Chắc hẳn các bạn cũng không xa lạ gì với đồng hồ nước dùng để đo đạt khối nước sử dụng hàng tháng tại gia đình bạn. Cũng tương tự như vậy trong các nhà máy, xí nghiệp sản xuất cũng có đồng hồ nước đặt trong đường ống nước để kiểm soát lượng nước sử dụng. Nhưng thời điểm hiện tại, công nghệ phát triển đã có rất nhiều loại đồng hồ nước ra đời, để đo lưu lượng chính xác hơn, nhanh hơn, tiện lợi hơn. Trong đó có đồng hồ đo nước điện tử, hoạt động của đồng hồ này không giống với đồng hồ nước bằng cơ học. Đồng hồ đo nước điện tử sử dụng từ trường để đo lưu lượng nước. Vậy chúng ta cùng nhau đi tìm hiểu cách tính lưu lượng nước của loại đồng hồ này nhé.
Lưu lượng nước là gì? – Đồng hồ đo nước điện tử cấu tạo ra sao?
Trước hết ta phải định hình được lưu lượng nước là gì để sơ bộ hiểu được phần mà đồng hồ nước thực hiện đo đạt. Cấu tạo của đồng hồ nước điện tử như thế nào, để thực hiện phép đo lưu lương nước một cách chính xác.
Lưu lượng nước.
Lưu lượng nước là lượng nước chảy qua một mặt cắt trong một đơn vị thời gian, đơn vị tính lưu lượng nước là m3/s. Vì vậy đồng hồ đo lưu lượng nước là đo lượng nước chảy qua đường ống – nơi đặt đồng hồ trong một thời gian nhất định.
Cấu tạo của đồng hồ nước điện tử.
- Thân đồng hồ nước điện tử: Được làm bằng chất liệu gang, inox hoặc thép vô cùng chắc chắn, bền bỉ và chịu được áp lực nước lơn. Phần thân có nhiệm vụ bao bọc, bảo vệ các bộ phận bên trong. Có 2 phần đưa ra kết nối với đường ống bằng kết nối bích hoặc kết nối ren.
- Lớp lót đồng hồ: được làm từ teflon PTEF, FEP để chống được ăn mòn, vì đây là nơi tiếp xúc trực tiếp với lưu chất trong ống dẫn
- Mắt cảm biến: độ nhạy cao, cấu tạo bằng chất liệu inox.
- Dây dẫn: làm nhiệm vụ truyền thông tin từ bộ phận cảm biến lên bảng mạch điện tử.
- Màn hình hiển thị: nằm bên ngoài, thường được gắn ở trên thân đồng hồ, hiển thị thông số về khối lượng nước sử dụng. Thường sẽ là màn hình LED, hoặc LCD có độ sắc nét cao.
Tôi vừa nhắc trên đây là thành phần cấu tạo của đồng hồ điện tử, để các bạn có thể hình dung ra phần nào, nếu như đọc tiếp tục phần dưới đây, cách hoạt động của đồng hồ nước điện tử để đo lưu lượng.
Hoạt Động và cách tính lưu lượng của đồng hồ đo nước điện tử khi có dòng chảy
Hoạt động của đồng hồ đo nước điện tử
Khi lưu chất đi qua đồng hồ, chất lưu này dẫn điện tạo ra từ trường, điện áp được tạo ra. Người ta sẽ đo điện áp tạo ra này bằng các mắt cảm biến được gắn trong thân đồng hồ. Hai điện cực này được kết nối với mạch điện tử có khả năng xử lý tín hiệu. Tín hiệu đã xử lý được đưa vào bộ vi xử lý tính toán lưu lượng thể tích của chất lỏng.
Chính vì cách hoạt động này mà đồng hồ chỉ có thể đo được các loại lưu chất dẫn điện, độ dẫn điện > 5 microphara. Đồng hồ không thể đo được lưu chất là khí hoặc hơi nước.
