Máy đo lưu lượng điện từ Độ chính xác cao 4~20mA

Lưu lượng kế điện từ là thiết bị đo lưu lượng dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ của Faraday và thường được sử dụng để đo lưu lượng của chất lỏng hoặc chất lỏng dẫn điện. Nguyên lý làm việc của nó chủ yếu dựa trên định luật cảm ứng điện từ và quy trình cụ thể như sau:

1. **Nguyên lý cảm ứng điện từ**:
Theo định luật cảm ứng điện từ Faraday, khi một chất lỏng dẫn điện chạy qua một từ trường đều thì các hạt tích điện trong chất lỏng sẽ tạo ra một suất điện động (tức là điện áp cảm ứng) dưới tác dụng của từ trường. Lực điện động này có liên quan đến các yếu tố như tốc độ dòng chảy của chất lỏng, cường độ từ trường và đường kính trong của đường ống.

2. **Thành phần cấu trúc**:
- **Nam châm**: dùng để tạo ra từ trường không đổi.
- **Điện cực**: nằm ở hai bên đường ống của lưu lượng kế, dùng để đo điện áp cảm ứng sinh ra trong chất lỏng.
- **Đường ống**: Đường ống mà chất lỏng đi qua, thường được làm bằng vật liệu cách điện để đảm bảo không ảnh hưởng đến điện trường.
- **Bộ xử lý tín hiệu**: dùng để chuyển đổi điện áp cảm ứng thành tín hiệu dòng.

3. **Quy trình làm việc**:
- Lưu lượng kế điện từ dẫn dòng điện qua chất lỏng trong đường ống, đồng thời nam châm tạo ra từ trường vuông góc với hướng dòng chảy bên ngoài đường ống nơi chất lỏng chảy qua.
- Khi chất lỏng chảy qua từ trường, theo định luật Faraday, các hạt tích điện (như ion) trong chất lỏng bị lệch dưới tác dụng của từ trường, tạo ra một suất điện động. Độ lớn của suất điện động này tỷ lệ thuận với tốc độ dòng chảy của chất lỏng.
- Sức điện động của chất lỏng được điện cực tiếp nhận và truyền đến bộ xử lý tín hiệu thông qua dây dẫn.
- Bộ xử lý tín hiệu tính toán tốc độ dòng chảy của chất lỏng dựa trên tín hiệu điện áp đo được và chuyển đổi thành tín hiệu số phù hợp để hiển thị hoặc ghi.

4. **Công thức tính lưu lượng**:
Độ lớn của suất điện động (( E )) tỷ lệ thuận với tốc độ dòng chất lỏng (( v )), và công thức là:
[
E = k cdot B cdot v cdot D
]
Ở đâu:
- ( E ) là điện áp cảm ứng.
- ( k ) là một hằng số.
- ( B ) là cường độ từ trường.
- ( v ) là tốc độ dòng chảy.
- (D) là đường kính trong của ống.

Theo công thức này, tốc độ dòng chảy (( Q )) có thể được tính bằng điện áp cảm ứng.

5. **Ưu điểm**:
- **Không có bộ phận chuyển động cơ học**: Do đó, việc bảo trì ít và tuổi thọ dài.
- **Phạm vi ứng dụng rộng rãi**: Nó có thể được sử dụng cho nhiều chất lỏng và chất lỏng dẫn điện khác nhau, đồng thời được sử dụng rộng rãi trong hóa chất, xử lý nước thải, chế biến thực phẩm và các ngành công nghiệp khác.
- **Độ chính xác cao**: Nó có thể cung cấp phép đo lưu lượng có độ chính xác cao.
- **Không bị ảnh hưởng bởi mật độ, độ nhớt, v.v. của chất lỏng**: Nó chỉ liên quan đến tốc độ dòng chảy và độ dẫn điện của chất lỏng.

6. **Điều kiện áp dụng**:
- Chất lỏng phải có tính dẫn điện hoặc có độ dẫn điện nhất định (như nước, axit, kiềm, bùn…).
- Vị trí lắp đặt lưu lượng kế phải đảm bảo sự ổn định của dòng chất lỏng và tránh nhiễu loạn và rung động mạnh.

Nhìn chung, nguyên lý làm việc của lưu lượng kế điện từ là tính toán tốc độ dòng chảy dựa trên tốc độ dòng chảy của chất lỏng, cường độ từ trường của đường ống và lực điện động thông qua định luật cảm ứng điện từ Faraday, có ưu điểm là độ chính xác cao. và ổn định lâu dài.

Khi chọn lưu lượng kế điện từ, thông thường cần xác định model phù hợp dựa trên các thông số chính sau. Các thông số này ảnh hưởng đến hiệu suất, chi phí lắp đặt và vận hành của lưu lượng kế. Sau đây là các thông số chung cần xem xét khi lựa chọn lưu lượng kế điện từ:

1. **ID đường ống (Kích thước đường ống)**
- **Phạm vi đường kính trong**: Phạm vi đo của lưu lượng kế điện từ thường liên quan đến đường kính trong của đường ống. Kích thước ống phổ biến dao động từ vài mm đến vài mét.
- **Đường kính trong của lưu lượng kế** cần khớp với đường kính trong của ống đo để đảm bảo chất lỏng có thể chảy ổn định qua cảm biến. Nói chung, lưu lượng kế điện từ có đường kính trong bằng hoặc lớn hơn một chút so với đường ống được chọn để thu được phép đo lưu lượng ổn định.

