Bài giảng Cảm biến và đo lường - Chương 6: Đo lưu lượng và mức

Trang 1 
ĐO LƯU LƯỢNG - MỨC 
Trang 2 
I. Đo lưu lượng 
Lưu lượng thể tích: Q = dV/dt	(m 3 /s; m 3 /h) 
Lưu lượng khối: G = dm/dt	(kg/s; kg/h) 
Nguyên lý hoạt động chung: 
- Đếm thể tích chất lưu chảy qua công tơ trong 1 đơn vị thời gian 
- Đo vận tốc lưu chất chảy qua công tơ 
- Đo giảm áp qua tiết diện thu hẹp của dòng chảy. 
Trang 3 
1. Công tơ tốc độ 
1- cánh tuabin; 2,4 - ổ đỡ ; 3- Giá đỡ tuabin 
5- Lõi thép; 6- Nam châm; 7- Cuộn dây cảm ứng 
Trang 4 
 Lưu lượng thể tích Q= v.S 
 Nguyên lý: số vòng quay của tuabin trong một đơn vị thời gian tỷ lệ với tốc độ dòng chảy 
	n=k.v 
 Phạm vi đo từ 0.5 đến 150000 lít/phút với chất lỏng và 5 đến 100000 lít/phút với chất khí 
Trang 5 
2. Đo lưu lượng bằng PD (công tơ thể tích) 
Positive Displacement Flowmeter (PD): Đo thể tích chất lỏng chảy qua thiết bị đo bằng cách đếm lượng thể tích đi qua buồng chứa có thể tích xác định. 
q v : thể tích chất lỏng chảy qua thiết bị ứng với 1 vòng xoay. 
N 1 và N 2 : Tổng số vòng quay tại 2 thời điểm t 1 và t 2 
Trang 6 
3. Lưu lượng kế điện từ 
B: Cường độ từ trường 
W: vận tốc dòng chảy 
D: Đường kính ống 
Q: Lưu lượng thể tích 
Chất lưu có tính dẫn điện chảy trong ống xuất hiện sức điện động: 
Trang 7 
4. Đo lưu lượng bằng phương pháp chênh áp 
Trang 8 
Trang 9 
5. Đo lưu lượng bằng sự thay đổi nhiệt độ 
Nguyên tắc: 
Một đầu đốt nóng làm giá trị điện trở Sensor tăng và mạch cầu là cân bằng 
 khi có dòng chảy lưu chất, nhiệt độ trên sensor sẽ giảm nên mạch cầu mất cân bằng. 
 Đo điện áp ngõ ra sẽ xác định được tốc độ của dòng chảy. 
Q = dV/dt = A.dx/dt = A.v 
A: tiết diệnv: vận tốc dòng chảy 
Trang 10 
II. Đo mức 
	Mức là chiều cao điền đầy các chất lỏng hay hạt có tiết diện không thay đổi. 
	Đo liên tục hoặc theo ngưỡng.	 
Phương pháp đo: 
	- Phương pháp thủy tĩnh 
	- Phương pháp điện 
Trang 11 
1. Phương pháp thủy tĩnh 
Tín hiệu ra của cảm biến là hàm liên tục tỷ lệ với mức . 
1.1 Đo mức bằng phao 
Áp kế 
Vi sai 
Trang 12 
1.2 Đo mức bằng phương pháp đo áp suất thủy tĩnh 
Trang 13 
2 Đo mức bằng cảm biến điện dung 
Cảm biến 2 điện cực 
Cảm biến 1 điện cực 
Cảm biến phát hiện mức 
- 2 điện cực được cáp dòng điện xoay chiều dòng điện đi qua điện cực tỷ lệ với chiều dài của phần điện cực nhúng trong chất lỏng 
- Cảm biến 1 điện cực và cảm biến phát hiện mức sử dụng thành bình bằng kim loại 
Trang 14 
	 - Khi chất lỏng là chất cách điện có thể tạo tụ điện bằng 2 điện cực hình trụ nhúng trong chất lỏng hoặc 1 điện cực kết hợp với thành bình bằng kim lọai 
Trang 15 
Caûm bieán sieâu aâm goàm hai boä phaän : phaùt sieâu aâm (ultrasonic emitter), thu sieâu aâm (ultrasonic receiver). 
 Maùy phaùt sieâu aâm coù taàn soá naèm trong khoaûng 65 kHz vaø 400kHz tuøy theo chuûng loaïi sensors ; 
soùng phaûn hoài coù böôùc soùng trong khoaûng 14 Hz ñeán 140 Hz tuøy theo möùc ñoä phaûn xaï cuûa ñoái töôïng 
3. Đo mức chất lỏng sử dụng sóng siêu âm 
Trang 16 
Đo thời gian giữa lần phát và lần thu tìm ra mức chất lỏng 
Thích hợp cho các chất lỏng có độ nhớt lớn như dầu nặng v.v 
Trang 17 
3. Đo mức chất lỏng sử dụng cảm biến quang