Tùy vào mức độ dẫn điện, mà kết quả đo của đồng hồ cũng ở mức chính xác khác nhau. Lưu chất phù hợp nhất với loại đồng hồ này là nước( nước sạch, nước thải…).
Đồng hồ nước điện tử tính lưu lượng dựa trên những yếu tố nào?
Định luật Faraday về cảm biến điện từ.
Theo Faraday, khi chất lỏng dẫn điện chảy qua một từ trường kín sẽ khiến điện áp được cảm nhận bởi các điện cực, khi chất lỏng chảy nhanh hơn điện áp sẽ được tạo ra nhiều hơn. Điện áp sẽ tỷ lệ thuận với chuyển động của dòng chảy.
Định luật Faraday áp dụng trong đồng hồ cảm biến điện tử.
Đồng hồ đo nước điện từ được gắn trong đường ống, có các cuộn dây được gắn bên trong và bên ngoài thân đồng hồ đã tạo ra một từ trường kín, khi dòng chảy đi qua ( phải là dòng chảy dẫn điện như đã nói) sẽ tạo ra điện áp, bộ phận cảm biến điện áp sẽ phân tích – xử lý để tính được lưu lượng dòng chảy đó. Ta có các công thức tính sau:
E = B.L.V ( công thức 1).
Trong đó:
E: Hiệu điện thế tạo ra trong một vật dẫn.
V: Vận tốc của dòng chảy(m/s).
B: Mật độ từ thông(Wb/m²).
L: Chiều dài đường ống.
Q = (π.d.2/4).V ( công thức 2).
Trong đó:
Q: Lưu lượng thể tích.
V: Vận tốc của lưu chất dẫn điện.
Từ công thức 1 và công thức 2 ta có: V= E/B.L
suy ra: Q = π.d.2.E/ 4BL = K.E (K= π.d.2/4BL)
Cuối cùng ta có: Q= K.E
Hằng số K sẽ được nhà sản xuất điền vào, trở thành giá trị không đổi (mật độ từ thông và chiều dài đường ống).
Vậy là rõ rồi phải không các ban ! Cách tính lưu lượng của đồng hồ nước điện từ là như vậy đó, nhưng việc sử dụng loại đồng hồ nước này có rất nhiều tác động khiến cho độ chính xác của đồng hồ này chỉ ở mức trung bình.
Ưu – nhược điểm của đồng hồ nước điện tử.
Ưu điểm
- Thân rỗng hoàn toàn, nên các lưu chất như nước thải, bùn đều có thể đi qua mà không gây ứ, tắc, và cũng không ảnh hưởng đến đồng hồ.
- Đồng hồ cũng không bị ảnh hưởng bởi áp lực dòng chảy, nhiệt độ môi trường.
- Dù cho lưu chất có ở dạng ăn mòn (axit, bazo) thì cũng không ảnh hưởng gì đến khả năng đo của đồng hồ.
- sai số: ± 0.2%
Nhược điểm
- Chất đo phải là chất dẫn điện, không thể dùng cho các loại lưu chất như hơi, khí…
- Vì hoạt động bằng từ trường để sinh ra điện áp, nên đồng hồ có thể bị ảnh hưởng bởi từ trường ở môi trường xung quanh.
- Giá thành của thiết bị này cao hơn so với các dòng đồng hồ cơ khác.
- Tất cả những chất lo lửng trong dòng chảy cũng được tính vào lưu lượng đo.
- Đồng hồ khá cồng kềnh so với những đường ống nhỏ.
Lời kết
Vậy là chúng ta đã hiểu được ngọn nguồn cách tính lưu lượng của đồng hồ nước điện từ. Và cũng rút ra được những trường hợp nào phù hợp với loại đồng hồ này.
Cám ơn bạn đã đọc đến những dòng cuối cùng này. Hi vọng bạn thấy bài viết này bổ ích.
