Lưu Lượng Kế Điện Từ Wintec Hàn Quốc Dòng WTM: Cấu Tạo Và Lắp Đặt

Lưu Lượng Kế Điện Từ Wintec Hàn Quốc Dòng WTM: Cấu Tạo Và Lắp Đặt

Cấu tạo lưu lượng kế điện từ WTM1000 dạng tích hợp gồm converter, LCD display, detector, electrode và lining.

Lưu lượng kế điện từ WTM – Giải pháp đo lưu lượng ổn định cho nước, nước thải và hóa chất công nghiệp

Trong các hệ thống xử lý nước, nước thải, hóa chất, bùn, dung dịch kiềm, axit hoặc dây chuyền sản xuất công nghiệp, việc đo lưu lượng chính xác là yếu tố rất quan trọng để kiểm soát quá trình vận hành. Một trong những thiết bị được sử dụng phổ biến cho các ứng dụng này là lưu lượng kế điện từ.

Lưu lượng kế điện từ WTM là dòng thiết bị đo lưu lượng dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ Faraday. Thiết bị phù hợp cho các chất lỏng có tính dẫn điện, đặc biệt là nước sạch, nước thải, nước công nghiệp, bùn, nước biển, dung dịch hóa chất, dung dịch kiềm, axit và các loại chất lỏng không chứa dầu hoặc khí.

Với các model như WTM1000, WTM1100 và WTM1200, dòng lưu lượng kế điện từ này có thể đáp ứng nhiều kiểu lắp đặt khác nhau, từ dạng tích hợp tại chỗ đến dạng tách rời cho môi trường khắc nghiệt, nhiệt độ cao, rung động hoặc vị trí khó quan sát.

1. Lưu lượng kế điện từ là gì?

Lưu lượng kế điện từ là thiết bị đo lưu lượng chất lỏng bằng cách ứng dụng định luật cảm ứng điện từ Faraday. Khi chất lỏng dẫn điện đi qua vùng từ trường trong thân cảm biến, một điện áp cảm ứng sẽ được tạo ra. Điện áp này tỷ lệ với vận tốc dòng chảy. Bộ chuyển đổi sẽ nhận tín hiệu từ điện cực, xử lý và chuyển đổi thành tín hiệu lưu lượng để hiển thị hoặc truyền về hệ thống điều khiển.

Tín hiệu đầu ra thường bao gồm:

• Tín hiệu analog 4–20mA

• Tín hiệu xung pulse

• Tín hiệu truyền thông RS232, RS422 hoặc RS485 tùy chọn

• Giá trị lưu lượng tức thời

• Giá trị vận tốc dòng chảy

• Tổng lưu lượng tích lũy

• Thời gian vận hành

Điểm quan trọng nhất khi sử dụng lưu lượng kế điện từ là chất lỏng phải có độ dẫn điện nhất định. Với dòng WTM, độ dẫn điện yêu cầu tối thiểu là 5 µS/cm.

2. Điều kiện làm việc phù hợp của lưu lượng kế điện từ

Lưu lượng kế điện từ không phải là thiết bị đo cho mọi loại chất lỏng. Để thiết bị hoạt động ổn định và cho kết quả chính xác, cần đảm bảo các điều kiện sau:

• Chất lỏng cần đo phải là chất lỏng dẫn điện.

• Chất lỏng nên có tính chất tương đối đồng nhất.

• Đường ống phải luôn đầy chất lỏng trong quá trình đo.

• Chất lỏng không được là chất khí, hơi hoặc dầu không dẫn điện.

• Độ dẫn điện của chất lỏng nên lớn hơn 5 µS/cm.

• Không nên để bọt khí tích tụ trong thân cảm biến.

• Vị trí lắp đặt cần hạn chế rung động, va đập và nhiễu điện từ.

Với các điều kiện phù hợp, lưu lượng kế điện từ có thể hoạt động ổn định trong thời gian dài, ít bị ảnh hưởng bởi áp suất, độ nhớt hoặc tỷ trọng của chất lỏng.

