- 142 -
Chơng IX
Cảm biến đo lu lợng Và MứC CHấT lu
9.1. Cảm biến đo lu lợng
9.1.1. Lu lợng và đơn vị đo
Lu lợng chất lu là lợng chất lu chảy qua tiết diện ngang của ống trong
một đơn vị thời gian. Tuỳ theo đơn vị tính lợng chất lu (theo thể tích hoặc khối
lợng) ngời ta phân biệt:
- Lu lợng thể tích (Q) tính bằng m
3
/s, m
3
/giờ ...
- Lu lợng khối (G) tính bằng kg/s, kg/giờ ...
Lu lợng trung bình trong khoảng thời gian

t = t
2
- t
1
xác định bởi biểu thức:

t
V
Q
tb


=
hoặc

- Đo vận tốc chất lu chảy qua công tơ khi lu lợng là hàm của vận tốc.
- Đo độ giảm áp qua tiết diện thu hẹp trên dòng chảy, lu lợng 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.
9.1.2. Công tơ thể tích
Công tơ thể tích đo thể tích chất lu chảy qua công tơ bằng các đếm trực tiếp
lợng thể tích đi qua buồng chứa có thể tích xác định của công tơ.
Sơ đồ nguyên lý của công tơ thể tích kiểu bánh răng hình ôvan trình bày trên
hình 9.1.

- 143 -
Côngtơ gồm hai bánh răng hình ôvan (1) và (2) truyền động ăn khớp với nhau
(hình 9.1a). Dới tác động của dòng chất lỏng, bánh răng (2) quay và truyền chuyển
động tới bánh răng (1) (hình 9.1b) cho đến lúc bánh răng (2) ở vị trí thẳng đứng,
bánh răng (1) nằm ngang. Chất lỏng trong thể tích V
1
đợc đẩy sang cửa ra. Sau đó
bánh răng (1) quay và quá trình tơng tự lặp lại, thể tích chất lỏng trong buồng V
2

đợc đẩy sang cửa ra. Trong một vòng quay của côngtơ thể tích chất lỏng qua
côngtơ bằng bốn lần thể tích V
0
(bằng V
1
hoặc V
2
). Trục của một trong hai bánh
răng liên kết với cơ cấu đếm đặt ngoài côngtơ.

và t
2
.
Thông thờng thể tích chất lu chảy qua công tơ đợc biểu diễn dới dạng:

()
1c2cc
NNqV =
(9.4)
q
c
- hệ số công tơ (thể tích chất lu chảy qua công tơ ứng với một đơn vị chỉ thị
trên công tơ).
N
c1
, N
c2
- số trên chỉ thị công tơ tại thời điểm t
1
và t
2
.
Lu lợng trung bình:

( )
12
12v
tb
tt
NNq

dV
Q
vv
=== (9.6)
Với
dt
dN
n =
là tốc độ quay trên trục công tơ.
Để đếm số vòng quay và chuyển thành tín hiệu điện ngời ta dùng một trong
ba cách dới đây:
- Dùng một nam châm nhỏ gắn trên trục quay của của công tơ, khi nam
châm đi qua một cuộn dây đặt cố định sẽ tạo ra xung điện. Đếm số xung điện theo
thời gian sẽ tính đợc tốc độ quay của trục công tơ.
- Dùng tốc độ kế quang.
- Dùng mạch đo thích hợp để đo tần số hoặc điện áp.
Giới hạn đo của công tơ loại này từ 0,01 - 250 m
3
/giờ, độ chính xác cao

(0,5 -
1)%, tổn thất áp suất nhỏ nhng có nhợc điểm là chất lỏng đo phải đợc lọc tốt và
gây ồn khi làm việc.


1) Vỏ 2, 4,7&8) Cánh 3) Tang
quay 5) Con lăn 6) Cam
1
2
3
4
5
7
8
6

- 145 -

Tốc độ quay của công tơ tỉ lệ với tốc độ dòng chảy:

kWn =

Trong đó:
k - hệ số tỉ lệ phụ thuộc cấu tạo công tơ.
W- tốc độ dòng chảy.
Lu lợng thể tích chất lu chảy qua công tơ:

F
V

Hay:

()
12
NN
k
F
V =
(9.8)
Với

=
2
1
t
t
12
ndt
k
F
NN

Hình 9.3 Sơ đồ cấu tạo công tơ tốc độ tuabin hớng trục
1) Bộ chỉnh dòng chảy 2) Tuabin
3) Bộ truyền bánh răng-trục vít 4) Thiết bị đếm
1
2

Khi chảy qua lỗ thu hẹp của màng ngăn, vận tốc chất lu tăng lên và đạt cực
đại (W
2
) tại tiết diện B-B, do đó tạo ra sự chênh áp trớc và sau lỗ thu hẹp. Sử dụng
một áp kế vi sai đo độ chênh áp này có thể xác định đợc lu lợng của dòng chảy.
Giả sử chất lỏng không bị nén, và dòng chảy là liên tục, vận tốc cực đại của
dòng chảy tại tiết diện B-B đợc xác định theo biểu thức:

()
21
22
2
pp
2
m
1
W

à
=

Trong đó:
p
1
, p
2
- áp suất tĩnh tại tiết diện A-A và B-B.
- tỉ trọng chất lu.
Hình 9.4 Công tơ tốc độ kiểu tuabin tiếp tuyến
1) Tuabin 2) Màng lọc 3)