Trong nhiều nhà máy và tòa nhà ở Việt Nam, câu hỏi “đường ống này đang chạy bao nhiêu m³/h?” thường xuất hiện đúng lúc không thể dừng hệ thống: tuyến cấp nước cho dây chuyền đang chạy ca, vòng nước lạnh chiller của trung tâm thương mại, hay đường nước làm mát khuôn máy ép nhựa. Lắp một lưu lượng kế kiểu nối ống đồng nghĩa với xả đường ống, cắt ống, hàn mặt bích hoặc tiện ren, rồi chạy thử lại – tốn thời gian, có rủi ro rò rỉ và nhiều khi phải chờ đến kỳ bảo dưỡng. Lưu lượng kế siêu âm kẹp ngoài giải quyết bài toán này: đầu dò được kẹp lên bề mặt ống, không tiếp xúc chất lỏng, không gây tổn thất áp và có thể lắp trong khi hệ thống vẫn vận hành.
Nguyên lý đo chênh lệch thời gian
Các model kẹp ngoài AP EURO đo theo phương pháp chênh lệch thời gian (transit-time). Cặp đầu dò lần lượt phát và thu sóng siêu âm theo hướng xuôi dòng và ngược dòng. Khi chất lỏng chuyển động, sóng xuôi dòng đến sớm hơn sóng ngược dòng; độ chênh thời gian tỷ lệ với vận tốc dòng chảy. Bộ xử lý nhân vận tốc với tiết diện trong của ống để tính ra lưu lượng thể tích, đồng thời cộng dồn thành lưu lượng tổng.
Vì sóng âm phải đi xuyên qua thành ống và chất lỏng, có ba điều kiện quyết định độ tin cậy của phép đo:
- Ống phải đầy chất lỏng tại vị trí đo.
- Chất lỏng tương đối sạch: không nhiều bọt khí, không nhiều hạt rắn. Tài liệu kỹ thuật AP EURO ghi môi chất phù hợp là nước, dung dịch, hóa chất với tạp chất ≤ 4%.
- Thông số ống được khai báo đúng: đường kính ngoài, độ dày thành, vật liệu ống và loại chất lỏng.
Nếu chất lỏng dẫn điện và có thể cắt ống, tham khảo thêm bài https://apeuro.net/luu-luong-ke-dien-tu-co-nho-ap-510-dinh-luong-hoa-chat/.
Ứng dụng điển hình trong nhà máy và tòa nhà
Cấp nước và nước công nghệ
Đo nước cấp cho từng phân xưởng, từng máy rửa, từng bồn pha trộn để lập định mức tiêu thụ, bổ sung điểm đo mà không thay đổi đường ống đã thi công.
HVAC, chiller và nước làm mát
Trong hệ thống nước lạnh, nước giải nhiệt, việc biết lưu lượng thực qua từng nhánh giúp cân bằng thủy lực, phát hiện nhánh thiếu nước hoặc bơm chạy lệch điểm làm việc. Kết hợp lưu lượng với chênh lệch nhiệt độ cấp – hồi, kỹ sư vận hành ước tính được công suất lạnh thực tế để so với công suất định mức của chiller.
Kiểm toán năng lượng và đo kiểm tra định kỳ
Đơn vị kiểm toán năng lượng thường cần đo lưu lượng tạm thời trong vài ngày tại nhiều vị trí. Thiết bị kẹp ngoài có bộ tổng, lưu dữ liệu theo giờ/ngày/tháng và ngõ ra RS485 Modbus-RTU rất phù hợp: lắp, ghi dữ liệu, tháo ra và chuyển sang điểm khác. Cách này cũng giúp đối chứng nhanh đồng hồ cố định nghi ngờ sai số.
Bốn model kẹp ngoài AP EURO
AP-935 / AP-935S – đa năng cho DN6 đến DN100
Lưu lượng kế siêu âm kẹp ngoài AP-935 là model phổ biến nhất, có bản liền khối (AP-935) và bản tách rời (AP-935S). Thiết bị dùng cho ống OD 9,53–110 mm (DN6–DN100), độ chính xác ±2,0% trong dải vận tốc 0,3–5,0 m/s, dải vận tốc đo 0,1–5,0 m/s, độ lặp lại 0,8%, thời gian đáp ứng 50 ms. Kẹp tự định vị bằng nam châm tích hợp, thời gian từ lúc lắp đến lúc đo chỉ khoảng 2–3 phút. Nguồn 24 VDC @ 3 W; ngõ ra 4–20 mA (tải tối đa 600 Ω), RS485 Modbus-RTU, rơ-le 30 VDC @ 1 A, tùy chọn ngõ ra OCT cảnh báo/xung. Cấp bảo vệ IP65, nhiệt độ môi chất -10…50℃ (bản tách rời -10…70℃), độ nhớt áp dụng dưới 300 cSt. Bộ tổng 7 chữ số, lưu dữ liệu 10 năm, 64 tháng, 64 ngày.
