Lưu lượng kế là gì? Cấu tạo và phân loại phổ biến trên thị trường

Hiện tại các hệ thống đo lưu lượng nước đều không thể thiếu được lưu lượng kế. Thiết bị có nhiệm vụ chính là giúp theo dõi và đảm bảo an toàn cũng như hiệu suất hoạt động của hệ thống phù hợp với các tiêu chí ban đầu. Vậy lưu lượng kế là gì, có mấy loại và được sử dụng như thế nào? Hãy cùng khám phá qua bài viết dưới đây nhé.

Tìm hiểu về lưu lượng kế

Lưu lượng kế là gì?

Lưu lượng kế (Flow Meter) là một thiết bị đo lường được sử dụng để xác định tốc độ dòng chảy hoặc lưu lượng của chất lỏng, khí hoặc hơi trong một hệ thống kín hoặc hở. Nói một cách đơn giản, lưu lượng kế cho phép chúng ta biết được có bao nhiêu chất lỏng, khí hoặc hơi đang di chuyển qua đường ống trong một khoảng thời gian nhất định. 

Chức năng chính của thiết bị này là cung cấp thông tin chính xác và liên tục về lưu lượng, giúp người vận hành kiểm soát, điều chỉnh và tối ưu hóa các quy trình sản xuất và vận hành.

Đây là thiết bị không thể thiếu, được sử dụng rộng rãi từ công nghiệp đến thực phẩm, dầu mỏ, hóa chất lỏng, xi măng… Có nhiều loại lưu lượng kế với chức năng đa dạng, phục vụ đáp ứng nhu cầu trong nhiều lĩnh vực khác nhau như lưu lượng kế đo khí, lưu lượng kế đo nước, lưu lượng kế dạng phao…

Các thông số lưu lượng kế đo lường

• Lưu lượng tức thời: Là lượng chất lỏng, khí hoặc hơi di chuyển qua một điểm trong đường ống tại một thời điểm cụ thể. Thông số này cho biết tốc độ dòng chảy tại thời điểm đó, thường được biểu thị bằng các đơn vị như lít/giây (l/s), mét khối/giờ (m3/h) hoặc gallon/phút (GPM).
• Lưu lượng tổng: Là tổng lượng chất lỏng, khí hoặc hơi đã di chuyển qua một điểm trong đường ống trong một khoảng thời gian nhất định. Thông số này cho biết tổng lượng tiêu thụ hoặc sản xuất trong một khoảng thời gian, thường được biểu thị bằng các đơn vị như lít (l), mét khối (m3) hoặc gallon (gal).
• Tốc độ dòng chảy: Là khoảng cách mà chất lỏng, khí hoặc hơi di chuyển được trong một đơn vị thời gian. Thông số này cho biết tốc độ di chuyển của dòng chảy, thường được biểu thị bằng các đơn vị như mét/giây (m/s) hoặc feet/giây (ft/s).

Đơn vị đo lưu lượng qua lưu lượng kế

Có rất nhiều đơn vị đo lưu lượng khác nhau, tùy thuộc vào loại chất cần đo và hệ thống đo lường được sử dụng. Một số đơn vị đo lưu lượng phổ biến bao gồm:

• Lít/giây (l/s): Đơn vị đo lưu lượng phổ biến cho chất lỏng.
• Mét khối/giờ (m3/h): Đơn vị đo lưu lượng phổ biến cho chất lỏng và khí.
• Gallon/phút (GPM): Đơn vị đo lưu lượng phổ biến ở các nước sử dụng hệ đo lường Anh – Mỹ.
• Mét khối/phút (m3/min): Đơn vị đo lưu lượng lớn, thường dùng trong công nghiệp.
• Kilogram/giờ ( kg/h ): Đơn vị đo lưu lượng khối lượng, thường dùng cho khí và hơi.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động lưu lượng kế

Mặc dù có nhiều loại lưu lượng kế khác nhau, nhưng hầu hết đều có chung các thành phần cơ bản sau:

