Cảm biến nhiệt độ

CẢM BIẾN LƯU LƯỢNGKhái niệm:  Lưu lượng là lượng di chuyển của một khối lượng hay thể tích chất khí hoặc chất lỏng trong một đơn vị thời gian  Đôi khi lưu lượng được tính tổng để tính

Trang 1

CẢM BIẾN LƯU LƯỢNG

Trang 2

Khái niệm:

 Lưu lượng là lượng di chuyển của một khối lượng hay thể tích chất khí

hoặc chất lỏng trong một đơn vị thời gian

 Đôi khi lưu lượng được tính tổng để tính toán số lượng vật liệu chảy

qua hơn là tốc độ dòng chảy

Trang 3

Đơn vị lưu lượng được chọn dựa trên những

yếu tố sau:

 Tr ạng thái vật liệu (khí, dung dịch, chất rắn)

 Đơn vị đo hệ Anh hay hệ SI

 S ố lượng vật liêụ di chuyển trong một

khoảng thời gian là bao nhiêu

 Các đơn vị thông dụng: Gps

(gallons/minute), m 3 /h, kg/h,…

Trang 4

Các loại cảm biến lưu lượng:

 Kiểu chênh lệch áp suất

 Kiểu dòng xoáy (vortex)

Trang 5

Máy đo lưu lượng có thể đo:

 Lưu lượng thể tích (m3/h)

 Lưu lượng khối lượng (kg/min)

 Vận tốc dòng chảy (m/min)

Trang 6

Quan h ệ giữa lưu lượng và vận tốc:

L ưu lượng thể tích = vận tốc x diện tích tiết diện ngang c ủa đường ống

Trang 7

 Quan hệ giữa áp suất và vận tốc:

Áp su ất giảm khi vận tốc tăng và ngược lại

 Quan hệ giữa lưu lượng thể tích và lưu lượng khối lượng:

Lưu lượng khối lượng = khối lượng riêng x

l ưu lượng thể tích

Trang 8

CẢM BIẾN LƯU LƯỢNGCác yếu tố ảnh hưởng đến dòng chảy

Trang 9

Trang 10

Chú ý:

 H ầu hết các thiết kế cảm biến lưu

l ượng đều dựa vào dòng chảy rối đồng

nh ất mới cho kết quả chính xác

 Khi l ắp đặt, người ta phải đảm bảo

dòng ch ảy trong đường ống cần đo lưu

l ượng là dòng chảy rối đồng nhất

Trang 11

CẢM BIẾN LƯU LƯỢNG DỰA VÀO PHÉP

ĐO ÁP SUẤT CHÊNHHoạt động:

 Cho dòng chảy đi qua một đoạn ống bị thu hẹp và đo độ chênh lệch áp

suất ở hai đầu ống, ΔP

 Quan hệ giữa lưu lượng và ΔP là một hàm căn bậc hai, Q = (K ΔP)1/2

 K là hằng số đặc trưng cho chất lỏng

Trang 12

ĐO ÁP SUẤT CHÊNH

Trang 13

CẢM BIẾN LƯU LƯỢNG DỰA VÀO PHÉP ĐO ÁP

Trang 14

ĐO ÁP SUẤT CHÊNHỐng venturi

Trang 15

CẢM BIẾN LƯU LƯỢNG DỰA VÀO PHÉP ĐO

ÁP SUẤT CHÊNHTấm orifice:

Trang 16

SUẤT CHÊNH

Tấm orifice:

Trang 17

CẢM BIẾN LƯU LƯỢNG DỰA VÀO PHÉP ĐO

ÁP SUẤT CHÊNH

Tấm orifice:

