Cảm biến lưu lượng, hay còn gọi là flow sensor thường được ứng dụng để đo lường dòng chảy trong nhiều ngành công nghiệp quan trọng và cả những lĩnh vực thường ngày trong cuộc sống. Từ hệ thống xử lý nước thải đến quy trình sản xuất và trong cả những thiết bị dân dụng. Qua bài viết này hãy cùng A.I Tech tìm hiểu cảm biến lưu lượng là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và cách phân loại cũng như ứng dụng thực tế của nó nhé!
Cảm biến lưu lượng là gì?
Cảm biến lưu lượng là thiết bị điện tử được sử dụng để đo lường hoặc điều chỉnh tốc độ dòng chảy của chất lỏng hoặc khí trong ống dẫn. Flow sensor thường được tích hợp kết nối với đồng hồ đo để hiển thị kết quả hoặc kết nối với mạch điện để cung cấp, truyền tải thông tin đến các hệ thống điều khiển như SCADA.
>>Xem thêm: Cảm biến là gì?
Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của cảm biến lưu lượng
Tùy vào chất cần đo lưu lượng mà cấy tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến có thể sẽ khác nhau. Ở trong nội dung này A.I Tech chỉ xin đề cập đến Cấu tạo và nguyên lý của cảm biến lưu lượng nước.
Về cấu tạo cảm biến lưu lượng dòng chảy nước sẽ gồm có 3 bộ phận chính. Đầu tiên là van nhựa cho phép dòng chất lỏng đi qua cảm biến. Một roto nước sẽ chuyển động quay khi có dòng chảy đi qua. Và cảm biến hiệu ứng Hall để xác định hướng và đo lưu lượng nước.
Nguyên lý hoạt động: Cảm biến lưu lượng hoạt động dựa trên nguyên lý hiệu ứng Hall,
- Khi nước chảy qua van nhựa, nó tác động lên roto, khiến roto quay.
- Tốc độ quay của roto tỷ lệ thuận với tốc độ dòng chảy, cho phép đo chính xác lưu lượng nước. Khi roto quay sẽ tạo ra sự thay đổi điện áp trong dây dẫn.
- Cảm biến hiệu ứng Hall đo sự thay đổi điện áp này. Điện áp thay đổi theo hướng vuông góc với dòng điện chảy qua.
- Kết quả đo được hiển thị trên màn hình LCD hoặc đồng hồ đo của thiết bị và truyền về bộ điều khiển để tính toán điều chỉnh tốc độ dòng chảy cho phù hợp.
Phân loại cảm biến đo lưu lượng
Hiện nay cảm biến lưu lượng được nghiên cứu phát triển thành nhiều phân loại loại khác nhau để đáp ứng nhu cầu thực tế. Chúng ta có thể dựa vào nguyên lý hoạt động và cấu tạo đo lường để phân loại:
Cảm biến Coriolis (đo lưu lượng khối lượng chất lỏng)
Cảm biến Coriolis có khả năng đo trực tiếp lưu lượng khối lượng của chất lỏng đi qua ống dẫn. Cảm biến Coriolis thường bao gồm hai ống cong được đặt song song với nhau. Chất lỏng được chia thành hai phần, mỗi phần di chuyển qua một ống với hướng ngược nhau. Sự chuyển động này, kết hợp với hiệu ứng Coriolis, tạo ra một lực làm lệch pha giữa hai sóng sin được tạo ra bởi chuyển động của chất lỏng. Độ lệch pha này tỉ lệ thuận với khối lượng lưu lượng của chất lỏng. Bằng cách đo độ lệch pha, cảm biến Coriolis có thể xác định chính xác lưu lượng khối lượng của chất lỏng.
Cảm biến đo lưu lượng thể tích (Hall sensor)
Cảm biến lưu lượng thể tích, hay còn gọi là cảm biến Hall, là thiết bị đo trực tiếp thể tích chất lỏng di chuyển qua nó thay vì chỉ đo tốc đọ. Khác biệt so với các loại cảm biến lưu lượng khác, cảm biến Hall hoạt động dựa trên nguyên tắc đo tốc độ quay của roto do dòng chảy tác động, từ đó tính toán ra lưu lượng thể tích chất lỏng. Loại cảm biến này được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp hóa chất, dầu khí, xử lý nước, và các quy trình sản xuất đòi hỏi kiểm soát kỹ về thể tích chất lỏng.