2. **Phạm vi dòng chảy**
- **Lưu lượng tối đa**: Xem xét yêu cầu lưu lượng tối đa trong ứng dụng. Khi chọn lưu lượng kế, phạm vi đo của lưu lượng kế phải bao trùm toàn bộ phạm vi biến đổi lưu lượng để đảm bảo độ chính xác.
- **Lưu lượng tối thiểu**: Độ chính xác đo của lưu lượng kế điện từ kém trong điều kiện lưu lượng thấp, vì vậy hãy đảm bảo lưu lượng kế được chọn có thể đáp ứng yêu cầu về lưu lượng tối thiểu.
3. **Phạm vi tốc độ dòng chảy**
- **Phạm vi tốc độ dòng**: Tốc độ dòng chảy là một trong những yếu tố quyết định độ chính xác của phép đo của lưu lượng kế điện từ. Lưu lượng kế khác nhau có phạm vi tốc độ dòng chảy áp dụng khác nhau. Nói chung, phạm vi tốc độ dòng chảy của lưu lượng kế điện từ là khoảng từ 0,3 m/s đến 10 m/s. Chọn phạm vi tốc độ dòng chảy thích hợp theo đặc tính của chất lỏng và điều kiện dòng chảy thực tế.
4. **Tính chất lỏng**
- **Độ dẫn**: Lưu lượng kế điện từ chỉ có thể đo được chất lỏng dẫn điện nên cần đảm bảo chất lỏng có độ dẫn điện nhất định (như nước, bùn, axit, kiềm, v.v.). Độ dẫn điện của chất lỏng thường cần lớn hơn 5 μS/cm.
- **Nhiệt độ chất lỏng**: Các loại lưu lượng kế điện từ khác nhau có phạm vi nhiệt độ hoạt động áp dụng khác nhau. Nhiệt độ hoạt động phổ biến là -20oC đến +150oC và một số mẫu đặc biệt có thể chịu được nhiệt độ cao hơn hoặc thấp hơn. Chọn một lưu lượng kế phù hợp theo nhiệt độ của chất lỏng.
- **Áp suất chất lỏng**: Chọn lưu lượng kế theo áp suất trong điều kiện làm việc thực tế để đảm bảo lưu lượng kế không bị hư hỏng trong quá trình vận hành. Phạm vi áp suất phổ biến thường là 6 bar, 16 bar hoặc 40 bar.

5. **Vị trí và phương pháp lắp đặt**
- **Phương pháp lắp đặt**: Lưu lượng kế điện từ thường được lắp đặt theo chiều ngang hoặc chiều dọc. Đối với chất lỏng không nhớt, có thể chọn lắp đặt theo chiều ngang; đối với chất lỏng có các hạt rắn, nên lắp đặt theo chiều dọc. Cần phải lựa chọn phương pháp lắp đặt thích hợp theo cách bố trí đường ống và tính chất của chất lỏng.
- **Chiều dài đoạn ống thẳng**: Lưu lượng kế điện từ có yêu cầu cao về độ ổn định của dòng chất lỏng và thường yêu cầu đoạn ống thẳng gấp 5 đến 10 lần đường kính trong của đường ống trước và sau lưu lượng kế để giảm nhiễu loạn vận tốc dòng chảy gây ra bởi khuỷu tay, van, vv.

6. **Vật liệu điện cực và vật liệu lót**
- **Vật liệu điện cực**: Vật liệu điện cực cần được lựa chọn theo độ ăn mòn của chất lỏng. Các vật liệu phổ biến bao gồm thép không gỉ, titan, bạch kim, v.v. Đối với chất lỏng có tính ăn mòn cao, vật liệu có khả năng chống ăn mòn mạnh hơn (như hợp kim titan hoặc bạch kim) thường được chọn.
- **Vật liệu lót**: Vật liệu lót có ảnh hưởng quan trọng đến độ ổn định hóa học của chất lỏng và tuổi thọ của lưu lượng kế. Các vật liệu lót phổ biến bao gồm cao su, polytetrafluoroethylene (PTFE), gốm sứ, v.v. Đối với chất lỏng có độ ăn mòn và nhiệt độ khác nhau, việc chọn vật liệu lót thích hợp có thể cải thiện độ chính xác của phép đo và kéo dài tuổi thọ của lưu lượng kế.

