Nguyên lý đo lưu lượng chênh áp

Nguyên lý đo lưu lượng chênh áp. Trong bài này, chúng ta sẽ thảo luận về bộ truyền chênh lệch áp suất . Hiểu một cách đơn giản, máy phát áp suất chênh lệch là một thiết bị đo hai áp suất ngược chiều nhau trong đường ống hoặc bình chứa. Bộ truyền áp suất hoạt động như thế nào?

Để hiểu cơ chế hoạt động của bộ truyền chênh lệch áp suất, chúng ta cần biết một số nguyên tắc của áp suất.

Nguyên tắc của áp suất

Áp suất là kết quả của lực tác dụng lên một đơn vị diện tích.

Trong trường hợp chất lỏng và khí, khu vực này sẽ là bên trong đường ống, bồn chứa, bình chứa hoặc các vỏ kín khác.
Vì áp suất là một đại lượng vật lý nên nó có thể đo được.
Áp suất được đo bằng một trong năm đơn vị sau đây.

– Pascal
– Bar
– Khí quyển tiêu chuẩn hoặc atm
– Torr
– Pound trên inch vuông hoặc psi

Áp suất là gì

Đơn vị áp suất dùng cho công nghiệp phổ biến

Các phép đo áp suất được sử dụng phổ biến nhất trong môi trường xử lý chất lỏng và khí công nghiệp là bar và psi.

Một vạch tương đương với bầu khí quyển của trái đất ở mực nước biển trung bình.

Một pound trên inch vuông là lực của một pound trên diện tích một inch vuông.

Bạn rất có thể sẽ sử dụng các đơn vị đo lường này trong công việc của mình vì chúng được sử dụng phổ biến và hầu hết mọi nhà sản xuất thiết bị đo áp suất đều hiệu chuẩn chúng theo các đơn vị đo lường này.

Đơn vị áp suất

Cấu tạo đo lưu lượng chênh áp

Bây giờ chúng ta đã biết một chút về áp suất, hãy thảo luận về cách một bộ truyền chênh áp thực sự đo áp suất và cho chúng ta biết áp suất là gì.

Từ bây giờ trong bài học này, chúng ta sẽ sử dụng thuật ngữ được sử dụng trong ngành khi chúng ta nói về bộ truyền chênh lệch áp suất. Delta-P hoặc DP là thuật ngữ tiêu chuẩn trong ngành để chỉ áp suất chênh lệch đo được.

Delta, nghĩa là thay đổi , và P nghĩa là áp suất.

Ngoài ra, hầu hết mọi người sẽ đơn giản gọi cảm biến chênh lệch áp suất là cảm biến DP hoặc máy phát.

Từ bây giờ, chúng ta sẽ gọi những thiết bị này như những thiết bị phát DP.

Cảm biến chênh lệch áp suất

Cấu tạo cơ bản 1 cảm biến đo chênh áp gồm các phần sau :

  1. Màn hình hiển thị, tín hiệu ngõ ra
  2. Màng bên trong của cảm biến
  3. Tấm Orifice đi kèm

Cấu tạo cảm biến lưu lượng chênh áp

Phần tử chính sẽ tạo ra sự chênh lệch về áp suất khi dòng chảy trong đường ống tăng lên.

Nguyên lý hoạt động máy đo lưu lượng chênh áp

Phần tử thứ cấp sẽ đo sự chênh lệch áp suất do phần tử sơ cấp tạo ra một cách chính xác nhất có thể.

Phần tử chính đôi khi được gọi là phía cao, và phần tử phụ được gọi là phía thấp.

Điều quan trọng cần nhớ là bên cao và bên thấp không phải lúc nào cũng ở bên áp suất cao và thấp tương ứng của đường ống.

Nguyên lý hoạt động cảm biến lưu lượng chênh áp

Màng kín trong máy phát áp suất chênh lệch

Các phần tử trong máy phát DP sẽ có các màng chắn kín và một trong số các cách để chuyển đổi áp suất tác dụng lên các màng chắn thành tín hiệu điện.

Các loại cảm biến khác nhau trong máy phát áp suất chênh lệch

Các cảm biến như điện dung chênh lệch, dây rung hoặc đồng hồ đo biến dạng được sử dụng để tạo ra tín hiệu điện sẽ được gửi đến vỏ thiết bị điện tử, nơi nó được xử lý, chuyển đổi và khuếch đại thành đầu ra dòng điện hoặc điện áp mà hệ thống điều khiển có thể đọc được.

