Trong các hệ thống cấp thoát nước, xử lý nước thải, sản xuất thực phẩm, hóa chất… việc lựa chọn đồng hồ đo lưu lượng phù hợp là yếu tố then chốt để đảm bảo độ chính xác và hiệu quả vận hành. Hiện nay, hai loại đồng hồ phổ biến nhất là đồng hồ lưu lượng điện từ (Electromagnetic Flow Meter) và đồng hồ lưu lượng siêu âm (Ultrasonic Flow Meter).
Mục lục
- Nguyên lý hoạt động
- Ưu điểm – Nhược điểm
- Ứng dụng phổ biến của đồng hồ lưu lượng điện từ và siêu âm
- So sánh giá thành và bảo trì
- Nên chọn loại nào?
- Mua đồng hồ đo lưu lượng chính hãng ở đâu?
- Thông tin liên hệ
Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của Đồng hồ lưu lượng điện từ:
Dựa trên định luật cảm ứng điện từ Faraday
Nguyên lý hoạt động của đồng hồ đo lưu lượng điện từ (Electromagnetic Flowmeter) dựa trên định luật Faraday về cảm ứng điện từ, phát biểu rằng:
“Khi một chất dẫn điện di chuyển qua một từ trường vuông góc, một điện áp sẽ được tạo ra và tỷ lệ thuận với vận tốc của chất lỏng”.
Cấu tạo cơ bản gồm
- Ống đo có lớp lót cách điện (PTFE, cao su, ceramic…)
- Cặp điện cực gắn hai bên thành ống
- Cuộn dây sinh từ trường
- Bộ xử lý tín hiệu (transmitter)
Cách hoạt động cụ thể:
- Cuộn dây trong thân đồng hồ tạo ra từ trường vuông góc với dòng chất lỏng.
- Khi chất lỏng có tính dẫn điện chảy qua ống đo, các ion trong chất lỏng chuyển động, tạo ra một điện áp cảm ứng giữa hai điện cực.
- Điện áp này tỷ lệ với tốc độ dòng chảy, từ đó bộ xử lý sẽ tính được lưu lượng thể tích (m³/h, L/min…).
- Lưu ý: Chất lỏng phải có độ dẫn điện tối thiểu (thường ≥5μS/cm). Không thể dùng cho dầu, khí, nước cất…
Nguyên lý hoạt động của đồng hồ lưu lượng siêu âm
Đồng hồ đo lưu lượng siêu âm hoạt động dựa trên sóng siêu âm, sử dụng một trong hai nguyên lý chính:
Nguyên lý đo thời gian truyền (Transit Time)
Cách hoạt động:
- Hai đầu dò siêu âm (transducer A và B) được gắn đối diện nhau hai bên đường ống, hoặc cùng một phía nếu lắp kiểu chữ Z hoặc chữ V.
- Đầu dò A phát sóng siêu âm đến đầu dò B theo chiều dòng chảy, và ngược lại.
- Do dòng chất lỏng chảy, thời gian sóng siêu âm đi theo chiều dòng chảy sẽ ngắn hơn so với khi đi ngược chiều dòng chảy.
Công thức tính lưu lượng:
Lưu lượng được tính dựa trên sự chênh lệch thời gian truyền theo công thức:
Q∝(t1−t2)
Trong đó:
- t₁: Thời gian truyền ngược dòng
- t₂: Thời gian truyền thuận dòng
- Tốc độ dòng chảy được suy ra từ độ lệch thời gian này. Kết hợp với tiết diện ống, ta tính được lưu lượng thể tích.
- Loại này phù hợp với nước sạch, hoặc chất lỏng ít cặn, ít khí.
Nguyên lý hiệu ứng Doppler (ít phổ biến hơn)
Cách hoạt động:
- Một đầu dò phát ra sóng siêu âm, sóng này bị phản xạ lại bởi các hạt rắn hoặc bong bóng khí lơ lửng trong chất lỏng.
- Đầu dò thu nhận tín hiệu phản xạ sẽ thấy sự thay đổi tần số (hiệu ứng Doppler).
- Mức thay đổi tần số này tỷ lệ với tốc độ dòng chảy.
- Loại này được dùng trong chất lỏng có chứa tạp chất hoặc bọt khí, nhưng độ chính xác không cao bằng loại đo thời gian truyền.