• Cảm biến (Sensor): Là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với dòng chảy và thực hiện đo lường các thông số liên quan đến lưu lượng (ví dụ: áp suất, vận tốc, nhiệt độ…). Cảm biến có vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi các thông số vật lý thành tín hiệu điện.
• Bộ chuyển đổi (Transmitter): Là bộ phận xử lý tín hiệu từ cảm biến và chuyển đổi chúng thành tín hiệu điện tiêu chuẩn (ví dụ: 4-20mA, 0-10V) để truyền đến các thiết bị điều khiển hoặc hiển thị.
• Bộ hiển thị (Display): Là bộ phận hiển thị kết quả đo lường dưới dạng số hoặc đồ thị, giúp người vận hành dễ dàng theo dõi và kiểm soát lưu lượng.

Nguyên lý hoạt động chung của lưu lượng kế là dựa trên các hiện tượng vật lý xảy ra khi chất lỏng, khí hoặc hơi di chuyển qua thiết bị đo. Các hiện tượng này có thể là sự thay đổi áp suất, vận tốc, nhiệt độ, điện từ trường hoặc tần số siêu âm. 

Mỗi loại lưu lượng kế sẽ có một nguyên lý hoạt động riêng, tận dụng một hoặc nhiều hiện tượng vật lý để đo lường lưu lượng một cách chính xác nhất. Ở các phần sau, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu chi tiết về nguyên lý hoạt động của từng loại lưu lượng kế phổ biến.

Phân loại các lưu lượng kế phổ biến hiện nay

Để lựa chọn được lưu lượng kế phù hợp nhất với nhu cầu sử dụng, việc hiểu rõ các loại lưu lượng kế và đặc điểm của chúng là vô cùng quan trọng. Dưới đây là phân loại chi tiết về các loại lưu lượng kế phổ biến nhất hiện nay:

Lưu lượng kế cơ

Đây là loại lưu lượng kế sử dụng các bộ phận chuyển động cơ học để đo lưu lượng. Một số loại lưu lượng kế cơ phổ biến bao gồm:

• Lưu lượng kế dạng Tuabin: Dòng chảy làm quay một turbine, tốc độ quay của turbine tỉ lệ với lưu lượng dòng chảy.
• Lưu lượng kế bánh răng: Sử dụng các bánh răng ăn khớp với nhau. Dòng chảy làm quay các bánh răng này, và số vòng quay được đếm để tính toán lưu lượng.
• Lưu lượng kế Rotor: Dòng chảy đẩy một phao lên trong một ống hình nón. Vị trí của phao trong ống thể hiện lưu lượng dòng chảy.
• Lưu lượng kế kiểu Pitot: Đo vận tốc dòng chảy tại một điểm bằng ống Pitot, sau đó tính toán lưu lượng dựa trên vận tốc này.

Lưu lượng kế điện từ

Lưu lượng kế điện từ hoạt động dựa trên định luật Faraday về cảm ứng điện từ, một nguyên lý đã được chứng minh qua thời gian. Khi chất lỏng dẫn điện, như nước, chảy qua từ trường, một điện áp tỉ lệ với vận tốc dòng chảy sẽ được tạo ra, và lưu lượng kế điện từ sẽ đo điện áp này. 

Điểm mạnh của thiết bị này nằm ở khả năng không gây cản trở dòng chảy, đo được chất lỏng chứa cặn bẩn và đảm bảo độ chính xác cao. Ứng dụng của nó rất đa dạng, từ các hệ thống xử lý nước thải đến công nghiệp hóa chất và thực phẩm, đồ uống. 

Một yếu tố cần cân nhắc là lưu lượng kế điện từ chỉ phù hợp với chất lỏng dẫn điện và có chi phí đầu tư ban đầu cao hơn so với lưu lượng kế cơ.

