Tìm hiểu về đồng hồ đo lưu lượng loại khối nhiệt

Đồng hồ đo lưu lượng khối nhiệt là gì

Đồng hồ đo lưu lượng khối nhiệt (Thermal Mass Flow Meter) là một loại thiết bị đo lưu lượng sử dụng nguyên lý truyền nhiệt để xác định trực tiếp lưu lượng khối lượng của chất lỏng hoặc khí đi qua đồng hồ.

Khác với các loại đồng hồ đo lưu lượng khác đo lưu lượng thể tích, Thermal Mass Flow Meter đo khối lượng thực tế của chất lưu chuyển qua, không bị ảnh hưởng bởi thay đổi về nhiệt độ, áp suất hay mật độ.

Cấu tạo

Cấu tạo của Thermal Mass Flow Meter nhìn chung khá đơn giản, bao gồm các thành phần chính sau:

1. Thân đồng hồ:

• Là bộ phận chứa tất cả các thành phần khác của đồng hồ.
• Thường được làm bằng thép không gỉ hoặc vật liệu chịu được ăn mòn để đảm bảo độ bền và khả năng hoạt động trong môi trường khắc nghiệt.
• Có các kết nối đầu vào và đầu ra để lắp đặt vào đường ống.

2. Cảm biến nhiệt độ:

• Cảm biến nhiệt độ dòng chảy (Ts): Đo nhiệt độ thực tế của dòng khí hoặc chất lỏng.
• Cảm biến nhiệt độ được gia nhiệt (Th): Được làm nóng đến một nhiệt độ cao hơn nhiệt độ dòng chảy.
• Hai cảm biến này thường là loại cảm biến nhiệt điện trở (RTD) với độ chính xác cao.

3. Bộ phận gia nhiệt:

• Có nhiệm vụ cung cấp nhiệt cho cảm biến nhiệt độ được gia nhiệt (Th).
• Công suất gia nhiệt được điều chỉnh để duy trì chênh lệch nhiệt độ ổn định giữa hai cảm biến.

4. Bộ xử lý tín hiệu:

• Nhận tín hiệu nhiệt độ từ hai cảm biến.
• Tính toán lưu lượng khối lượng dựa trên sự chênh lệch nhiệt độ.
• Chuyển đổi tín hiệu lưu lượng thành tín hiệu điện dạng analog hoặc kỹ thuật số để hiển thị hoặc truyền đến hệ thống điều khiển.

5. Bộ hiển thị (tùy chọn):

• Hiển thị giá trị lưu lượng khối lượng đo được.
• Có thể tích hợp thêm các chức năng khác như hiển thị nhiệt độ, tổng lưu lượng, cảnh báo, …

Hình ảnh minh họa:

Lưu ý:

• Cấu tạo cụ thể của Thermal Mass Flow Meter có thể khác nhau tùy thuộc vào nhà sản xuất, model và ứng dụng.
• Một số loại đồng hồ có thể tích hợp thêm các bộ phận khác như bộ lọc, van điều chỉnh, bộ phận bảo vệ, …

Hi vọng thông tin này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về cấu tạo của Đồng hồ đo lưu lượng khối nhiệt.

Mô tả Nguyên lý hoạt động đồng hồ đo lưu lượng khối nhiệt

Thermal Mass Flow Meter hoạt động dựa trên nguyên lý làm mát đối lưu, đo trực tiếp lưu lượng khối lượng của chất khí bằng cách đo lượng nhiệt năng bị lấy đi bởi dòng khí.

Cụ thể, có hai cảm biến nhiệt độ được đặt trong đường ống dẫn khí:

• Cảm biến nhiệt độ dòng chảy (Ts): Đo nhiệt độ thực tế của dòng khí.
• Cảm biến nhiệt độ được gia nhiệt (Th): Được duy trì ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ dòng chảy nhờ một bộ phận gia nhiệt.

Khi dòng khí chảy qua đồng hồ, nó sẽ hấp thụ nhiệt từ cảm biến được gia nhiệt (Th) và mang nhiệt năng này đi xa, làm mát cảm biến này. Lượng nhiệt năng bị lấy đi tỷ lệ thuận với khối lượng khí chảy qua đồng hồ.

Bộ xử lý tín hiệu sẽ liên tục đo lường và so sánh nhiệt độ của hai cảm biến (Th và Ts). Dựa trên sự chênh lệch nhiệt độ này, đồng hồ sẽ tính toán và đưa ra giá trị lưu lượng khối lượng của dòng khí.

Tóm tắt các bước hoạt động:

1. Gia nhiệt: Cảm biến Th được gia nhiệt đến một nhiệt độ cao hơn nhiệt độ dòng chảy.
2. Làm mát: Dòng khí chảy qua và làm mát cảm biến Th.
3. Đo nhiệt độ: Hai cảm biến đo nhiệt độ của dòng khí (Ts) và cảm biến được gia nhiệt (Th).
4. Tính toán lưu lượng: Bộ xử lý tín hiệu tính toán lưu lượng khối lượng dựa trên sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai cảm biến.
5. Hiển thị: Giá trị lưu lượng được hiển thị trên màn hình hoặc truyền đến hệ thống điều khiển.

Lưu ý:

• Nguyên lý hoạt động này dựa trên sự truyền nhiệt đối lưu, do đó độ chính xác của đồng hồ có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như độ dẫn nhiệt của khí, nhiệt độ môi trường xung quanh và cách lắp đặt đồng hồ.
• Để đảm bảo độ chính xác, cần lựa chọn đồng hồ phù hợp với loại khí cần đo và lắp đặt đồng hồ đúng cách theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

Ứng dụng

Thermal Mass Flow Meter được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp nhờ tính năng đo lường chính xác, độ tin cậy cao và khả năng hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt. Một số ứng dụng phổ biến bao gồm:

• Ngành công nghiệp khí: Đo lưu lượng khí nén, khí tự nhiên, khí công nghiệp, biogas, …
• Ngành công nghiệp hóa chất: Đo lưu lượng các loại hóa chất lỏng và khí, đặc biệt là các chất ăn mòn.
• Ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống: Đo lưu lượng các loại nguyên liệu, sản phẩm lỏng và khí trong quá trình sản xuất.
• Ngành công nghiệp dược phẩm: Đo lưu lượng khí và chất lỏng trong quá trình sản xuất thuốc.
• Hệ thống HVAC: Đo lưu lượng khí trong hệ thống điều hòa không khí và thông gió.
• Môi trường: Giám sát khí thải, đo lưu lượng khí trong các hệ thống xử lý nước thải.

Ưu – Nhược điểm

Ưu điểm

• Đo trực tiếp lưu lượng khối lượng, không cần bù trừ nhiệt độ và áp suất.
• Độ chính xác cao, đặc biệt với lưu lượng thấp.
• Dải đo rộng.
• Không có bộ phận chuyển động, ít bảo trì.
• Có thể đo lưu lượng của nhiều loại chất lưu khác nhau.

Nhược điểm

• Giá thành cao hơn so với một số loại đồng hồ đo lưu lượng khác.
• Khả năng chịu áp suất và nhiệt độ hạn chế.
• Cần lưu ý đến độ dẫn nhiệt của chất lưu khi lựa chọn đồng hồ.

FAQ