Đo nhiệt độ

6/25/2011 1 Khái quát Nhiệt kế thủy tinh Nhiệt áp kế Nhiệt kế điện trở Nhiệt kế nhiệt điện  Sử dụng nhiệt kế Chương 2: Đo nhiệt độ  Nhiệt độ là gì? - Đại lượng vật lý, đặc trưng cho trạng thái nhiệt - mức độ nóng của vật - Là đại lượng làm cơ sở để so sánh, đánh giá mức độ nóng của vật này so với vật khác  Thang đo nhiệt độ - Celcius: 0C - Kelvin: K - Fahrenheit: 0F - Rankin: 0R 1 - Khái quát  Mối liên hệ giữa các thang đo nhiệt độ  Theo lĩnh vực đo nhiệt độ: - Nhiệt độ thấp t  00C - Nhiệt độ trung bình 00C  t  1800C - Nhiệt độ cao t  1800C đo nhiệt độ 1 - Khái quát 15,273)()( 0  CtKT 32)( 5 9 )( 00  CtFtF 67,491)( 5 9 )( 00  CtRtR  Phân loại phương tiện đo nhiệt độ Dựa vào cấu tạo và nguyên lý hoạt động của dụng cụ đo - Giãn nở, biến đổi áp suất của chất cảm nhiệt hay dựa trên sự thay đổi thể tích, kích thước của vật cảm biến – nhiệt kế chất lỏng; nhiệt áp kế; nhiệt kế cơ học - Biến đổi điện trở của kim loại, bán dẫn – nhiệt kế điện trở 1 - Khái quát 6/25/2011 2  Phân loại phương tiện đo nhiệt độ - Dựa trên hiệu ứng nhiệt điện – nhiệt kế nhiệt điện hay cặp nhiệt điện - Nhiệt kế điện tử - sử dụng đầu dò (sensor) điện tử: diode, transitor, IC - Biến đổi cường độ bức xạ của vật nóng ở nhiệt độ cao – nhiệt kế bức xạ hay hỏa kế - Nhiệt kế sử dụng cảm biến thạch anh, nhiệt kế sóng âm, khí động…. 1 - Khái quát  Sử dụng đo nhiệt độ: -200oC  750oC Dựa vào sự giãn nở về nhiệt của chất lỏng trong nhiệt kế: Vt = V0(1 + bt) Cấu tạo 2 - Nhiệt kế thủy tinh – chất lỏng 4 3 2 1  Nhiệt kế thủy tinh • Nhiệt kế phòng thí nghiệm - Khắc độ trực tiếp trên vỏ thủy tinh - Thủy tinh trong suốt hơn - Tiết diện ống thủy tinh bên trong nhỏ, thon • Nhiệt kế kỹ thuật - Khắc độ trên giấy lót vào vỏ thủy tinh - Thủy tinh không trong suốt 2 - Nhiệt kế thủy tinh – chất lỏng  Ưu điểm - Đơn giản, độ chính xác tương đối cao - Không cần thiết bị hỗ trợ - Không cần năng lượng để hoạt động  Nhược điểm - Dễ vỡ, dễ nhòe, đọc tại chỗ. - Quán tính nhiệt lớn - Không tự ghi kết quả, truyền kết quả đi xa 2 - Nhiệt kế thủy tinh – chất lỏng 6/25/2011 3  Cấu tạo 3 - Nhiệt áp kế  Cấu tạo: tùy thuộc vào kết cấu ống đàn hồi - ống đàn hồi một vòng - ống đàn hồi nhiều vòng 3 - Nhiệt áp kế  Ưu điểm - Cấu tạo đơn giản, bền cơ học - Có thể tự động ghi kết quả - Có khả năng ổn định độ rung  Nhược điểm: - Độ chính xác không cao - Có thể truyền kết quả đo đi xa (khoảng 20m) 3 - Nhiệt áp kế  Sử dụng đo nhiệt độ: -185oC  550oC Dựa vào sự giãn nở chiều dài của hai vật rắn có hệ số giãn nở vì nhiệt khác nhau - Hai vật rắn độc lập nhau: nhiệt kế dilatomet - Thanh lưỡng kim: nhiệt kế lưỡng kim 4 - Nhiệt kế cơ học 6/25/2011 4  Sử dụng đo nhiệt độ: Dựa trên sự biến đổi điện trở của vật do sự biến đổi nhiệt độ của nó gây nên. Sự biến đổi điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ được đặt trưng bằng biểu thức sau Rt = R0(1+t.t) 5 - Nhiệt kế điện trở Nhiệt kế điện trở Chuyển đổi sơ cấp Thiết bị đo thứ cấp  Bộ phận cảm biến: phần tử cảm biến; chất cách điện; vỏ bảo vệ nhiệt kế. - Phần tử cảm biến: kim loại và bán dẫn - Vật liệu cách điện: Cách điện; bền cơ học; chịu nhiệt tốt - Vật liệu làm vỏ bảo vệ: bền cơ học; không thấm nước; dẫn nhiệt tốt; nhẹ; không gây tác hại hóa học với vật liệu phần tử cảm biến 5 - Nhiệt kế điện trở  Yêu cầu phần tử cảm biến nhiệt độ + Tinh khiết, bền hóa học + Không thay đổi tính chất vật lý + Khi đốt nóng không bị oxyhoa. + Hệ số nhiệt độ điện trở lớn + Quan hệ tuyến tính  Ưu nhược điểm – SV tham khảo giáo trình 5.1 - Nhiệt kế điện trở kim loại  Hệ số dẫn nhiệt độ cao: Oxit mangan; Oxit Đồng; Oxit Coban….(giảm 3%/độ)  Hệ số nhiệt độ của điện trở lớn và điện trở suất cao: nhiệt kế điện trở bán dẫn có kích thước nhỏ gọn  Mối liên hệ giữa điện trở và biến đổi nhiệt độ theo quy luật phi tuyến tính (hàm mũ)  Ưu nhược điểm – SV tham khảo giáo trình 5.2 - Nhiệt kế điện trở bán dẫn 6/25/2011 5 5.2 - Nhiệt kế điện trở bán dẫn  Đo nhiệt độ bằng nhiệt kế điện trở phải xác định điện trở của phần tử cảm biến nhiệt độ: + Phương pháp dùng von kế – ampe kế + Phương pháp dùng mạch cầu + Phương pháp Lôgomet + phương pháp bù 5.3 – Mạch đo  Mạch đo dùng volt ke – ampeke: 5.3 – Mạchđo I = const Rd1 Rd2 Rd3 Rd4 Rt OD V  Dùng mạch cầu cân bằng 5.3 – Mạch đo CB K o C Ω Rt Rd It C R1 R2 D B A N R3 I2 I1 I3 I I0 6/25/2011 6  Nguyên lý: Đo nhiệt độ bằng cặp nhiệt điện, dựa trên cơ sở của hiệu ứng nhiệt điện  Sơ đồ nguyên lý cặp nhiệt điện: 6 - Nhiệt kế nhiệt điện A B 1 2 3 A B 2 1  Sơ đồ mạch đo: 6 - Nhiệt kế nhiệt điện A B 1 2 3 A 2 1 TBĐ TBĐ 4 3 t0 tt t0 a b  Yêu cầu vật liệu: - Suất điện động cao, quan hệ với nhiệt đô: tuyến tính - Tính chất nhiệt điện ổn định - Thành phần đồng nhất - Bền hóa học ở nhiệt độ cao - Dẫn điện tốt - Có thể thay thế được 6 - Nhiệt kế nhiệt điện  Các loại nhiệt kế nhiệt điện hay gặp: 6 - Nhiệt kế nhiệt điện Loại Vật liệu làm cặp nhiệt điện Khoảng đo (oC) Nhiệt độ tối đa (oC) T Đồng/Constantan -200  400 400 J Sắt/Constantan -200  700 900 E Chromel/Constantan -100  700 900 K Chromel/Alumel -200  1250 1300 S Platin/(90%Platin + 10%Rodi 0  1300 1600 B (70%Platin+30%Rodi)/ (94%Platin+6%Rodi) 300  1600 1800 6/25/2011 7  Phương pháp đo nhiệt độ: 6 - Nhiệt kế nhiệt điện a b t t0 Thiết bị đo t0 TBĐ T1 T2 TN . . . Công tắc chuyển mạch  Nguyên nhân gây sai số khi đo + Do nhiệt độ ở đầu tự do của cặp nhiệt điện không ổn định hoặc khác với nhiệt độ đầu tự do khi khắc độ. + Do sự thay đổi điện trở trong mạch đo dẫn đến sai số khi đo bằng thiết bị đo thứ cấp. + Do vị trí và cách lắp đặt nhiệt kế nhiệt điện