3. Ứng dụng của lưu lượng kế điện từ WTM

Dòng lưu lượng kế điện từ WTM có thể sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Thiết bị đặc biệt phù hợp cho các hệ thống đo chất lỏng dẫn điện như:

• Nước sạch

• Nước thải

• Nước công nghiệp

• Nước biển

• Bùn loãng

• Dung dịch axit

• Dung dịch kiềm

• Dung dịch hóa chất ăn mòn

• Dung dịch pulp trong ngành giấy

• Hệ thống xử lý nước trong nhà máy

• Hệ thống định lượng hóa chất

• Hệ thống giám sát lưu lượng trong trạm bơm

Tuy nhiên, lưu lượng kế điện từ không phù hợp để đo dầu, khí nén, hơi nước hoặc các chất lỏng không có khả năng dẫn điện.

4. Phân loại WTM1000, WTM1100 và WTM1200

Dòng WTM có thể được chia thành hai nhóm chính: dạng tích hợp và dạng tách rời.

WTM1000 – Dạng tích hợp

WTM1000 là loại lưu lượng kế điện từ có bộ chuyển đổi và thân cảm biến được lắp chung trên cùng một thiết bị. Dạng này phù hợp với các vị trí lắp đặt thông thường, môi trường không quá rung, không quá nóng và người vận hành có thể quan sát trực tiếp tại hiện trường.

Ưu điểm của dạng tích hợp là thiết kế gọn, dễ lắp đặt, ít dây kết nối hơn và phù hợp với nhiều ứng dụng phổ thông.

WTM1100 và WTM1200 – Dạng tách rời

WTM1100 và WTM1200 là dạng tách rời giữa cảm biến đo và bộ hiển thị/bộ chuyển đổi. Dạng này phù hợp cho các vị trí có nhiệt độ cao, rung động mạnh, môi trường dễ ngập nước, môi trường khó tiếp cận hoặc nơi cần đặt màn hình hiển thị ở vị trí thuận tiện hơn cho người vận hành.

Trong nhiều hệ thống công nghiệp, dạng tách rời thường được ưu tiên khi điều kiện lắp đặt phức tạp hoặc vị trí đường ống không thuận tiện để quan sát.

5. Thông số kỹ thuật chính của lưu lượng kế điện từ WTM

Dòng WTM được thiết kế cho nhiều kích thước đường ống và nhiều môi trường làm việc khác nhau.

6. Cách chọn đường kính lưu lượng kế điện từ

Việc chọn đúng đường kính lưu lượng kế ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác, tuổi thọ và sự ổn định của thiết bị. Thông thường, đường kính lưu lượng kế sẽ được chọn bằng với đường kính đường ống để giảm tổn thất áp suất.

Tuy nhiên, không nên chỉ chọn theo kích thước đường ống. Cần kiểm tra thêm vận tốc dòng chảy thực tế.

Dải vận tốc khuyến nghị cho lưu lượng kế điện từ thường nằm trong khoảng 1–5 m/s. Đây là vùng vận hành cân bằng giữa độ ổn định tín hiệu và tổn thất áp suất.

Nếu vận tốc quá thấp, tín hiệu đo có thể yếu và tỷ lệ nhiễu cao hơn. Nếu vận tốc quá cao, tổn thất áp suất và mài mòn có thể tăng lên.

Trường hợp chất lỏng có tính mài mòn

Với chất lỏng có chứa hạt rắn, bùn hoặc các thành phần có thể làm mài mòn lớp lót và điện cực, nên chọn vận tốc thấp hơn, khoảng 1–3 m/s. Điều này giúp kéo dài tuổi thọ của cảm biến và giảm rủi ro hư hỏng vật liệu tiếp xúc.