Ưu điểm của công nghệ siêu âm:
- Không cần tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng (nếu dùng loại clamp-on)
- Không gây áp suất tổn thất trong đường ống
- Phù hợp với đường ống lớn hoặc đo tạm thời
- Có thể dùng cho nước tinh khiết, hóa chất, dầu…
Ưu điểm – Nhược điểm
So sánh tổng quan
| Tiêu chí | Đồng hồ lưu lượng điện từ | Đồng hồ lưu lượng siêu âm |
| Độ chính xác | Cao (±0.5%) | Cao, có thể đạt ±0.5%, phổ biến ±1% |
| Dải đo rộng | Tốt, có thể đo từ lưu lượng thấp đến cao | Rất rộng, kể cả lưu lượng cực thấp |
| Áp lực dòng chảy | Không gây tổn thất áp | Không gây tổn thất áp |
| Ứng dụng chất lỏng | Phải có tính dẫn điện (≥5μS/cm) | Mọi chất lỏng: nước cất, dầu, hóa chất, nước thải… |
| Lắp đặt | Cần cắt ống, lắp inline | Có thể lắp clamp-on (gắn ngoài), không cần cắt ống |
| Khả năng di động | Không linh hoạt, cố định | Linh hoạt, có thể đo tạm thời, di động |
| Bảo trì | Thường xuyên hơn, phải tháo nếu có cặn/kẹt | Dễ bảo trì, ít tiếp xúc với chất lỏng (loại clamp-on) |
| Tuổi thọ | Bền, tùy theo lớp lót và điện cực | Bền, ít mài mòn nếu lắp ngoài |
| Chi phí thiết bị | Trung bình | Cao hơn (đặc biệt với loại clamp-on) |
Ưu điểm & Nhược điểm chi tiết
Đồng hồ lưu lượng điện từ
Ưu điểm:
- Độ chính xác cao, ổn định theo thời gian.
- Không có bộ phận chuyển động, ít hỏng hóc cơ khí.
- Không gây tổn thất áp suất – dòng chảy không bị cản.
- Hoạt động tốt với lưu lượng lớn và đường ống lớn (DN50 – DN2000).
- Hoạt động tốt với chất lỏng chứa cặn nhẹ, nước thải, bùn loãng.
- Chi phí hợp lý, nhiều model phổ thông, dễ thay thế linh kiện.
Nhược điểm:
- Chỉ đo được chất lỏng dẫn điện, không dùng cho dầu, khí, nước cất, nước RO.
- Cần cắt ống và dừng hệ thống để lắp đặt.
- Dễ bị ảnh hưởng bởi cặn bẩn bám vào điện cực, cần vệ sinh định kỳ.
- Không phù hợp cho đo tạm thời hoặc di động.
Đồng hồ lưu lượng siêu âm
Ưu điểm:
- Không tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng (với loại clamp-on) → Không lo ăn mòn, an toàn cho hóa chất độc hại.
- Lắp đặt nhanh, không cần cắt ống, không dừng hệ thống.
- Đo được mọi loại chất lỏng, kể cả nước tinh khiết, dầu, dung môi hữu cơ, nước có khí hoặc cặn.
- Dễ dàng di chuyển và đo lưu lượng tạm thời, lý tưởng cho khảo sát, kiểm tra, bảo trì.
- Phù hợp cho đường ống lớn (đến DN6000), nơi không thể cắt ống.
- Một số model có thể kết nối với điện thoại hoặc PC để lưu dữ liệu, phân tích lưu lượng theo thời gian.
Nhược điểm:
- Độ chính xác phụ thuộc vào điều kiện chất lỏng: với nước đục, nhiều khí hoặc nhiều bọt, có thể sai số lớn.
- Chi phí đầu tư cao hơn, đặc biệt với loại chất lượng cao hoặc có tín năng lưu trữ, hiển thị đồ họa.