không đúng yêu cầu kỹ thuật 6 - Nhiệt kế nhiệt điện  Đo theo phương pháp tiếp xúc + Dụng cụ đo theo phương pháp tiếp xúc: nhiệt kế chất lỏng, nhiệt kế điện trở và nhiệt kế nhiệt điện. + Dụng cụ đo nhiệt độ theo phương pháp không tiếp xúc: nhiệt kế bức xạ hay còn gọi là hỏa kế 7 – Sử dụng nhiệt kế a) b) c) d) e) f) Khái quát Áp kế thủy tĩnh Áp kế cơ học Áp kế pittong Áp kế điện Các loại áp kế khác Chương 3: Đo áp suất 6/25/2011 8  Áp suất là gì? Đại lượng vật lý, biểu thị lực tác dụng lên một đơn vị diện tích. Áp suất có thể phân bố đồng đều hoặc không đồng đều lên bề mặt chịu lực Trường hợp lực phân bố đồng đều 1 – khái quát S F p =  Các dạng áp suất + Áp suất khí quyển + Áp suất tuyệt đối + Áp suất dư + Áp suất chân không + Độ chân không: + Hiệu áp suất – áp suất vi sai 1 – khái quát %100. B P D CK  Mối quan hệ giữa các áp suất 1 – khái quát Bieåu dieãn aùp suaát dö Bieåu dieãn aùp suaát chaân khoâng Ptñ = 0 Ptñ = 0 Pkq = 1 (theo aùp suaát tuyeät ñoái) Pkq = 1 (theo aùp suaát tuyeät ñoái) Pkq = 0 (theo aùp suaát dö) Pdö Ptñ Ptñ Pck Pkq = 0 (theo aùp chaân khoâng) Ptđ > Pkq Ptđ < Pkq  Đơn vị đo áp suất + Theo SI: pascal – Pa (1Pa = 1N/m2) + Atmôtphe kỹ thuật – at 1at=1kg/cm2 =735,5mmHg = 9,81.104 Pa=10mH2O + Atmôtphe vật lý – atm; 1atm = 760mmHg =10,33mH2O + Tor; 1Tor = 1mmHg = 1133.322 Pa = 13,595.10-4 kg/cm2 + Bar, 1bar = 105pa = 750mmhg + PSI (đơn vị sử dụng hệ Anh, Mỹ), 1PSI = 0,07 at 1 – khái quát 6/25/2011 9  Phân loại dụng cụ đo áp suất - Theo dạng áp suất cần đo: Áp kế chuyên dùng: + Baromet: đo áp suất khí quyển + Chân không kế - áp kế chân không + Manomet: đo áp suất dư Áp kế đa chức năng: + Áp kế đo áp suất tuyệt đối từ “0” + Manomet chân không + Áp kế vi sai, micromanomet 1 – khái quát  Phân loại dụng cụ đo áp suất - Theo nguyên lý hoạt động + Áp kế thủy tĩnh + Áp kế cơ học + Áp kế pittong + Áp kế điện 1 – khái quát  Nguyên lý hoạt động Theo nguyên tắc áp suất thủy tĩnh. Chất lỏng thường dùng: nước, thủy ngân hoặc rượu  Phân loại + Áp kế chữ U – manomet chữ U + Vi áp kế + Baromet thủy ngân  Ưu – nhược điểm + Đơn giản, rẻ tiền, độ chính xác khá cao + Cồng kềnh, dễ vỡ + Không cho phép đo được áp suất cao 2 – Áp kế thủy tĩnh  Cấu tạo - nguyên lý hoạt động 2.1 – Áp kế chất lỏng chữ U Pđo Pkq h 6/25/2011 10  Ưu điểm Đơn giản, có thể đo áp suất tới khoảng 200KPa tùy thuộc vào độ bền ống thủy tinh và độ kín của hệ thống  Nhược điểm Phải đọc chiều cao mực chất lỏng tại hai nhánh của áp kế, từ đó xác định độ chênh cột lỏng. Cả hai nhánh đều đặt thẳng đứng nên khi độ chênh áp suất lớn thì cột chất lỏng sẽ dâng rất cao, ống áp kế phải dài 2.1 – Áp kế chất lỏng chữ U  Cấu tạo - nguyên lý hoạt động 2.2 – Vi áp kế h Pđo Pkq Pđo l α h Pkq  Cấu tạo - nguyên lý hoạt động 2.3 – Baromet thủy ngân P