Hướng dẫn lựa chọn thiết bị đo lưu lượng theo ứng dụng

Lưu lượng là một trong bốn đại lượng vật lý cơ bản trong đo lường công nghiệp(Process Instrument) bao gồm: Áp suất (Pressure), nhiệt độ(Temperature), mức(Level) và lưu lượng (Flow).
Để đảm bảo về mặt kinh tế cũng như công năng sử dụng của thiết bị nhằm đạt được năng suất sản xuất tối đa, chúng ta cần phải lựa chọn thiết bị theo tùy theo từng ứng dụng sao cho hợp lý nhất.

Câu hỏi đặt ra là:
- Tại sao lại có nhiều loại thiết bị đo lưu lượng đến thế ? Khi nào thì sử dụng đồng hồ đo lưu lượng Tuabin, Piston, điện từ, siêu âm, chênh áp, Vortex, Coriolis, ...
- Tại sao giá thành thiết bị lại chênh lệch nhau quá lớn ? Từ vài trăm tới vài ngàn, thậm chí hàng chục ngàn $.
- ...
Để trả lời những câu hỏi trên, đầu tiên, chúng ta cần phải hiểu lưu lượng là gì ? Các nguyên lý đo lưu lượng đang được sử dụng trong môi trường công nghiệp hiện nay.

1. Lưu lượng là gì ?
Lưu lượng là "số lượng" môi chất đi qua mặt cắt ngang của kênh dẫn trên đơn vị thời gian, có thể là thể tích (Volumetric Flow) hoặc khối lượng (Mass Flow - Lưu lượng khối).
- Lưu lượng thể tích - Volume Flow

q_{v = Volume / time}

Đơn vị: m^3/h, l/min ...

- Lưu lượng khối - Mass Flow

q_{m = Mass/time}

Đơn vị: Kg/h, Kg/min, g/sec ...

Hẳn sẽ có người sẽ thắc mắc "Tại sao lại có tới 2 khái niệm về lưu lượng ? Volume flow và Mass flow có gì khác nhau ? "

Câu trả lời nằm ở chỗ chúng ta đang đo lưu lượng của môi chất gì. Nếu là chất lỏng - câu trả lời là Volume flow, khí hoặc hơi - câu trả lời là Mass flow.

2. Các kiểu đo lưu lượng và ứng dụng

2.1. Đo lưu lượng kiểu Piston: bộ phận đo lưu lượng có cấu tạo giống như piston, độ chính xác thấp.

2.2. Đo lưu lượng kiểu turbine: thiết bị đo được cấu tạo từ turbine, khi có môi chất chảy qua sẽ làm quay turbine. Lưu lượng tỷ lệ thuận với tốc độ quay của turbine. Dễ thấy nhất là các đồng hồ nước dân dụng. Độ chính xác không cao.

2.3. Đo lưu lượng theo nguyên lý siêu âm (ultrasonic flowmeters)