7. **Tín hiệu đầu ra**
- **Ngõ ra tín hiệu analog**: Ngõ ra 4-20mA là ngõ ra tín hiệu tiêu chuẩn phổ biến nhất, phù hợp với hầu hết các hệ thống tự động hóa công nghiệp.
- **Đầu ra tín hiệu xung**: Thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu đếm xung, thường được sử dụng để tích lũy dòng chảy, truyền dẫn từ xa hoặc điều khiển liên kết.
- **Đầu ra tín hiệu số**: Chẳng hạn như Modbus RTU, Profibus, Hart và các đầu ra giao thức khác, phù hợp cho việc truyền dữ liệu và tích hợp với các thiết bị thông minh khác (như PLC, DCS).

8. **Mức độ bảo vệ và điều kiện môi trường**
- **Mức bảo vệ**: Lưu lượng kế nên chọn mức bảo vệ phù hợp tùy theo môi trường sử dụng. Các mức bảo vệ phổ biến là IP65, IP67 và IP68. Chọn mức độ bảo vệ phù hợp tùy theo độ ẩm, bụi và liệu nó có tiếp xúc ngoài trời trong môi trường ứng dụng hay không.
- **Loại chống cháy nổ**: Trong môi trường dễ cháy nổ (chẳng hạn như ngành hóa dầu), bạn có thể cần phải chọn lưu lượng kế điện từ chống cháy nổ.

9. **Phương pháp cấp nguồn**
- **Yêu cầu về nguồn điện**: Tùy thuộc vào điều kiện nguồn điện tại chỗ, lưu lượng kế điện từ có thể được cấp nguồn bằng dòng điện xoay chiều (AC) hoặc dòng điện một chiều (DC). Yêu cầu nguồn điện phổ biến là 24V DC hoặc 110/220V AC.
- **Phiên bản năng lượng thấp**: Đối với những lắp đặt ở xa hoặc những nơi không có nguồn điện ổn định, bạn có thể chọn phiên bản năng lượng thấp hoặc model sử dụng năng lượng mặt trời.

Nguyên tắc đo lường

Nguyên lý đo của lưu lượng kế điện từ dựa trên định luật cảm ứng điện từ Farady. Cảm biến chủ yếu bao gồm ống đo có lớp lót cách ly, một cặp điện cực được lắp đặt bằng cách xuyên qua thành ống đo, một cặp cuộn dây và lõi sắt để tạo ra từ trường hoạt động. Khi chất lỏng dẫn điện chảy qua ống đo của cảm biến, tín hiệu điện áp tỷ lệ thuận với vận tốc dòng chảy trung bình của chất lỏng sẽ được cảm ứng trên các điện cực. Tín hiệu được khuếch đại và xử lý bởi bộ phát để thực hiện các chức năng hiển thị khác nhau.

Sơ đồ mạch chuyển đổi

Bộ chuyển đổi cung cấp dòng điện kích thích ổn định cho cuộn dây trong cảm biến của lưu lượng kế điện tử để lấy B không đổi và khuếch đại suất điện động rồi chuyển đổi thành tín hiệu dòng điện hoặc tần số tiêu chuẩn để sử dụng cho việc hiển thị, điều khiển và xử lý. Sơ đồ mạch chuyển đổi được thể hiện trên hình 2.1.

Bảng menu cài đặt thông số

Menu cài đặt bộ chuyển đổi bao gồm 45 mục. Nhiều trong số chúng được nhà sản xuất thiết lập trước khi vận chuyển. Không cần thiết phải thay đổi chúng khi áp dụng. Chỉ có một vài trong số chúng được người dùng đặt theo ứng dụng. Các mục menu được liệt kê trong bảng dưới đây:

Ứng dụng kịch bản:

Câu hỏi thường gặp
1. Hỏi: Cần cung cấp thông tin gì để chọn model phù hợp?
A: Trường ứng dụng, Áp suất danh nghĩa, Nhiệt độ trung bình và trung bình, Nguồn điện, Đầu ra,
Phạm vi dòng chảy, Độ chính xác, Kết nối và các thông số khác.
2. Q: Bạn là công ty thương mại hay nhà sản xuất?
Trả lời: Chúng tôi là nhà sản xuất được ISO phê duyệt chuyên về dụng cụ đo mức và lưu lượng.
Dịch vụ OEM & ODM có sẵn. Chào mừng đến thăm chúng tôi tại Trung Quốc.
3. Hỏi: MOQ của bạn là gì?
Trả lời: Để bắt đầu hợp tác, đơn hàng mẫu có thể được chấp nhận.
4. Hỏi: Ngày giao hàng của bạn đối với Máy đo lưu lượng dầu diesel nhiên liệu tuabin mini thông minh là ngày nào?
A: Ngày giao hàng là khoảng 3-15 ngày làm việc sau khi nhận được thanh toán.
5. Hỏi: Điều khoản thanh toán của bạn là gì?
Trả lời: Chúng tôi hỗ trợ T/T, PayPal, Western Union.
Đối với đơn hàng sản xuất hàng loạt, phải đặt cọc trước 30% và số dư 70% trước khi giao hàng.
6. Hỏi: Bạn có bảo hành cho Đồng hồ đo lưu lượng không?
A: Vâng, chúng tôi có bảo hành 12 tháng.