Chân không tuyệt đối Chân không tuyệt đối  Nguyên lý hoạt động Dựa theo sự biến dạng cơ học của các phần tử đàn hồi dưới tác dụng của áp lực. Vì vậy, áp kế cơ học còn được gọi là áp kế đàn hồi  Phân loại + Áp kế ống đàn hồi + Áp kế màng đàn hồi + Áp kế xiphong 3 – Áp kế cơ học (đàn hồi) 6/25/2011 11  Áp kế ống đàn hồi một vòng  Nhước điểm Thường xảy ra sự đàn hồi trễ. Mặt khác góc mở do đàn hồi của ống một vòng thường nhỏ (7 – 80)nên đòi hỏi phải có cơ cấu truyền động nhạy qua kim chỉ thị 3.1 – Áp kế ống đàn hồi  Áp kế ống đàn hồi nhiều vòng Số vòng xoắn 2 – 9; góc mở đầu tự do có thể đến 540; nên kim chỉ thị quay một góc rộng trên thang đo. 3.1 – Áp kế ống đàn hồi  Phần tử đàn hồi được sử dụng là các vật liệu đàn hồi như: vải, tấm cao su, thép, đồng thau,…  Màng đàn hồi: màng phẳng, màng gơn sóng, màng đàn hồi có lò xo, màng hộp đơn, màng hợp kép…. 3.2 – Áp kế màng đàn hồi  Cấu tạo 3.2 – Áp kế màng đàn hồi 6/25/2011 12  Ưu điểm Ít bị ảnh hưởng bởi va đập, môi trường ăn mòn hóa học  Nhược điểm - Kích thước màng lớn - Quá tải có sự biến dạng dư - Sai số lớn khi nhiệt độ môi trường xung quanh cao - Độ chính xác không cao 3.2 – Áp kế màng đàn hồi  Áp kế xiphong kim chỉ thị  Áp kế xiphong tự ghi 3.3 – Áp kế xiphong  Nguyên lý: Dựa vào sự cân bằng lực tạo ra bởi áp suất đo, với trọng lượng vật đối trọng và của pittông đặt trong xilanh. Trị số áp suất được xác định bởi khối lượng của vật đối trọng và pittông với diện tích hiệu dụng của pittông 4 – Áp kế pittong F G F GG P = + = 21 4 – Áp kế pittong  Cấu tạo 6/25/2011 13  Nguyên lý Hoạt động dựa trên nguyên lý biến đổi điện trở. Áp suất biến đổi làm điện trở thay đổi  Phân loại + Áp kế biến trở + Áp kế điện trở lực căng (Áp kế Tenzo) + Áp kế áp điện 5 – Áp kế điện  Áp kế biến trở hoạt động dựa vào tính chất thay đổi điện trở của một số vật liệu dưới tác dụng của áp suất.  Vật liệu thường dùng: chất bán dẫn, maganin, constantan, vonfram, nikel, crom, bạch kim,…Thực tế hay dùng mangan.  Khi áp suất thay đổi, điện trở của maganin cũng biến đổi theo mối quan hệ sau. 5.1 – Áp kế biến trở ).1.(0 PKRRp +=  Cấu tạo 5.1 – Áp kế biến trở UN P  Nguyên lý Áp kế điện trở lực căng là dụng cụ đo áp suất hoạt động trên cơ sở hiệu ứng Tenzo. Hiệu ứng Tenzo: khi dây dẫn bị biến dạng cơ học thì điện trở của nó cũng thay đổi. Sự biến đổi điện trở theo hiệu ứng Tenzo còn gọi là biến đổi điện trở lực căng 5.2 – Áp kế điện trở lực căng 6/25/2011 14  Cấu tạo – sơ đồ mạch đo 5.2 – Áp kế điện trở lực căng RT KÑ U RB P 1 2 R1 R2 Rt URA Boä hieån thò keát quaû  Phần tử cảm biến để đo áp suất cao 5.2 – Áp kế điện trở lực căng RT1 RT1 RB1 RB2 RT2 P  Yêu cầu điện trở lực căng + Vật liệu chế tạo phải có độ nhạy cao. + Hệ số nhiệt độ giãn nở chiều dài nhỏ. + Vật liệu là dây điện trở phải có điện trở suất lớn. + Cần phải bù nhiệt độ trong mạch đo. 5.2 – Áp kế điện trở lực căng  Nguyên tắc hoạt động: Dựa hiệu ứng PIEZO - Tác dụng lực cơ học vào vật liệu, trên bề mặt vật liệu xuất hiện điện tích, còn bên trong xảy ra sự phân cực, và ngược lại. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng áp điện ở một số loại vật liệu: tinh thể thạch anh, muối sắt, bari titanat… 5.3 – Áp kế áp điện 6/25/2011 15  Cấu tạo áp kế áp điện thạch anh. 5.3 – Áp kế áp điện  Ưu điểm không bị trể, thuận lợi đo áp suất biến đổi nhanh  Nhược điểm Độ biến dạng các phần tử áp điện rất nhỏ (khoảng vài micrômét) Ít áp dụng cho việc đo áp suất tĩnh. Khắc độ khó 5.3 – Áp kế áp điện  Sinh viên tham khảo giáo trình 6 – Các loại áp kế khác  Chọn áp kế phù hợp - Mức áp suất cần đo. - Tính chất lý, hóa của môi trường cần đo.  Chú ý các điều kiện; yếu tố dẫn đến sai số hệ thống - Cấu tạo của phần tử tiếp nhận. - Cách lắp đặt áp kế. 7 – Cách sử dụng áp kế 6/25/2011 16  Vị trí, cấu tạo của phần tử tiếp nhận có khác nhau phụ thuộc vào loại áp suất  Áp suất tĩnh - Áp suất đo tại một điểm trong dòng lưu chất không bị kích động. - Phần tử tiếp nhận phải dịch chuyển theo hướng dòng lưu chất, với vận tốc bằng vận tốc dòng chảy. 7.1– Cấu tạo; vị trí lắp đặt phần tử tiếp nhận  Yêu cầu vị trí, cấu tạo lắp đặt - Khoan lỗ đảm bảo trục lỗ vuông góc hướng dòng chảy - Đường kính lỗ tiếp nhận không nên quá lớn + Với khí: d  1,5mm + Với lỏng: d = 2  4mm - Bề mặt khoan lỗ và thành ống phải phẳng phiu 7.1– Cấu tạo; vị trí lắp đặt phần tử tiếp nhận  Áp suất toàn phần (áp suất hãm, áp suất điểm tới hạn) 7.1– Cấu tạo; vị trí lắp đặt phần tử tiếp nhận  Điểm tiếp nhận áp suất và áp kế nên bố trí trên đoạn ống thẳng - ở phía trên, hoặc hai bên thành ống để tránh gây tắc ống dẫn áp suất  Khi đo áp suất lưu chất có nhiệt độ cao, vận tốc lớn, hệ thống bị rung, ống dẫn áp nên uốn chữ U hoặc xoắn lại.  Trước áp kế phải lắp van khóa 7.2–Cách lắp đặt áp kế 6/25/2011 17 Khái quát Lưu lượng kế chênh áp biến thiên Lưu lượng kế chênh áp khôngđổi Đo lưu lượng bằng lưu tốc kế Lưu lượng kế thể tích Chương 4: Đo lưu lượng  Lưu lượng là gì? - Lưu lượng khối lượng - Lưu lượng thể tích - Lưu lượng mol  Trạng thái lưu chất - Lưu lượng lỏng - Lưu lượng khí - Lưu lượng hơi 1 – khái quát  Phân loại lưu lượng kế - Dựa vào độ chênh áp biến thiên - Dựa vào độ chênh áp không đổi - Dựa vào vận tốc dòng chảy - Dựa vào phương pháp thể tích - Dựa vào cơ sở nhiệt học - Dựa vào phương pháp, nguyên lý đặc biệt 1 – khái quát  Nguyên lý: Dựa vào sự giảm tiết lưu đột ngột của dòng lưu chất. Phương tiện đo: sự kết hợp giữa thiết bị tiết lưu và hiệu áp kế để đo độ chênh lệch áp suất trước và sau tiết lưu.  