Lưu lượng kế siêu âm

Sử dụng sóng siêu âm để đo vận tốc dòng chảy, lưu lượng kế siêu âm là một lựa chọn linh hoạt và hiệu quả. Có hai loại chính: Lưu lượng kế Doppler, tận dụng hiệu ứng Doppler để đo vận tốc của các hạt hoặc bọt khí  và lưu lượng kế thời gian truyền, đo thời gian sóng siêu âm truyền giữa hai điểm để tính toán vận tốc dòng chảy. 

Ưu điểm của loại này là việc lắp đặt dễ dàng, đặc biệt là với các phiên bản kẹp ngoài, không gây cản trở dòng chảy và có thể đo chất lỏng chứa hạt rắn. Lưu lượng kế siêu âm thường được ứng dụng trong các hệ thống cấp nước, HVAC và công nghiệp dầu khí. Lưu ý rằng, độ chính xác của phép đo có thể bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ và áp suất, đòi hỏi quá trình hiệu chỉnh định kỳ.

Lưu lượng kế Vortex

Lưu lượng kế Vortex khai thác hiện tượng tạo xoáy để đo lưu lượng. Khi dòng chảy đi qua vật cản, các xoáy sẽ được hình thành phía sau, và tần số của các xoáy này sẽ tỉ lệ với vận tốc dòng chảy. 

Với khả năng đo được nhiều loại chất lỏng, khí và hơi, cùng độ chính xác tương đối cao, lưu lượng kế Vortex là một lựa chọn phổ biến. Chúng ta thường thấy loại lưu lượng kế này trong các hệ thống đo hơi nước, khí nén và nước nóng. Một điều cần quan tâm là lưu lượng kế Vortex có thể tạo ra sự cản trở dòng chảy và yêu cầu dòng chảy ổn định để hoạt động chính xác.

Lưu lượng kế Coriolis

Lưu lượng kế Coriolis dựa trên hiệu ứng Coriolis để đo lưu lượng. Khi chất lỏng chảy qua một ống rung, lực Coriolis sẽ tác động lên ống, và độ lớn của lực này tỉ lệ với khối lượng và vận tốc của chất lỏng. 

Ưu điểm nổi bật của lưu lượng kế Coriolis là khả năng đo trực tiếp lưu lượng khối lượng với độ chính xác rất cao, ngay cả với các chất lỏng có độ nhớt cao và không đồng nhất. 

Do chi phí đầu tư khá lớn, lưu lượng kế Coriolis thường được ưu tiên sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác tuyệt đối, ví dụ như đo lường hóa chất trong công nghiệp dược phẩm, thực phẩm và đồ uống.

Lưu lượng kế nhiệt 

Lưu lượng kế nhiệt đo lưu lượng dựa trên sự thay đổi nhiệt độ của một bộ phận gia nhiệt khi dòng khí hoặc chất lỏng đi qua. 

Lượng nhiệt cần thiết để duy trì nhiệt độ không đổi sẽ tỉ lệ với lưu lượng khối lượng của dòng chảy. Điểm mạnh của loại lưu lượng kế này là khả năng đo trực tiếp lưu lượng khối lượng mà không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ và áp suất. 

Lưu lượng kế nhiệt thường được sử dụng để đo lưu lượng khí trong các ứng dụng yêu cầu kiểm soát chính xác lượng khí, như trong các lò đốt và hệ thống thông gió, điều hòa không khí. Cần lưu ý rằng, loại lưu lượng kế này phù hợp hơn với khí và chất lỏng có độ dẫn nhiệt thấp, và độ chính xác không cao bằng lưu lượng kế Coriolis.

Ngoài việc phân loại theo nguyên lý hoạt động, lưu lượng kế còn được phân loại dựa trên ứng dụng cụ thể của chúng. Cách phân loại này tập trung vào loại chất cần đo, ví dụ như lưu lượng kế đo chất lỏng, lưu lượng kế đo khí, hay lưu lượng kế đo hơi. Mỗi loại sẽ có thiết kế, vật liệu và các tính năng phù hợp để đảm bảo độ chính xác, độ bền và khả năng tương thích với chất cần đo.

