Đồng hồ đo lưu lượng siêu âm ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như cấp thoát nước, sản xuất, dầu khí, năng lượng và hóa chất nhờ độ chính xác cao, khả năng đo không tiếp xúc và dễ lắp đặt. Tuy nhiên, để thiết bị hoạt động ổn định, người dùng cần lựa chọn đúng loại đồng hồ siêu âm phù hợp với kích thước ống, vật liệu đường ống và đặc tính chất lỏng. Việc chọn sai có thể dẫn đến sai số lớn, tín hiệu yếu hoặc đo không ổn định.

Bài viết dưới đây sẽ hướng dẫn bạn cách chọn đồng hồ đo lưu lượng siêu âm chính xác và hiệu quả nhất, giúp đảm bảo thiết bị hoạt động tối ưu cho từng ứng dụng thực tế.

Cách chọn đồng hồ đo lưu lượng siêu âm theo kích thước, đường ống

Đo kích thước ống (đường kính DN)

Yếu tố đầu tiên cần xác định là đường kính ống dẫn (DN). Đồng hồ siêu âm có thể đo được nhiều kích cỡ khác nhau, từ DN15 đến DN2000 hoặc hơn, nhưng cảm biến cần được chọn đúng theo kích thước thực tế để đảm bảo sóng siêu âm truyền qua ống hiệu quả.

Với ống nhỏ (DN15–DN50): nên dùng loại đồng hồ kẹp ngoài (clamp-on) nhỏ gọn, dễ lắp đặt.
Với ống trung bình và lớn (DN65–DN1000+): chọn loại có đầu dò chuyên dụng hoặc bộ kẹp đôi cảm biến để tín hiệu ổn định hơn.

Xác định vật liệu và độ dày thành ống

Sóng siêu âm truyền qua thành ống, vì vậy vật liệu và độ dày ảnh hưởng trực tiếp đến tín hiệu.

Ống kim loại (thép, inox): truyền sóng tốt, thích hợp với đa số thiết bị.
Ống nhựa (PVC, HDPE): cần cảm biến có tần số cao hơn để xuyên qua vật liệu.
Ống composite hoặc có lớp cách nhiệt: nên kiểm tra thực nghiệm trước khi chọn cảm biến.

Cách chọn đồng hồ đo lưu lượng siêu âm theo môi trường chất lỏng

Mỗi loại chất lỏng và điều kiện dòng chảy sẽ có đặc tính khác nhau về độ nhớt, hàm lượng tạp chất, nhiệt độ hoặc độ dẫn âm, vì vậy không thể dùng chung một loại đồng hồ cho mọi trường hợp. Để thiết bị hoạt động ổn định và chính xác, bạn cần chọn nguyên lý siêu âm và cấu hình cảm biến phù hợp với môi trường sử dụng.

Đối với nước sạch, nước lạnh hoặc nước sinh hoạt

Đây là loại chất lỏng ổn định, ít tạp chất, không có bọt khí – môi trường lý tưởng cho đồng hồ siêu âm Transit-time (thời gian truyền).

Nguyên lý của loại này dựa vào việc đo chênh lệch thời gian truyền sóng siêu âm giữa hai cảm biến đặt xuôi và ngược dòng chảy. Khi dòng chảy ổn định, sai số rất nhỏ (chỉ khoảng ±1%), phù hợp cho:

Hệ thống cấp nước đô thị
Nhà máy sản xuất nước tinh khiết, nước đóng chai
Đo tổng lưu lượng đầu nguồn hoặc bể chứa

=> Chọn đồng hồ siêu âm kẹp ngoài (clamp-on) nếu cần lắp nhanh, không cắt ống. Với hệ thống cố định, có thể chọn dạng in-line để tăng độ chính xác.

Đối với nước thải, bùn, dung dịch có cặn hoặc tạp chất

Trong các hệ thống xử lý nước thải, nhà máy giấy, xi măng hay khai khoáng, chất lỏng thường chứa hạt rắn, bọt khí hoặc cặn lơ lửng. Khi đó, sóng siêu âm theo nguyên lý “Transit-time” không thể truyền ổn định.
Giải pháp phù hợp là đồng hồ siêu âm Doppler – hoạt động dựa trên hiệu ứng Doppler, phản xạ sóng từ các hạt rắn hoặc bọt khí trôi theo dòng chảy.

Ưu điểm:

Đo được chất lỏng bẩn, đục, có tạp chất mà không cần tiếp xúc trực tiếp.
Ít bị ảnh hưởng bởi biến động dòng chảy.

Ứng dụng điển hình:

Đo nước thải công nghiệp, nước mưa, bùn loãng, dung dịch tuần hoàn, hoặc dòng chảy mở.

Đối với dầu, hóa chất hoặc dung môi đặc biệt

Các loại dầu, hóa chất, dung môi hoặc dung dịch có độ nhớt cao thường hấp thụ sóng siêu âm mạnh hơn, khiến tín hiệu yếu.
Giải pháp là sử dụng đồng hồ siêu âm Transit-time tần số thấp (0.5–1 MHz) để tăng khả năng xuyên vật liệu.