Cấu tạo: 2 – lưu lượng kế có độ chênh áp biến thiên Chênh lệch áp suất Chênh lệch áp suất Giản đồ đo áp suất pCKQ  4 _ 2 1 2 4        D d gd K  6/25/2011 18  Phân loại thiết bị tiết lưu: - Thiết bị tiết lưu là phần tử cảm biến của lưu lượng kế có độ chênh áp biến thiên. - Lưu lượng → hiệu áp suất trước và sau tiết lưu. - Hiệu áp suất này được đo bằng hiệu áp kế  Tùy vào cấu tạo và vị trí lắp đặt, thiết bị tiết lưu có thể được phân loại - Màng tiết lưu - Vòi tiết lưu - Ống tiết lưu 2 – lưu lượng kế có độ chênh áp biến thiên  Màng tiết lưu: Dạng đĩa mỏng, tiết diện tiết lưu hình tròn hoặc viên phân, cạnh sắc nhọn 2 – lưu lượng kế có độ chênh áp biến thiên Ống đo áp suất Bộ phận lấy mẫu  Vòi tiết lưu: Vòi tiết lưu là thiết lưu có tiết diện tiết lưu hình tròn nhưng phần miệng vào có dạng thu hẹp dần, phần giữa có dạng hình trụ 2 – lưu lượng kế có độ chênh áp biến thiên  Ống tiết lưu: Thường sử dụng ống Ventury. Ống Ventury là thiết bị có tiết diện tiết lưu hình tròn nhưng phần “miệng vào” thu hẹp dần đều, phần giữa có dạng hình trụ, còn phần miệng loe hình côn 2 – lưu lượng kế có độ chênh áp biến thiên Đầu đo áp suất thấpĐầu đo áp suất cao 6/25/2011 19  Nguyên lý: - Dòng lưu chất chảy bao trùm qua phao hoặc con đội và chúng luôn luôn ở trạng thái cân bằng. - Khi phao hoặc con đội chuyển động thì tiết diện dòng lưu chất đi qua sẽ thay đổi. - Kết cấu của sự biến đổi tiết diện được tính toán sao cho độ mở tiết diện với lưu lượng phụ thuộc tuyến tính + rotamet + lưu lượng kế phao + lưu lượng kế pittong 3 – lưu lượng kế có độ chênh áp khôngđổi  Cấu tạo Rotamet - Thường là ống mica hình côn, con đội bên trong có thể dịch chuyển được. - Phao (con đội) có cấu tạo: đĩa phẳng, hình trụ, nhưng thường là hình côn 3 – lưu lượng kế có độ chênh áp khôngđổi - Rotamet  Hoạt động Rotamet - Lưu lượng càng lớn thì con đội càng được đẩy lên cao. - Khi lực tác dụng bởi dòng lưu chất cân bằng với trọng lực của con đội thì con đội sẽ đạt trạng thái cân bằng 3 – lưu lượng kế có độ chênh áp khôngđổi - Rotamet  Hoạt động Rotamet - Lưu lượng được xác định theo khoảng cách dịch chuyển của con đội. - Tại vị trí cân bằng 3 – lưu lượng kế có độ chênh áp khôngđổi - Rotamet 222 _ 1 274,1 4 . d G d G F G PPP   6/25/2011 20  Hoạt động Rotamet - Lưu lượng qua rotamet được xác định qua công thức 3 – lưu lượng kế có độ chênh áp khôngđổi - Rotamet   skgG d F PPFQm /,. ..596,1 2.. 0210       sm G d F PPFQv /, ..596,12 .. 