Ví dụ dải đo theo cỡ: DN25 đo 2,71–200 L/min (0,163–12 m³/h); DN50 đo 9,54–700 L/min (0,572–42 m³/h); DN100 đo 36,5–2170 L/min (2,19–130,2 m³/h). Theo catalog, bản tách rời mở rộng tới DN200.
FE931 – kinh tế cho đường nước DN15–DN50
Lưu lượng kế siêu âm kẹp ống nước FE931 chuyên cho môi chất là nước, ống inox, PVC, PPR hoặc đồng cỡ DN15–DN50, dải đo tổng 0,2–35 m³/h, độ chính xác ±3,0% F.S, độ lặp lại ±0,8% F.S, dải vận tốc 0,3–5,0 m/s. Màn hình LCD màu xoay 4 hướng, hiệu chuẩn điểm 0 tại hiện trường, nguồn 10–36 VDC, ngõ ra mặc định RS485 + 4–20 mA, cấp bảo vệ IP54, nhiệt độ môi chất 0…60℃.
AP-950 – ống nhựa rất nhỏ φ6–φ12,7
Lưu lượng kế siêu âm kẹp ống nhỏ AP-950 dùng đầu dò kiểu đối xứng cho ống nhựa cứng OD φ6–φ12,7 mm, đo tới mức mililit/giây. Ví dụ mã φ12 (OD 12–12,7 mm) đo tới 20.000 mL/min. Độ chính xác ±2,0% (0,3–5,0 m/s), độ lặp lại 0,8%, nguồn 24 VDC @ 3 W, ngõ ra RS485 + 4–20 mA, IP65, nhiệt độ môi chất -10…60℃.
FE951 – đầu dò tích hợp mạch cho ống nhựa OD 6–26 mm
Lưu lượng kế siêu âm kẹp ống nhựa FE951 tích hợp mạch xử lý ngay trong đầu dò, không cần bộ hiển thị rời, phù hợp tích hợp vào máy. Ống nhựa cứng OD 6–26 mm; các mã hệ mét đo từ 0,5–5 L/min (OD 6 mm) đến 4–80 L/min (OD 26 mm) với độ chính xác ±2% RD; các mã hệ inch dải thấp đo từ 0–0,5 L/min đến 0–4 L/min. Độ lặp lại ±0,1% F.S, đo hai chiều, có phát hiện bọt khí, nguồn 24 VDC, ngõ ra RS485/dòng/xung, IP65, nhiệt độ môi chất 0…70℃.
Bảng so sánh nhanh để chọn model
| Tiêu chí | AP-935 / AP-935S | FE931 | AP-950 | FE951 |
|---|---|---|---|---|
| Cỡ ống | OD 9,53–110 mm (DN6–DN100); bản tách rời tới DN200 | DN15–DN50 (OD φ18,5–φ63,5 mm) | OD φ6–φ12,7 mm | OD 6–26 mm |
| Vật liệu ống | Ống nhựa cứng, ống kim loại (>DN15) | Inox, PVC, PPR, đồng | Ống nhựa cứng | Ống nhựa cứng |
| Môi chất | Nước, dung dịch, hóa chất (tạp chất ≤ 4%) | Nước | Nước, dung dịch, hóa chất (tạp chất ≤ 4%) | Nước, hóa chất, dầu, keo, dung dịch mài |
| Độ chính xác | ±2,0% (0,3–5,0 m/s) | ±3,0% F.S | ±2,0% (0,3–5,0 m/s) | ±2% RD |
| Nhiệt độ môi chất | -10…50℃ (tách rời -10…70℃) | 0…60℃ | -10…60℃ | 0…70℃ |
| Nguồn | 24 VDC @ 3 W | 10–36 VDC | 24 VDC @ 3 W | 24 VDC |
| Ngõ ra | 4–20 mA, RS485, rơ-le | RS485 + 4–20 mA | RS485 + 4–20 mA | RS485, dòng, xung |
| Cấp bảo vệ | IP65 | IP54 | IP65 | IP65 |
| Phù hợp nhất | Đo cố định hoặc đo kiểm tra đa cỡ ống | Nhiều điểm đo nước giá hợp lý | Ống nhựa rất nhỏ, vi lưu lượng | Tích hợp vào máy, OEM |
Cách chọn model đúng
- Đo đường kính ngoài thực tế bằng thước kẹp hoặc thước dây quấn chu vi, đừng chỉ dựa vào DN trên bản vẽ. Ống PVC, PPR và ống thép cùng DN có OD khác nhau; mỗi mã kẹp chỉ phù hợp một khoảng OD nhất định.