Ưu điểm:

Hoạt động ổn định trong môi trường dầu thô, dung dịch đậm đặc, dung môi công nghiệp.
Không tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng nên an toàn, tránh ăn mòn.

=> Chọn cảm biến chống hóa chất, có lớp vỏ bảo vệ PTFE hoặc inox 316L, và bộ xử lý tín hiệu có chức năng bù nhiệt độ.

Đối với nước nóng hoặc chất lỏng có nhiệt độ cao

Khi nhiệt độ chất lỏng vượt quá 80°C, nhiều cảm biến siêu âm thông thường sẽ bị ảnh hưởng đến độ chính xác hoặc tuổi thọ.
Do đó, nên chọn đồng hồ siêu âm chịu nhiệt (High-temperature Ultrasonic Flow Meter), có đầu dò chuyên dụng chịu được nhiệt độ lên tới 160–200°C.

Ứng dụng:

Đo nước nóng trong hệ thống sưởi, lò hơi
Đo lưu lượng dầu nhiệt hoặc dung dịch làm mát công nghiệp

=> Sử dụng ống nối cách nhiệt hoặc giá đỡ tách cảm biến khỏi ống để tránh truyền nhiệt trực tiếp, giúp tăng tuổi thọ thiết bị.

Đối với môi trường ăn mòn hoặc có tính axit, kiềm

Các ngành như hóa chất, xi mạ, sản xuất phân bón hoặc xử lý nước thải công nghiệp thường có chất lỏng chứa axit, kiềm hoặc dung môi mạnh.

Trong trường hợp này, nên chọn loại đồng hồ siêu âm kẹp ngoài (clamp-on), vì cảm biến không tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng → giúp tránh ăn mòn và giảm rủi ro rò rỉ.

Dùng vỏ cảm biến bằng thép không gỉ hoặc composite chống ăn mòn.
Tránh dùng loại in-line tiếp xúc trực tiếp nếu không có lớp lót bảo vệ (PTFE hoặc FEP)

Đối với dòng chảy hở hoặc ống bán đầy

Một số ứng dụng đặc thù như kênh dẫn nước, cống thoát, trạm bơm nước mưa… có dòng chảy không kín ống hoặc biến thiên theo mực nước.
Giải pháp là dùng đồng hồ đo lưu lượng siêu âm dạng kênh hở (open-channel ultrasonic flow meter) kết hợp cảm biến đo mực nước.
Thiết bị này có thể tính toán lưu lượng theo tiết diện dòng chảy và vận tốc trung bình, cho kết quả chính xác mà không cần đường ống khép kín.

Xem xét điều kiện lắp đặt và dạng tín hiệu

Vị trí lắp đặt: chọn đoạn ống thẳng 10D trước và 5D sau điểm đo để dòng chảy ổn định.
Không gian hạn chế: ưu tiên đồng hồ kẹp ngoài thay vì dạng in-line.
Tín hiệu đầu ra: tùy nhu cầu sử dụng có thể chọn các dạng 4–20mA, Modbus, Pulse hoặc RS485 để kết nối với hệ thống SCADA hoặc PLC.

Một số gợi ý chọn nhanh theo nhu cầu sử dụng

Môi trường	Loại cảm biến khuyên dùng	Dạng lắp đặt	Ghi chú
Nước sạch	Transit-time	Clamp-on / In-line	Độ chính xác cao
Nước thải, bùn	Doppler	Clamp-on	Đo ổn định dù có cặn
Dầu, dung môi	Transit-time	In-line	Chịu áp lực và nhiệt tốt
Nước nóng, hơi	Transit-time	Clamp-on chịu nhiệt	An toàn, không rò rỉ
Hóa chất ăn mòn	Doppler hoặc clamp-on	Clamp-on	Bảo vệ cảm biến khỏi ăn mòn

Kết luận

Việc lựa chọn đồng hồ đo lưu lượng siêu âm phù hợp không chỉ phụ thuộc vào kích thước đường ống mà còn vào môi trường chất lỏng, điều kiện lắp đặt và yêu cầu kỹ thuật của hệ thống. Khi chọn đúng loại thiết bị, bạn sẽ đạt được độ chính xác cao, tín hiệu ổn định và tuổi thọ lâu dài, đồng thời tối ưu chi phí bảo trì, vận hành.

Nếu bạn đang tìm giải pháp đo lưu lượng hiệu quả cho nhà máy hoặc hệ thống cấp nước, hãy tham khảo các dòng đồng hồ siêu âm Transit-time và Doppler chính hãng tại Đồng Hồ Đo Lưu Lượng – nơi cung cấp thiết bị đo chính xác, bền bỉ và được tư vấn kỹ thuật miễn phí cho từng ứng dụng cụ thể.

Đọc thêm: Nguyên nhân khiến đồng hồ đo lưu lượng siêu âm bị lỗi và giải pháp khắc phục hiệu quả