Lưu lượng kế điện từ thông minh

Lưu lượng kế điện từ là thiết bị đo một chất lỏng bẩn một cách tử tế. Trong đường kính ống đo không có gì ngoài chính chất lỏng, nên không gì cản dòng và không gì xơ, hạt hay chất rắn vướng vào; lưu lượng kế đọc một điện áp được sinh ra ngang qua môi trường đo đang chuyển động chứ không đọc vị trí của một chi tiết chuyển động. Đó là lý do nước thải, hỗn dịch, bột giấy và các tuyến định lượng hóa chất là những nhiệm vụ tự nhiên của nó, và là lý do nó giữ được độ chính xác trên những dòng chảy sẽ làm mù hoặc làm kẹt các kiểu đo khác.

Cái giá của cấu tạo đó là một điều kiện tiên quyết. Chất lỏng phải dẫn điện, và ống phải chảy đầy. Khi một trong hai điều thất bại, chất lượng thiết bị tốt đến mấy cũng không giúp được, và câu trả lời là một công nghệ khác chứ không phải một lưu lượng kế điện từ tốt hơn.

Lưu lượng kế làm gì và cần gì

Đoạn đo là một đoạn ống có lót, quanh nó là các cuộn dây, và xuyên qua lớp lót vào tiếp xúc với chất lỏng là hai điện cực. Các cuộn dây sinh ra một từ trường ngang qua đường kính ống đo; chất lỏng dẫn điện đang chuyển động sinh ra một điện áp nhỏ ngang qua từ trường đó; các điện cực thu điện áp ấy. Vì điện áp tỷ lệ với vận tốc khi đường kính ống đo và từ trường đã cho, lưu lượng kế đổi nó thành một thể tích trên một đơn vị thời gian.

Hai hệ quả rút ra trực tiếp. Một chất lỏng dưới mức độ dẫn điện mà cảm biến cần thì không sinh ra tín hiệu dùng được, đó là lý do nước khử ion, dung môi tinh khiết và phần lớn sản phẩm hydrocarbon nằm ngoài phạm vi chứ không chỉ là khó đo - và đó cũng là lý do lưu lượng kế này được đưa ra kèm các biến thể dẫn điện kém, ở ≥2 µS/cm cho các mạch làm mát và ≥5 µS/cm cho hỗn dịch, khi ngưỡng tiêu chuẩn ≥50 µS/cm là quá cao cho nhiệm vụ. Và mạch điện từ bao gồm cả ống lẫn đất, nên điện cực tiếp đất mà tài liệu mô tả là một phần của phép đo chứ không phải một chi tiết lắp đặt cho đẹp: một lưu lượng kế không có mốc tiếp đất chắc chắn sẽ giữ một điểm không trôi dần, và không lượng hiệu chuẩn nào sửa được.

Chọn lớp lót và điện cực

Hai bộ phận này là nơi khả năng tương thích với môi trường đo của toàn bộ thiết bị được quyết định, và tốt nhất là chốt chúng theo cặp. Lớp lót là thứ ngăn tín hiệu cảm ứng bị nối tắt qua thân kim loại, và cũng là bề mặt mà môi trường đo chạm vào trong suốt đời của lưu lượng kế. Điện cực là điểm duy nhất mà kim loại được cố ý cho tiếp xúc với chất lỏng.

Hai kiểu hỏng khác nhau phải được trả lời cùng một lúc. Tác động hóa học quyết định cả nhóm: một fluoropolymer cho các axit và kiềm ăn mòn mạnh, một cao su cho nước và các chế độ nhẹ hơn. Mòn quyết định bên trong nhóm: một hỗn dịch mài mòn sẽ làm mòn xuyên một fluoropolymer với tốc độ mà không lập luận hóa học nào lường trước, và tài liệu đưa ra các lớp lót cao su đúng vì lý do đó. Nhiệt độ sau đó lại thu hẹp lựa chọn, vì mỗi lớp lót mang một giới hạn nhiệt độ môi trường đo riêng, và tài liệu cho các con số này từng cái một chứ không cho một con số cho cả thiết bị - điều đó nghĩa là chính lớp lót, chứ không phải lưu lượng kế, đặt ra nhiệt độ tối đa của một đơn hàng cụ thể.

Tài liệu mang một bảng chọn riêng cho từng bộ phận, trong đó hành vi ăn mòn của mỗi vật liệu điện cực được mô tả đối với axit, kiềm hoặc muối mà nó dự kiến phải gặp. Vì hai bảng là tách rời, tổ hợp này đáng được xác nhận cho đúng môi trường đo cụ thể thay vì ghép lại từ hai lựa chọn riêng rẽ đều hợp lý.