- Kiểm tra vận tốc dòng chảy: lưu lượng (m³/s) chia cho tiết diện trong của ống. Ví dụ ống DN50 chạy 20 m³/h có vận tốc khoảng 2,8 m/s – nằm gọn trong vùng chính xác 0,3–5,0 m/s. Nếu vận tốc thường xuyên dưới 0,3 m/s, sai số tăng; khi đó nên đo ở đoạn ống nhỏ hơn.
- Xác định vật liệu và nhiệt độ: ống kim loại nhỏ hơn DN15 hoặc nhiệt độ môi chất vượt giới hạn cần trao đổi trước với kỹ thuật.
- Chọn tín hiệu ra theo hệ thống: 4–20 mA cho PLC/DCS, RS485 Modbus-RTU cho SCADA hoặc bộ ghi dữ liệu.
Lưu ý lắp đặt và vận hành
- Đoạn ống thẳng: nguyên tắc thông dụng là tối thiểu khoảng 10D phía trước và 5D phía sau vị trí đo; sau bơm, van hoặc co đôi khác mặt phẳng nên dành dài hơn. Không lắp ngay sau van điều khiển – tốt nhất đặt đồng hồ phía trước van điều khiển.
- Vị trí trên ống: với ống nằm ngang, gắn đầu dò ở cạnh bên (vị trí 3 giờ hoặc 9 giờ), tránh đỉnh ống nơi khí tích tụ và đáy ống nơi cặn lắng. Ống đứng có dòng đi lên giúp ống luôn đầy.
- Bề mặt ống phải sạch, không bụi bẩn, sơn bong hoặc rỉ sét tại vị trí kẹp.
- Khai báo thông số: nhập đường kính ngoài, độ dày thành, vật liệu ống và loại chất lỏng theo menu. Thiết bị được hiệu chuẩn bằng nước trên ống chuẩn, nên ống thực tế khác chuẩn cần xác nhận số liệu khi lắp lần đầu.
- Hiệu chuẩn điểm 0 khi chạy thử: ống đầy chất lỏng, không bọt khí, đóng van để chất lỏng đứng yên rồi thực hiện lệnh đặt zero.
- Theo dõi chất lượng tín hiệu: với dòng AP-935, chỉ số chất lượng tín hiệu SQ ổn định trên 50 cho thấy phép đo ổn định.
- Ống cũ, bọt khí, cặn: ống thép đóng cặn làm giảm đường kính trong thực tế và suy giảm tín hiệu; bọt khí sau bơm hoặc nước thải nhiều cặn làm số đo chập chờn. Nên chọn vị trí ống còn tốt, chất lỏng ổn định.
Câu hỏi thường gặp
Lưu lượng kế kẹp ngoài có đo được ống thép cũ không?
Có thể đo nếu thành ống còn truyền âm tốt và bên trong không đóng cặn dày. Với ống quá cũ, nên thử tín hiệu tại chỗ trước khi chốt vị trí lắp cố định.
Có cần dừng hệ thống khi lắp không?
Không cần cắt ống hay dừng dòng chảy để lắp đầu dò. Chỉ khi hiệu chuẩn điểm 0 mới cần đóng van để chất lỏng đứng yên; nếu tại hiện trường không đóng được van, có thể bỏ qua bước này.
FE931 có đo được hóa chất không?
FE931 được công bố cho môi chất là nước. Với dung dịch, hóa chất nên chọn AP-935, AP-950 hoặc FE951 tùy cỡ ống.
Đo vi lưu lượng trên ống mềm silicone thì chọn model nào?
Các model trong bài này dùng cho ống cứng. Với ống mềm và lưu lượng mL/min, xem bài https://apeuro.net/do-vi-luu-luong-chat-long-duoc-pham-phong-thi-nghiem/.
Liên hệ AP EURO – Hotline/Zalo 0908 507 021 để được tư vấn chọn model và báo giá.