Ví dụ, lưu lượng kế đo nước thường được thiết kế để chống ăn mòn và có độ chính xác cao trong dải đo phổ biến của nước sinh hoạt hoặc nước công nghiệp. Lưu lượng kế đo khí thường có khả năng đo được ở áp suất và nhiệt độ cao, đồng thời đảm bảo an toàn trong môi trường có nguy cơ cháy nổ. Việc lựa chọn lưu lượng kế theo ứng dụng sẽ giúp bạn tối ưu hóa hiệu suất đo lường và kéo dài tuổi thọ của thiết bị.

Ứng dụng của lưu lượng kế trong các lĩnh vực

Lưu lượng kế là một công cụ không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực, đóng một vai trò trung tâm trong việc quản lý và giám sát:

• Thiết bị được sử dụng nhiều trong hệ thống xử lý nước thải công nghiệp, dây chuyền lọc nước sạch, và nhiều ứng dụng khác.
• Ứng dụng công nghiệp xử lý nước thường sử dụng thiết bị này để kiểm soát và đo lường dòng chảy, thường kết hợp với các van điều khiển.
• Trên thực tế, thiết bị này giúp đo lưu lượng nước cung cấp cho các bể chứa hoặc nước thải chuẩn bị được xử lý.
• Trong hệ thống lọc nước RO, lưu lượng kế được lắp ở mỗi vỏ màng, cho phép theo dõi lưu lượng nước đến từng phần. Điều này giúp phát hiện nhanh chóng bất kỳ vấn đề nào và khắc phục kịp thời.
• Việc sử dụng lưu lượng kế giúp người dùng đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả, giảm thiểu rủi ro và giảm chi phí.
• Không chỉ dành cho chất lỏng, lưu lượng kế còn có thể đo lưu lượng của hóa chất, bùn, các loại khí và thậm chí là sữa trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

Hướng dẫn cách đọc lưu lượng kế chi tiết

Việc đọc và hiểu các chỉ số trên lưu lượng kế là rất quan trọng để theo dõi và kiểm soát lưu lượng dòng chảy một cách hiệu quả. Tuy nhiên, cách đọc có thể khác nhau tùy thuộc vào loại lưu lượng kế và thiết kế của bộ hiển thị. Dưới đây là hướng dẫn chung về cách đọc các loại lưu lượng kế phổ biến:

Tuấn Hưng Phát Valve gợi ý cách chọn thiết bị đo lưu lượng phù hợp

Khi chọn mua thiết bị đo lưu lượng, bạn nên chú ý đến các yếu tố sau để đảm bảo rằng bạn chọn được sản phẩm phù hợp với nhu cầu:

• Thiết bị này dùng để đo lượng chất lỏng, bao gồm cả việc xác định các tính chất, đặc điểm, độ nhớt và áp suất của nó.
• Bạn cần xem xét khoảng tốc độ đo từ mức thấp nhất đến mức cao nhất.
• Trong trường hợp đo chất lỏng không phải là nước, việc kiểm tra độ nhớt là rất quan trọng.
• Xác định lưu lượng tối thiểu và tối đa mà thiết bị có thể đo được.
• Kích thước của đường ống cũng là một yếu tố quan trọng cần xem xét khi lựa chọn thiết bị đo lưu lượng.

Hiện tại Tuấn Hưng Phát Valve đang có nhiều ưu đãi về giá, về sản phẩm, giao hàng cũng như nhiều chính sách bán hàng khác dành cho khách hàng khi mua thiết bị đo lưu lượng, đặc biệt là lưu lượng kế. Mỗi sản phẩm đều cam kết chất lượng trên từng chi tiết, bao gồm đầy đủ CO, CQ và báo giá chi tiết theo từng mã sản phẩm cho khách hàng lựa chọn.