- Yêu cầu kỹ thuật cao khi lắp đặt clamp-on (phải canh đúng khoảng cách đầu dò, góc đo…
Ứng dụng phổ biến của đồng hồ lưu lượng điện từ và siêu âm
Trong thực tế, việc lựa chọn loại đồng hồ lưu lượng phù hợp không chỉ dựa vào nguyên lý hoạt động mà còn tùy thuộc vào tính chất chất lỏng, yêu cầu kỹ thuật và điều kiện lắp đặt của từng ngành nghề, từng hệ thống. Dưới đây là tổng hợp các ứng dụng điển hình nhất của hai loại đồng hồ:
Ứng dụng của đồng hồ lưu lượng điện từ
Đặc điểm nổi bật: Phải dùng cho chất lỏng có tính dẫn điện như nước sạch, nước thải, dung dịch hóa chất vô cơ…
Ứng dụng phổ biến:
Ngành cấp thoát nước:
- Đo lưu lượng nước sạch trong hệ thống cấp nước đô thị.
- Quản lý lưu lượng nước theo phân vùng DMA.
- Giám sát sản lượng nước đầu nguồn và cuối nguồn.
Xử lý nước thải:
- Đo lưu lượng nước thải đầu vào/đầu ra của trạm xử lý.
- Ứng dụng trong nhà máy xử lý nước công nghiệp hoặc nước sinh hoạt.
Ngành thực phẩm – đồ uống:
- Đo sữa, nước giải khát, bia, dịch siro có độ dẫn điện.
- Vệ sinh dễ dàng, phù hợp với môi trường yêu cầu độ sạch cao (đồng hồ có lớp lót PTFE, điện cực Inox 316L).
Ngành hóa chất – dược phẩm:
- Đo các dung dịch axit, kiềm, muối có khả năng dẫn điện.
- Ứng dụng nhiều trong pha trộn hóa chất, kiểm soát tỷ lệ.
Tòa nhà, khu công nghiệp:
- Giám sát tiêu thụ nước cho từng khu vực, từng nhà máy.
- Dùng làm đầu đo lưu lượng tích hợp trong hệ thống BMS, SCADA.
Ghi chú: Không thể sử dụng để đo các chất không dẫn điện như dầu, cồn, nước RO, khí…
Ứng dụng của đồng hồ lưu lượng siêu âm
Đặc điểm nổi bật: Đo được hầu hết mọi loại chất lỏng, kể cả không dẫn điện. Có thể lắp đặt gắn ngoài (clamp-on) mà không cần can thiệp vào đường ống.
Ngành cấp nước và khảo sát mạng lưới:
- Lý tưởng để đo lưu lượng nước sạch, nước ngầm, nước mặt, đặc biệt khi không thể cắt ống.
- Dùng cho khảo sát, đo tạm thời, kiểm tra thất thoát nước.
Ngành năng lượng – HVAC – làm lạnh:
- Đo nước làm mát trong hệ thống điều hòa trung tâm (chiller, cooling tower).
- Đo dòng nước nóng/lạnh không dẫn điện.
Ngành dầu khí – hóa dầu:
- Đo lưu lượng dầu, xăng, dung môi hữu cơ, nhiên liệu…
- Đặc biệt hữu ích khi đường ống dẫn chất dễ cháy nổ và không thể mở.
Xử lý nước và nước thải:
- Dùng đo lưu lượng tạm thời để kiểm tra hiệu suất hệ thống.
- Phù hợp với các dòng nước có khí, cặn nhẹ.
Thủy điện – thủy lợi – cấp nước nông nghiệp:
- Đo lưu lượng nước sông, kênh, hồ chứa thông qua ống lớn.
- Phù hợp với đường kính ống lớn (DN1000 trở lên).
Hệ thống giám sát thông minh:
- Tích hợp trong các hệ thống đo từ xa, lưu trữ dữ liệu, kết nối không dây.
- Dễ dàng di dời, mang theo để phục vụ nhiều điểm đo khác nhau.
Ghi chú:
- Phải kiểm soát tốt chất lượng tín hiệu siêu âm (ống sạch, ít khí, ít cặn) để đạt độ chính xác cao.
- Cần người có kỹ thuật để lắp đặt đúng vị trí, đúng hướng dòng chảy.
