Chương 9
CẢM BIẾN ĐO LƯU LƯỢNG
VÀ MỨC CHẤT LƯU
1. Cảm biến đo lưu lượng
2. Cảm biến đo mức chất lưu
1. Cảm biến đo lưu lượng
1.1. Lưu lượng và phương pháp đo
1.2. CB đo lưu lượng theo thể tích
1.3. CB đo lưu lượng theo tốc độ
1.4. CB đo lưu lượng theo độ giảm áp
1.5. CB đo lưu lượng theo độ giảm áp
không đổi
1.6. CB đo lưu lượng điện từ
1.1. Lưu lượng và đơn vị đo
a) Lưu lượng và đơn vị đo: lượng chất lưu
chảy qua tiết diện ngang của ống dẫn
trong một đơn vị thời gian.
•
Lưu lượng thể tích (Q) tính bằng m3/s,
m3/giờ
•
Lưu lượng khối lượng (G) tính bằng kg/s,
kg/giờ
1.1. Lưu lượng và đơn vị đo
•
Lưu lượng trung bình:
•
Lưu lượng tức thời:
dt
dV
Q

Đo vận tốc chất lưu khi lưu lượng là hàm của vận
tốc.
•
Đo độ giảm áp khi lưu lượng là hàm phụ thuộc độ
giảm áp.
•
Tín hiệu đo biến đổi trực tiếp thành tín hiệu điện
hoặc nhờ bộ chuyển đổi điện thích hợp.
1.2. CB đo lưu lượng theo thể tích
1.2.1. Nguyên lý đo: đếm trực tiếp lượng
thể tích chất lưu đi qua buồng chứa có thể
tích xác định của cảm biến.
dt
dn
n =
- Tốc độ quay của trục lưu kế)
(
nq
dt
dN
q
dt
dV
Q
vv
===
•
Lưu lượng tức thời:
( )
12

4. Chất lưu
5. Của vào
6. Cửa ra
V1
2
1
3
4
5
6
1.2.1. Lưu lượng kế bánh răng
•
Ở vị trí (a) chất lưu làm quay bánh răng (2) đẩy thể
tích chất lỏng (V1) sang cửa ra đồng thời làm bánh
răng (1) quay theo (vị trí b).
•
Ở vị trí (c) chất lưu làm bánh răng (1) quay → quá
trình lặp lại.
•
Thể tích chất lưu đẩy sang cửa ra:
V2
2
2
V1
2
1
1
1
021v
V2VVq

2
3
2
4
2
2
5
1. Vỏ
2. Cánh
3. Tang quay
4. Con lăn
5. Cam
1.2.2. Lưu lượng kế kiểu cánh
•
Thể tích chất lưu đi qua lưu lượng kế trong
một vòng quay (qv) bằng thể tích vành khí
giữa vỏ và tang quay.
•
Đếm số vòng quay hoặc đo tốc độ nhờ cơ
cấu liên kết với trục lưu lượng kế ⇒ Q tức
trung bình hoặc Q tức thời.
1.2.2. Lưu lượng kế kiểu cánh
b) Đặc điểm:
•
Đo lưu lượng chất khí.
•
Đo lưu lượng đến 100 - 300 m3/giờ
•
Cấp chính xác 0,25; 0,5.
1.3. CB đo lưu lượng theo tốc độ

•
Lưu lượng:
n
k
S
S.vQ
==
( )
12
NN
k
S
V
−=
(Với - tổng số vòng quay của lưu
lượng kế trong khoảng thời gian t1 ÷ t2)
∫
=−
2
1
t
t
12
dt.nNN
1.3.2. Lưu lượng kế tuabin hướng trục
b) Đặc điểm:
•
Đường kính tuabin từ 50 ÷ 300 mm,
•
Phạm vi đo từ 50 ÷ 300 m3/giờ,

B C
1.4.1. Nguyên lý đo
•
Phân bố vận tốc của một dòng
chảy lý tưởng qua thiết bị thu hẹp:
(v) tăng dần từ v1 (A-A) → đạt
vmax (B-B) → giảm dần đến
v3’(C-C).
•
Phân bố áp suất: (p) tăng dần từ
p1’ (A-A) → p1(trước màng chắn),
giảm xuống p2 (sau màng
chắn)→ cực tiểu p2’ (B-B) → tăng
dần trở lại →p3’ (C-C).
F1
F0
F2
W
1
W2
p’2p’1
p’1
p’2
p2
∆p
p1
v1
v2
p3’
δp

ρ
µ−ξ
ψ
=
1.4.1. Nguyên lý đo
•
Lưu lượng:
( )
21
2
pp2
4
d
G −ρ
π
α=
( )
21
2
pp
2
4
d
Q −
ρ
π
α=
hoặc
4
2

lỗ hình côn
c) Màng ngăn
hình phểu
a) Màng ngăn
chuẩn