môi là thành phần quan trọng trong nhiều quy trình hóa chất, và đồng hồ đo lưu lượng điện từ giúp đo chính xác lưu lượng dung môi như ethanol, acetone, benzene.

2. Thực phẩm & dược phẩm:

• Đo lưu lượng nguyên liệu: Đồng hồ đo lưu lượng điện từ được sử dụng để đo lưu lượng nguyên liệu đầu vào như sữa, nước trái cây, bột mì, đường, v.v. trong các nhà máy sản xuất thực phẩm và dược phẩm.
• Đo lưu lượng thành phẩm: Đo lưu lượng thành phẩm như nước ngọt, bia, rượu, thuốc, v.v. giúp đảm bảo chất lượng và sản lượng sản phẩm.

3. Xử lý nước thải:

• Giám sát lưu lượng nước thải đầu ra: theo dõi và kiểm soát lưu lượng nước thải đầu ra từ các nhà máy, khu dân cư, đảm bảo tuân thủ các quy định về môi trường.

4. Dầu khí & năng lượng:

• Đo lưu lượng dầu thô: Đồng hồ đo lưu lượng điện từ được sử dụng để đo lưu lượng dầu thô khai thác từ giếng khoan, vận chuyển qua đường ống.
• Đo lưu lượng khí gas: Đo lưu lượng khí đốt tự nhiên, LPG trong các nhà máy lọc dầu, kho khí đốt.

Ngoài ra, đồng hồ đo lưu lượng điện từ còn được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác như: sản xuất giấy, bột giấy, điện, ngành khai khoáng, hệ thống tưới tiêu…

Các yếu tố quan trọng khi lựa chọn thiết bị đo lưu lượng điện từ

Để lựa chọn được máy đo lưu lượng điện từ phù hợp, hiệu quả và đảm bảo độ chính xác cao, cần lưu ý một số yếu tố quan trọng sau:

Loại lưu chất

• Tính dẫn điện: Chọn loại đồng hồ phù hợp với tính chất dẫn điện của lưu chất cần đo. Ví dụ, nước dẫn điện tốt, trong khi dầu mỏ không dẫn điện.
• Độ nhớt: Độ nhớt của lưu chất ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo. Nên chọn đồng hồ có khả năng đo chính xác cho độ nhớt của lưu chất cần đo.
• Tính ăn mòn: Một số lưu chất có tính ăn mòn cao, do đó cần chọn đồng hồ được làm từ vật liệu chống ăn mòn phù hợp.

Thông số kỹ thuật

• Dải đo lưu lượng: Lựa chọn dải đo lưu lượng phù hợp với phạm vi lưu lượng cần đo.
• Độ chính xác: Xác định độ chính xác cần thiết cho ứng dụng cụ thể.
• Vật liệu chế tạo: Chọn loại vật liệu phù hợp với môi trường vận hành và tính chất hóa học của chất lỏng.
• Kiểu kết nối: Lựa chọn kiểu kết nối phù hợp với hệ thống đường ống hiện có.

Các hãng sản xuất uy tín

Trên thị trường hiện nay có nhiều hãng sản xuất máy đo lưu lượng điện từ uy tín như ABB, Siemens, Yokogawa, Endress+Hauser, Krohne, v.v. Nên chọn mua sản phẩm của các hãng có thương hiệu và uy tín để đảm bảo chất lượng và dịch vụ sau bán hàng tốt nhất. Ngoài ra, cũng cần lưu ý một số yếu tố khác như giá thành, điều kiện bảo hành, khả năng tích hợp với hệ thống SCADA, v.v. Nên tham khảo ý kiến của các chuyên gia để lựa chọn được loại đồng hồ phù hợp nhất với nhu cầu của bạn.

Vận hành, bảo trì và hiệu chuẩn đảm bảo hiệu suất đo lưu lượng

Để đảm bảo đồng hồ đo lưu lượng điện từ hoạt động hiệu quả và chính xác trong suốt quá trình sử dụng, cần thực hiện đầy đủ các bước vận hành, bảo trì và hiệu chuẩn theo khuyến cáo của nhà sản xuất.

Vận hành

• Hướng dẫn sử dụng cơ bản: Cần đọc kỹ hướng dẫn sử dụng trước khi lắp đặt và vận hành đồng hồ. Nắm rõ các chức năng, thông số kỹ thuật và thao tác vận hành cơ bản để đảm bảo sử dụng đúng cách.
• Lưu ý về nguồn cấp điện: Đảm bảo nguồn cấp điện ổn định, phù hợp với thông số kỹ thuật của đồng hồ. Sử dụng dây dẫn điện phù hợp và kết nối an toàn để tránh nguy cơ chập cháy, nổ.
• An toàn lao động: Tuân thủ các quy định về an toàn lao động khi làm việc với hệ thống điện và đường ống. Sử dụng các thiết bị bảo hộ lao động phù hợp.

Bảo trì định kỳ

• Vệ sinh: Vệ sinh định kỳ cảm biến, ống dẫn và các bộ phận khác của đồng hồ để loại bỏ bụi bẩn, cặn bẩn có thể ảnh hưởng đến độ chính xác đo.
• Kiểm tra: Kiểm tra định kỳ tình trạng hoạt động của đồng hồ, bao gồm độ chính xác, độ rung, rò rỉ, v.v. Phát hiện sớm và khắc phục kịp thời các sự cố để đảm bảo hoạt động ổn định.
• Bôi trơn: Bôi trơn các bộ phận chuyển động (nếu có) theo khuyến cáo của nhà sản xuất để giảm ma sát, tăng tuổi thọ thiết bị.

Hiệu chuẩn

• Hiệu chuẩn định kỳ: Thực hiện hiệu chuẩn định kỳ theo khuyến cáo của nhà sản xuất, thường từ 6 tháng đến 1 năm một lần. Hiệu chuẩn giúp đảm bảo độ chính xác đo của đồng hồ trong suốt quá trình sử dụng.
• Phương pháp hiệu chuẩn: Có nhiều phương pháp hiệu chuẩn khác nhau, tùy thuộc vào loại đồng hồ và yêu cầu ứng dụng. Một số phương pháp phổ biến bao gồm: hiệu chuẩn bằng so sánh với chuẩn lưu lượng, hiệu chuẩn bằng phương pháp trọng lượng, hiệu chuẩn bằng phương pháp thể tích.
• Cân chỉnh: Sau khi hiệu chuẩn, cần điều chỉnh đồng hồ nếu cần thiết để đảm bảo kết quả đo chính xác.

Đồng hồ đo lưu lượng điện từ là giải pháp đo lưu lượng hiệu quả, chính xác và đáng tin cậy cho nhiều ngành công nghiệp. Với nhiều ưu điểm và ứng dụng rộng rãi, đồng hồ đo lưu lượng điện từ tại Kim Thiên Phú là lựa chọn hàng đầu cho các nhà máy công nghiệp ứng dụng đo lưu lượng chất lỏng, chất khí. Quý khách có nhu cầu tư vấn chọn mua, lắp đặt, thiết kế hệ thống cho lưu lượng kế điện từ, vui lòng liên hệ đến hotline 0906 790 638 để được hỗ trợ chi tiết.