 Đây là loại được dùng phổ biến nhất

 T ấm phân biệt mặt vào và mặt ra đối với

dòng chảy

 Với loại dùng cho đường ống có kích thước

l ớn thì không cần phân biệt mặt vào/ra

 Trên tấm orifice có lỗ thông phía trên dùng

cho chất lỏng có lẫn khí và lỗ thông phía

d ưới dùng cho chất khí bị ngưng tụ

Trang 18

SUẤT CHÊNH

Cách đặt các lỗ lấy áp suất trên đường ống nếu sử dụng tấm orifice

Trang 19

KIỂU VORTEX

Trang 20

KIỂU VORTEX

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

 Thân gián đo ạn dòng chảy có nhiệm vụ tạo ra các

ki ểu xoáy định trước

 Đ ộ xoáy tăng khi lưu lượng tăng

 M ột cảm biến bị rung bởi dòng xoáy và chuyển

đ ổi sự rung này thành các xung điện

 M ột bộ chuyển đổi và truyền tín hiệu có chức

năng g ởi tín hiệu đã được hiệu chuẩn đến các

thành ph ần khác của vòng điều khiển

 Ho ạt động được với chất lỏng, khí hoặc hơi

Trang 21

KIỂU TỪ TRƯỜNG

Cấu tạo:

Trang 22

KIỂU TỪ TRƯỜNGNguyên lý hoạt động:

 Nguyên lý gi ống như máy phát điện

 Khi v ật liệu dẫn điện chạy qua từ trường của

cu ộn dây, trên hai điện cực của cảm biến lắp

trên thành ống sẽ xuất hiện điện áp

 Đi ện áp này sẽ tăng khi lưu lượng tăng

 C ảm biến chuyển đổi điện áp này thành tín hiệu

đi ện ngõ ra tỷ lệ thuận với lưu lượng thể tích

Trang 23

KIỂU TỪ TRƯỜNG

Đặc điểm:

 Vật liệu quá trình là chất lỏng hoặc dạng vữa có tính dẫn điện

 Chỉ làm việc chính xác khi điện áp tạo ra đủ lớn

 Cảm biến phải được hiệu chuẩn để phù hợp với vật liệu dẫn điện cần đo

 Các hư hỏng đối với bộ phận cách ly ống và các điện cực có thể dẫn

đến hỏng máy đo

Trang 24

KIỂU THẾ CHỖ

Cấu tạo:

 Khoang chứa

 Các phần tử cơ khí di chuyển theo chất lỏng

 Các van để điều khiển khoang chứa đầy và rỗng

 Một cảm biến - bộ chuyển đổi để tính toán số chu kỳ thực hiện và gởi

tín hiệu đến các phần tử khác trong vòng điều khiển

Trang 25

KIỂU THẾ CHỖNguyên lý hoạt động:

 Khi chất lỏng chảy qua làm các phần tử cơ khí chuyển động

 Khi phần tử cơ khí chuyển động một chu kỳ, một lượng chất lỏng bằng

thể tích khoang chứa đi qua

 Cảm biến gởi ra một tín hiệu khi một khoang chứa đầy

 Lưu lượng = thể tích khoang chứa x số lượng tín hiệu / phút

Trang 26

KIỂU THẾ CHỖCác cơ chế hoạt động:

 Các màng ngăn mềm dẻo

 Piston chuyển động qua lại

 Piston chuyển động quay

 Cách quạt quay

 Bánh công tác và hộp số

Trang 27

KIỂU THẾ CHỖ

Loại sử dụng cơ chế bánh công tác

T ổng Lưu lượng

= s ố vòng quay x thể tích hộc chứa

Trang 28

KIỂU THẾ CHỖLoại sử dụng cơ chế cánh quạt

Trang 29

KIỂU THẾ CHỖChú ý:

 Các bộ phận phải được chế tạo tinh vi để tránh sự rò rỉ và đảm bảo thể

tích ngăn chứa chính xác

 Loại này ít được sử dụng khi chất lỏng có tính ăn mòn hoặc phủ lên

thiết bị nó tiếp xúc

Trang 30

KIỂU TUABIN

Cấu tạo:

Trang 31

KIỂU TUABINNguyên lý hoạt động:

 Chất lỏng chạy qua làm tuabin quay với tốc độ tỷ lệ với lưu lượng

 Một cảm biến sẽ đếm số vòng quay của tuabin và sẽ gởi ra một tín hiệu

xung ứng với mỗi vòng quay của tuabin

 Số lượng xung trong một khoảng thời gian cho trước được dùng để xác

định lưu lượng

Trang 32

KIỂU TUABINChú ý:

 Loại này có thể dùng với chất lỏng và khí

 D ải đo có giới hạn được xác định trước

 Dòng chảy không được lẫn các hạt có thể làm

Trang 33

KHỐI LƯỢNGGiới thiệu:

 Dùng đ ể đo lưu lượng khối lượng (kg/h)

 D ựa vào sự thay đổi về lực, phương chiều và tốc

đ ộ của chất lỏng quá trình để xác định khối

l ượng

 Chính xác ngay c ả khi thành phần, khối lượng

riêng, áp su ất, nhiệt độ của chất lỏng quá trình thay đ ổi

 Làm vi ệc tốt nhất với chất lỏng dạng vữa, đôi

khi s ử dụng với khí cao áp

 Không đ ủ độ nhạy để làm việc với khí áp suất

th ấp vì khối lượng riêng của nó rất thấp

Trang 34

CẢM BIẾN LƯU LƯỢNG KHỐI LƯỢNG DỰA VÀO ĐỘNG LỰCCấu tạo:

Trang 35

CẢM BIẾN LƯU LƯỢNG KHỐI LƯỢNG DỰA VÀO ĐỘNG LỰCNguyên lý hoạt động:

 Ống cảm biến dao động với biên độ và tần số biết

tr ước khi còn rỗng

 Khi ống được điền đầy chất lỏng, tần số và biên

đ ộ dao động giảm xuống Chất lỏng càng nặng,

t ần số và biên độ càng giảm

 Đ ộng lực của chất lỏng làm ống cảm biến bị tách

xa nhau ở một đầu và bị kéo lại gần nhau ở đầu còn l ại

 M ạch điện tử sẽ tính toán lưu lượng khối lượng

d ựa vào sự dịch chuyển này

Trang 36

CẢM BIẾN LƯU LƯỢNG KHỐI LƯỢNG DỰA VÀO ĐỘNG LỰC

Trang 37

CẢM BIẾN LƯU LƯỢNG KHỐI

LƯỢNG DỰA VÀO NHIỆT

Nguyên lý ho ạt động:

Trang 38

LƯỢNG DỰA VÀO NHIỆTNguyên lý hoạt động:

Phương pháp 1:

 Đặt một lượng nhiệt nhỏ cố định vào dòng quá trình

 Khi lưu lượng thay đổi làm cho nhiệt độ của dòng quá trình cũng thay

đổi theo

 Cảm biến sẽ đo độ tăng hoặc giảm nhiệt độ và giá trị nhiệt đặc trưng

của dòng quá trình để tính lưu lượng

Trang 39

Nguyên lý ho ạt động:

Ph ương pháp 2:

 Đ ặt một lượng nhiệt nhỏ vào dòng quá trình với

giá tr ị thay đổi sao cho giữ cho độ sai lệch nhiệt

đ ộ giữa đầu vào và ra là không đổi

 Khi l ưu lượng thay dẫn đến lượng nhiệt cấp vào

ph ải thay đổi theo

 D ựa vào lượng nhiệt cấp và giá trị nhiệt đặc

tr ưng của chất lỏng quá trình để tính lưu lượng

Trang 40

Đặc điểm:

 Loại này hầu hết dùng để đo lưu lượng khí sạch, hiếm khi dùng với chất

lỏng

 Nếu thành phần chất lỏng thay đổi, lượng nhiệt đặc trưng sẽ thay đổi,

yêu cầu phải hiệu chuẩn lại để đảm bảo độ chính xác

Trang 41

Đặc điểm:

 Nếu dòng khí bị ngưng tụ và đọng lại trên cảm biến sẽ cho kết quả sai

do hệ số truyền nhiệt khác nhau giữa chất lỏng và chất khí

 Với dòng khí, một cảm biến đơn sẽ không cho kết quả chính xác do lưu

lượng không giống nhau trên toàn bộ mặt cắt của ống

Trang 42

Định dạng
Số trang	42
Dung lượng	1,99 MB