Bảng So Sánh Ứng Dụng Đồng Hồ Lưu Lượng Điện Từ và Siêu Âm chi tiết
| Ngành nghề/ Môi trường ứng dụng | Đồng hồ điện từ | Đồng hồ siêu âm | Ghi chú |
| Cấp nước đô thị | Rất phù hợp | Rất phù hợp | Điện từ dùng cho hệ thống cố định, siêu âm linh hoạt khi không cắt ống |
| Xử lý nước thải | Tốt | Tốt | Cả hai đều dùng được, tùy vào độ đục và mức đầu tư |
| Đo lưu lượng nước RO / nước cất | Không dùng được | Rất phù hợp | Siêu âm đo được chất lỏng không dẫn điện |
| Nước có nhiều khí / bọt khí | Có thể dùng nhưng cần cân nhắc điều kiện (Giảm chính xác) | Có thể dùng nhưng cần cân nhắc điều kiện (Cần loại Doppler) | Cả hai đều có giới hạn, cần chọn thiết bị chuyên dụng |
| Hóa chất dẫn điện | Rất phù hợp | Dùng được | Clamp-on phù hợp khi chất lỏng độc, ăn mòn |
| Dầu, xăng, dung môi hữu cơ | Không dùng được | Dùng tốt | Siêu âm là lựa chọn duy nhất |
| Thực phẩm, đồ uống | Dùng tốt | Có thể dùng nhưng cần cân nhắc điều kiện (Giới hạn) | Điện từ có lớp lót đạt chuẩn vệ sinh, siêu âm ít dùng do yêu cầu cao |
| Năng lượng – HVAC – Chiller | Rất phù hợp (với nước dẫn điện) | Rất phù hợp | Siêu âm dùng cho hệ thống nước lạnh, nước nóng không dẫn điện |
| Thủy lợi – Thủy điện | Rất phù hợp (ống lớn) | Rất phù hợp | Siêu âm dùng cho ống cỡ lớn, dễ lắp đặt ngoài |
| Đo tạm thời, di động | Không phù hợp | Tuyệt vời | Siêu âm clamp-on là lựa chọn lý tưởng |
| Lắp đặt không thể cắt ống | Không dùng được | Dễ dàng gắn ngoài | Siêu âm clamp-on không ảnh hưởng hệ thống |
| Hệ thống SCADA/BMS giám sát | Rất phù hợp (Có hỗ trợ tín hiệu) | Rất phù hợp (Có hỗ trợ tín hiệu) | Cả hai đều có đầu ra 4-20mA, Modbus.. |
So sánh giá thành và bảo trì
- Giá đồng hồ siêu âm thường cao hơn một chút so với loại điện từ cùng kích cỡ, nhất là với loại clamp-on.
- Tuy nhiên, đồng hồ siêu âm clamp-on lại giúp tiết kiệm chi phí lắp đặt và bảo trì vì không cần cắt ống, không dừng hệ thống.
- Đồng hồ điện từ nếu chọn đúng thương hiệu, cũng rất bền, dễ thay thế linh kiện và hiệu chuẩn.
Nên chọn loại nào?
Chọn đồng hồ điện từ nếu:
- Chất lỏng là nước thải, nước sạch, hóa chất dẫn điện
- Cần độ chính xác cao, chi phí đầu tư vừa phải
- Hệ thống cho phép cắt ống để lắp thiết bị
Chọn đồng hồ siêu âm nếu:
- Cần đo chất lỏng không dẫn điện hoặc có khí
- Không thể cắt đường ống (đang vận hành)
- Cần tính linh hoạt, di chuyển và đo tạm thời
Mua đồng hồ đo lưu lượng chính hãng ở đâu?
Nếu bạn đang tìm đơn vị cung cấp đồng hồ đo lưu lượng uy tín, giá tốt và hỗ trợ kỹ thuật chuyên sâu, hãy đến với Công ty TNHH VLT – nhà cung cấp thiết bị đo lưu lượng hàng đầu:
- Phân phối chính hãng: Siemens, Flowmasonic, Bass Intrusment, Nexflow, Dupan..
- Giá cạnh tranh – Hàng có sẵn – Giao hàng nhanh
- Đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm, hỗ trợ tư vấn và lắp đặt
Thông tin liên hệ
CÔNG TY TNHH VLT
Địa chỉ: 56-58 đường KV4, KDC Tân Nhã Vinh, Phường Thới An, Tp. Hồ Chí Minh, Việt Nam
Hotline: 09.8484.2357
Email: sales@vltco.vn
Website: www.vltco.vn