Nguyên lý hoạt động màng cảm biến chênh áp

Đầu ra điện của cảm biến lưu lượng chênh áp

Đầu ra hiện tại thường là tín hiệu 4-20 miliamp hoặc trong một số trường hợp là tín hiệu 0 đến 5 hoặc 0 đến 10 volt.

Ngõ ra cảm biến chênh áp

Đầu ra điện do mô-đun điện tử máy phát DP tạo ra là tuyến tính và tỷ lệ với Delta-P thực tế đo được.

Tùy thuộc vào phạm vi áp suất đo được, tín hiệu 4 miliampe sẽ bằng Delta-P đo được là 0 psi và tín hiệu 20 miliamp sẽ bằng giá trị đo tối đa. Trong trường hợp này, chúng tôi sẽ nói rằng Delta-P tối đa là 100 psi.

Sử dụng các biến này, chúng ta sẽ biết rằng một tín hiệu 12 miliampe sẽ bằng 50 psi Delta-P.

Mối quan hệ của tín hiệu điện được tạo ra với các đơn vị đo được gọi là đầu ra được chia tỷ lệ.

Ngõ ra tương ứng 4-20ma

Vì vậy, bây giờ chúng ta đã biết áp suất là gì và cách hoạt động của máy phát DP, nó được sử dụng để làm gì? Chà, các ứng dụng phổ biến nhất là để đo mức và lưu lượng.

Ở đây chúng ta sẽ thảo luận về cách một máy phát DP đo lưu lượng nước trong đường ống.

Nguyên lý đo lưu lượng chênh áp

Một cách rất phổ biến để đo lưu lượng bằng máy phát DP là cho phần tử chính tạo ra một chỗ thắt trong đường ống.

Sử dụng phần tử hạn chế ở phía sơ cấp sẽ tạo ra áp suất cao và thấp.

Khi lưu lượng tăng, giảm áp suất nhiều hơn được tạo ra .

Như chúng ta nhớ, phần tử thứ cấp sẽ đo sự chênh lệch áp suất do phần tử sơ cấp tạo ra.

Nguyên lý đo chênh áp

Các phép đo này được gửi đến vỏ thiết bị điện tử, nơi xử lý tín hiệu được thực hiện.

Phương trình Bernoulli

Bằng cách sử dụng phương trình Bernoulli , nói rằng áp suất giảm qua chỗ thắt tỷ lệ với bình phương của tốc độ dòng chảy, Delta-P sau đó được chuyển đổi thành đơn vị lưu lượng.

1 + ½ ρv 2 + ρgh 1 = P 2 + ½ ρv 2 + ρgh 2

Phương trình bernolli là gì

Đơn vị dòng chảy

Các đơn vị lưu lượng này có thể là gallon trên phút (GPM) hoặc mét khối trên giờ (m³ / h) . Sử dụng bộ truyền DP như một phương pháp để đo lưu lượng hoạt động tốt nhất trên chất lỏng tương đối sạch và có độ nhớt thấp.

Bộ truyền lưu lượng Delta-P hỗ trợ một khoảng hoặc phạm vi nhỏ, đó là lý do tại sao chúng được sử dụng rất phổ biến trong các ứng dụng nước và nước thải.

Tóm lược nguyên lý đo lưu lượng chênh áp

Bây giờ chúng ta hãy xem xét những gì chúng ta đã thảo luận.

Máy phát áp suất chênh lệch là một thiết bị có thể tạo ra sự giảm áp suất trong đường ống một cách nhất quán và chính xác, sau đó sử dụng phép đo áp suất ở hai bên để cung cấp tốc độ dòng chảy trong đường ống.

Bộ truyền dòng chênh lệch áp suất có thể dễ dàng lắp đặt trong nhiều ứng dụng. Các nhà sản xuất ngày nay đang cung cấp nhiều loại đầu ra và giao thức điện tử tương thích với hầu hết mọi hệ thống điều khiển công nghiệp trên thị trường.

Chúng là một công cụ hiệu quả để đo lưu lượng và được sử dụng trong ứng dụng phù hợp sẽ mang lại độ tin cậy và dễ bảo trì trong nhiều năm. Với thiết kế đơn giản và đáng tin cậy, lịch sử sử dụng lâu dài trong nhiều ngành công nghiệp, máy phát áp suất chênh lệch chắc chắn sẽ được sử dụng trong nhiều năm tới.

Nguồn bài viết: realpars.com

Bài viết tham khảo : Pressure Switch là gì