Đọc lưu lượng kế và đưa dữ liệu ra ngoài

Thiết bị hiển thị cùng lúc lưu lượng tức thời và tổng lưu lượng trên một màn hình tích hợp, nghĩa là một số đọc lấy tại lưu lượng kế mang theo cả số tổng của ca trực. Cho bất cứ gì vượt quá việc đọc tại chỗ, tài liệu mô tả một mô-đun không dây tùy chọn chứ không phải một đầu ra có dây: lưu lượng kế báo về một nền tảng đám mây qua một liên kết băng hẹp, một thiết bị đầu cuối dữ liệu di động hoặc một gateway biên, với giám sát nhiều thiết bị và xuất dữ liệu.

Điều đó đáng được xem như một câu hỏi về phạm vi chứ không phải như một tính năng. Một đầu ra có dây là thứ một hệ thống điều khiển nhà máy thường chờ, và tài liệu không nêu đầu ra nào, nên giao diện phải được chốt trong yêu cầu báo giá chứ không suy ra từ sự hiện diện của một màn hình.

Lắp đặt

Tài liệu cho một đoạn ống thẳng dài 10 lần đường kính ống phía trước và 5 lần phía sau, và lý do cũng giống như với mọi lưu lượng kế đo theo vận tốc: hồ sơ dòng tại hai điện cực là một phần của phép đo. Tài liệu cũng cho các vị trí lắp đặt giữ cho ống đầy và không có khí - trên đoạn đi lên của đường ống hoặc phần dưới của một đoạn nằm ngang, không bao giờ ở điểm cao nhất của đường ống, không bao giờ trên một đoạn đứng hướng xuống - và khuyến nghị một van xả khí ở phía hạ lưu khi độ chênh xuống của đường ống vượt 5 m. Không lắp lưu lượng kế ở phía hút của một bơm.

Lý do thực tế khiến các quy tắc này được nêu chắc như vậy là vì một lưu lượng kế điện từ bị lắp sai thì không hỏng. Nó vẫn đọc, và đọc một cách đáng tin, còn sai số xuất hiện dưới dạng một bất đồng chậm chạp với một số tổng lấy ở chỗ khác chứ không dưới dạng một lỗi mà ai đó chỉ vào được.

Hạn chế của phép đo và lưu ý khi chọn

Hạn chế thứ nhất là độ dẫn điện, và nó nên được kiểm tra trước mọi thứ khác, vì nó quyết định liệu kiểu đo này có áp dụng được hay không. Hạn chế thứ hai là ống phải chảy đầy: một đường ống chảy vơi cho ra một số đọc dựa trên một tiết diện được làm ướt chứ không phải tiết diện của ống đo, và sai số lớn nhất khi lưu lượng thấp nhất, đúng lúc mà một nhà máy dễ tìm một chỗ rò hoặc một chỗ tắc nhất.

Tài liệu cũng để một số con số chưa chốt, và chúng được liệt vào phần thông tin cần thiết chứ không được giải quyết ở đây. Đáng kể nhất là đầu ra: không có tín hiệu có dây nào tương tự, xung hay nối tiếp được nêu, và không có điện áp nguồn nuôi nào được cho, nên giao diện điện của một đơn hàng chưa được tài liệu xác định. Nhiệt độ làm việc -10 đến 55 °C được cho mà không nói đó là nhiệt độ môi trường xung quanh hay nhiệt độ của môi trường đo, còn nhiệt độ môi trường đo tối đa chỉ xuất hiện theo từng lớp lót. Bảng kích thước trong tài liệu được sao lại kèm một ghi chú rằng ý nghĩa các cột đã được suy ra từ bản vẽ. Và độ chính xác được cho dưới dạng phần trăm của giá trị đọc, vốn không phải cùng đại lượng với một cấp chính xác, và không nên bị đổi thành cấp đó.

Đặt hàng

Các hạng mục quyết định câu trả lời là: môi trường đo, độ dẫn điện của nó và việc con số đó có thay đổi hay không; lưu lượng tối thiểu, thông thường và tối đa; đường kính ngoài, chiều dày thành ống và tiêu chuẩn mặt bích mà lưu lượng kế phải khớp; lớp lót và điện cực, hoặc môi trường hóa học nếu hai thứ đó chưa được chốt; nhiệt độ môi trường đo tối đa và áp suất đường ống; cấp áp suất yêu cầu; giao diện điện và thiết bị nào sẽ đọc nó; quy trình có được vệ sinh tại chỗ, bị chôn ngầm hay chịu các điều kiện khác làm thay đổi thân thiết bị hay không; và khu vực có được phân loại là nguy hiểm hay không. Một danh sách môi trường đo và một chi tiết đường ống là đủ cho một báo giá bao trùm, và báo giá đó có thể được tinh chỉnh khi lớp lót và điện cực được chốt. Số lượng, cảng đến và ngày giao hàng mong muốn hoàn tất phần còn lại.