30210      - F0 là tiết diện “sống” giữa thành trong của ống Rotamet với mép ngoài của con đội ở tiết diện có đường kính d  Lưu ý khi sử dụng rotamet: - Mỗi Rotamet chỉ dùng để đo lưu lượng cho một lưu chất nhất định. - Khi lắp Rotamet vào hệ thống luôn luôn phải bố trí dòng lưu chất chuyển động từ dưới lên. - Dòng lưu chất cần đo lưu lượng phải tương đối trong suốt để có thể nhìn thấy con đội 3 – lưu lượng kế có độ chênh áp khôngđổi - Rotamet  Sơ đồ thí nghiệm kiểm định rotamet: 3 – lưu lượng kế có độ chênh áp khôngđổi - Rotamet 1 2 3 4  Ưu điểm - Kết cấu đơn giản. - Có thể đo được lưu lượng nhỏ. - Đơn giản và dễ dàng khi đo. - Khoảng đo tương đối rộng. - Có thể sử dụng để đo lưu lượng của các lưu chất có tính chất phá hủy mạnh  Nhược điểm - Không thích hợp đo lưu lượng dòng lưu chất nhiệt độ cao 1000C, áp suất cao ( 0,5–0,6 MPa). - Không cho phép truyền kết quả đo đi xa. - Dễ vỡ 3 – lưu lượng kế có độ chênh áp không đổi - Rotamet 6/25/2011 21  Nguyên tắc hoạt động - Lưu lượng được xác định dựa trên cơ sở vận tốc dòng lưu chất  Có thể phân chia thành ba loại chính - Đo lưu lượng bằng lưu tốc kế kiểu tuabin. - Đo lưu lượng bằng ống lưu tốc (ống đo vận tốc) - Đo lưu lượng bằng các lưu tốc kế khác 4 – Đo lưu lượng bằng lưu tốc kế  Đo lưu lượng bằng lưu tốc kế kiểu tuabin - Tuabin với cánh thẳng, cong đặt trong dòng chảy - Vận tốc vòng quay của tuabin tỷ lệ với vận tốc dòng chảy - Phổ biến dùng lưu tốc kế tuabin có bộ biến đổi sơ cấp theo nguyên lý cảm ứng điện từ 4 – Đo lưu lượng bằng lưu tốc kế 1 2 3 4 6 75 Đầu cảm biến Cánh quạt Khung  Đo lưu lưu lượng bằng ống lưu tốc (ống pitot) - Đo lưu lượng dòng chảy qua tiết diện không đổi là xác định vận tốc trung bình của dòng chảy - Lưu lượng: Q = tbF - Tại một điểm bất kỳ trong dòng chảy 4 – Đo lưu lượng bằng lưu tốc kế g v gρ P PTP 2 2 += ( )tTP PP ρ v _2 =  Đo lưu lưu lượng bằng ống lưu tốc (ống pitot) - Đối với ống dẫn có tiết diện không đổi thì áp suất tĩnh và áp suất toàn phần ở hai điểm gần nhau thay đổi không đáng kể  Có thể gắn áp kế chữ U để đo áp suất động 4 – Đo lưu lượng bằng lưu tốc kế d  0,035D 6/25/2011 22  Đo lưu lưu lượng bằng ống lưu tốc kế kiểu cảm ứng điện từ 4 – Đo lưu lượng bằng lưu tốc kế KD 1 2 3 4 5 6  Đo lưu lưu lượng dùng phong tốc kế 4 – Đo lưu lượng bằng lưu tốc kế  Lưu lượng kế thể tích dùng đo lưu lượng chất lỏng có độ nhớt đến 3.10-4 m2/s  Lưu lượng kế thể tích có độ chính xác tương đối cao - Lưu lượng kế kiểu buồng. - Lưu lượng kế kiểu pittông. - Lưu lượng kế kiểu bánh răng hình ôvan. - Lưu lượng kế kiểu bánh xe lăn. - Lưu lượng kế dùng bình định lượng 5 – lưu lượng kế thể tích  Đo lưu lượng bằng bình định lượng Kết cấu đơn giản, độ chính xác khá cao, thường dùng kiểm định phương pháp đo lưu lượng khác - Đo lưu lượng bằng bình định lượng trong hệ thống hở - Đo lưu lượng bằng bình định lượng trong hệ thống kín 5 – lưu lượng kế thể tích 6/25/2011 23  Đo lưu lượng bằng bình định lượng trong hệ thống hở 5 – lưu lượng kế thể tích 6 5 4 1 7 II 4 1 2 3 I  Đo lưu lượng bằng bình định lượng trong hệ thống kín 5 – lưu lượng kế thể tích 1 2 3 4 5 6 7 8 9 I II  Lưu lượng kế bánh răng hình Ôvan và