Cảm biến đo lưu lượng vận tốc (cảm biến lưu lượng siêu âm)
Cảm biến lưu lượng lưu lượng này hoạt động dựa trên hiệu ứng Doppler, theo đó tần số của sóng siêu âm sẽ thay đổi khi nó di chuyển trong môi trường có chất lỏng chuyển động. Cảm biến bao gồm bộ phát phát ra sóng siêu âm với tần số đã được xác định vào chất lỏng đang chuyển động. Và một bộ nhận sóng siêu âm phản xạ từ chất lỏng. Sự chênh lệch tần số giữa sóng siêu âm phát ra và thu được tỷ lệ thuận với tốc độ dòng chảy. Từ đó, cảm biến sẽ xác định được lưu lượng vận tốc của dòng chảy.
Ứng dụng của cảm biến lưu lượng
Cảm biến đo lưu lượng nước đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và đời sống. cụ thể:
Ứng dụng trong đời sống hàng ngày
- Đo lượng nước sử dụng: Cảm biến lưu lượng được sử dụng để đo lượng nước sử dụng trong các hộ gia đình, nhà máy, khu chung cư, giúp tiết kiệm nước và quản lý chi phí hiệu quả.
- Máy giặt, máy rửa chén: Cảm biến này được ứng dụng để điều chỉnh lượng nước sử dụng trong máy giặt, máy rửa chén, giúp hệ thống hoạt động hiệu quả hơn.
- Hệ thống điều hòa không khí: Được sử dụng để điều chỉnh lưu lượng khí trong hệ thống điều hòa, đảm bảo cung cấp đủ khí mát cho người sử dụng.
- Máy nóng lạnh, máy chiết rót, máy lọc nước: Cảm biến lưu lượng nước nhỏ giúp kiểm soát lượng nước sử dụng, tiết kiệm nước và giảm thiểu chi phí hóa đơn.
- Phòng cháy chữa cháy: Theo dõi và kiểm soát lưu lượng nước trong các ống dẫn nước và hệ thống cấp nước chữa cháy, đảm bảo cung cấp đủ nước cho các hoạt động chữa cháy khi cần thiết.
Ứng dụng trong công nghiệp, nông nghiệp
- Kiểm soát quy trình sản xuất: Cảm biến lưu lượng được sử dụng để theo dõi lưu lượng khí, chất lỏng trong các đường ống nguyên liệu, giúp phát hiện rò rỉ, hoặc các sự cố. Ngoài ra nó còn được ứng dụng để kiểm soát nạp liệu cho hoạt động sản xuất.
- Hệ thống tưới tiêu: Cảm biến lưu lượng được sử dụng để điều chỉnh lượng nước tưới cho cây trồng, đảm bảo cung cấp đủ nước cho cây mà không lãng phí.
- Với các ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống: Cảm biến này có thể đo lường chính xác lưu lượng như sữa, nước ngọt, cà phê khi đóng chai.
Ngoài ra cảm biến đo lưu lượng hiện nay còn được tích hợp vào nhiều hệ thống để tự động hóa quy trình thu thập dữ liệu và vận hành như SCADA hoặc các hệ thống thiết bị chuyển đổi số (IoT). Và A.I Tech tự hào là một trong những đơn vị tiên phong ứng dụng thiết bị này để tối ưu hóa hoạt động sản xuất, giúp các doanh nghiệp phát triển bền vững. Hãy liên hệ với A.I Tech ngay hôm nay qua số HOTLINE 0949491355 để được tư vấn chi tiết về giải pháp SCADA và chuyển đổi số IoT phù hợp.
Lời kết
Hy vọng với những thông tin trên đây của A.I Tech đã giúp bạn hiểu thêm về cảm biến lưu lượng, nguyên lý hoạt động, cấu tạo cũng như ứng dụng thực tế của thiết bị này. Nếu bạn còn bất kỳ thắc mắc nào khác đừng ngần ngại liên hệ với A.I Tech để được tư vấn chi tiết nhé.