bánh xe lăn 5 – lưu lượng kế thể tích 21 3 3 4 5 Khái quát Đo mức chất lỏng Đo mức vật liệu rời Chương 5: Đo mức chất lỏng – vật liệu rời 6/25/2011 24  Mức kế là dụng cụ đo mức chất lỏng và vật liệu rời được sử dụng rộng rãi trong sản xuất, chế biến và vận chuyển chất lỏng  Phân loại theo nguyên lý hoạt động: - Mức kế cơ học: mức kế phao nổi, đàn hồi… - Mức kế thủy tĩnh: mức kế phao chìm, áp suất, áp lực…. - Mức kế điện: mức kế điện dẫn, điện dung - Các loại mức kế khác: mức kế đồng vị phóng xạ, sóng vô tuyến và sóng âm 1 – khái quát  Phân loại dụng cụ đo mức vật liệu rời Theo mục đích sử dụng - Báo mức: báo mức trên hoặc báo dưới. - Thước thăm liệu - Đo mức liên tục Theo nguyên lý hoạt động - Theo nguyên lý áp lực: mức kế màng đàn hồi,… - Dựa trên cơ sở ứng dụng những tính chất điện: mức kế điện dẫn và điện dung,… 1 – khái quát  Mức kế cơ học: dựa trên lực tác dụng cơ học của lưu chất lên phần tử cảm biến o Mức kế phao nổi 2 – Đo mức chất lỏng  Mức kế cơ học: dựa trên lực tác dụng cơ học của lưu chất lên phần tử cảm biến o Mức kế phao chìm: sự thay đổi lực đẩy lên phao. Lực đẩy tỷ lệ với độ sâu của phao chìm trong mực chất lỏng 2 – Đo mức chất lỏng 6/25/2011 25  Mức kế áp lực: áp lực không khí nén qua ống hở có một đầu nằm trong mực chất lỏng bồn chứa 2 – Đo mức chất lỏng  Mức kế hiệu áp kế: dùng đo mức chất lỏng nằm trong bình hở hoặc chân không 2 – Đo mức chất lỏng -+ m 1 h h P P  mPP g h  . 1   Đặt tính của vật liệu rời khác đặc tính của lưu chất. Bề mặt vật liệu rời thường nhấp nhô phụ thuộc vào tương tác giữa các hạt và mối liên kết giữa các hạt và thành thiết bị chứa  Mức kế màng đàn hồi 3 – Đo mức vật liệu rời 1 2 3  Mức kế tiếp xúc cơ 1 - tời cơ điện 2 - phanh điện 3 – ròng rọc rờ le 4 – tải trọng 5 - xenxin cảm biến 6 – đồng hồ thứ cấp 7 – Bộ điều khiển 3 – Đo mức vật liệu rời 6/25/2011 26  Hệ thống theo dõi xả liệu 3 – Đo mức vật liệu rời 1 2  Đo mức bằng cân 3 – Đo mức vật liệu rời 1 2 3 4 Đo nồng độ dung dịch Đo pH Đo khối lượng riêng Đo độ ẩm Đo độ nhớt Phân tích thành phần hỗn hợp khí Chương 6: Đo thành phần hợp chất  Đo khối lượng riêng bằng lực đẩy thủy tĩnh Đo khối lượng riêng aF G V.g Cmlmg   6/25/2011 27  Đo khối lượng riêng bằng khí nén Đo khối lượng riêng 1 2 21 P V 21 Khoâng khí neùn H gH P   Công thức xác định độ nhớt Đođộ nhớt S)l/( F   • /l – gradien vận tốc, s-1. • S - diện tích bề mặt lớp phân bố lực ma sát nội, m2. • F – lực ma sát nội (N) Đơn vị đo độ nhớt động lực học: Pa.s  Sử dụng các đơn vị độ nhớt động lực: Poa (P) có ước số là Centipoa (cP), có liên hệ với đơn vị trong hệ SI: 1P = 0,1Pa.s; 1cP = 1mPa.s  Nhớt kế mao dẫn Đo độ nhớt l 3 1 2  Nhớt kế bi rơi Đo độ nhớt 6/25/2011 28 Name Title Name Title Name Title Name Title Name Title Name Title Team Organization