Trường hợp chất lỏng dễ đóng cặn hoặc bám dính

Với nước bẩn, bùn, dung dịch có hạt rắn hoặc chất lỏng dễ lắng cặn, có thể cần tăng vận tốc dòng chảy lên trên 3 m/s để giảm hiện tượng bám dính trong ống đo. Trong một số trường hợp, có thể chọn đường kính nhỏ hơn một cấp nếu tổn thất áp suất vẫn nằm trong giới hạn cho phép.

Trường hợp chất lỏng có độ dẫn điện thấp

Với chất lỏng có độ dẫn điện thấp, nên giảm vận tốc để tín hiệu đo ổn định hơn. Ngoài ra, cần kiểm tra kỹ độ dẫn điện thực tế của chất lỏng trước khi chọn thiết bị.

7. Cách chọn vật liệu lót

Vật liệu lót là lớp tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng bên trong thân lưu lượng kế. Việc chọn sai vật liệu lót có thể làm giảm tuổi thọ thiết bị, gây ăn mòn, phồng rộp, bong tróc hoặc sai số đo.

Lót Teflon PTFE/ETFE

Teflon phù hợp cho các chất lỏng có tính ăn mòn mạnh, chất lỏng dễ bám dính hoặc chất lỏng có tính thẩm thấu cao như clo, flo, axit nitric và nhiều dung dịch hóa chất khác.

Ưu điểm của Teflon là bề mặt trơn, khả năng chống bám dính tốt, chịu hóa chất tốt và có thể làm việc với chất lỏng nhiệt độ cao. Dải nhiệt độ tham khảo từ -10°C đến +160°C.

Lót cao su cứng

Cao su cứng phù hợp cho nước sạch, nước thải, nước công nghiệp, nước biển, bùn và các chất lỏng có tính mài mòn. Vật liệu này có khả năng chống mài mòn tốt và phù hợp cho nhiều ứng dụng xử lý nước.

Tuy nhiên, cao su cứng không nên dùng cho một số dung môi hữu cơ, một số loại axit hoặc kiềm mạnh. Dải nhiệt độ tham khảo từ -10°C đến +60°C.

8. Cách chọn vật liệu điện cực

Điện cực là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng để thu tín hiệu điện áp cảm ứng. Dù có kích thước nhỏ, điện cực đóng vai trò rất quan trọng trong độ chính xác và độ bền của lưu lượng kế.

Khi chọn vật liệu điện cực, cần căn cứ vào tính chất hóa học của chất lỏng, nhiệt độ, khả năng ăn mòn, độ mài mòn và kinh nghiệm sử dụng thực tế.

Một số vật liệu điện cực thường gặp:

Trong thực tế, không nên chọn vật liệu điện cực chỉ dựa vào tên hóa chất. Cùng một loại hóa chất nhưng nồng độ, nhiệt độ và tạp chất khác nhau có thể làm thay đổi mức độ ăn mòn. Với các ứng dụng hóa chất quan trọng, nên kiểm tra bảng tương thích vật liệu hoặc thử nghiệm thực tế trước khi quyết định.

9. Yêu cầu lắp đặt để đo chính xác

Lưu lượng kế điện từ chỉ đạt độ chính xác tốt khi được lắp đặt đúng cách. Những lỗi phổ biến như đường ống không đầy, có bọt khí, thiếu đoạn ống thẳng, nối đất không tốt hoặc đặt gần nguồn nhiễu có thể làm tín hiệu dao động và sai số tăng cao.

Điều kiện môi trường

Khi lắp đặt, nên tránh các vị trí có thay đổi nhiệt độ đột ngột, rung động mạnh, va đập, môi trường ăn mòn cao hoặc nơi có nguy cơ đọng nước trong hộp đấu dây. Nhiệt độ môi trường lắp đặt nên nằm trong giới hạn phù hợp, độ ẩm không gây ngưng tụ.

Đường ống phải luôn đầy

Đây là điều kiện rất quan trọng. Nếu đường ống không đầy, điện cực không tiếp xúc đầy đủ với chất lỏng, tín hiệu đo sẽ sai hoặc không ổn định. Với các đường ống có khả năng xuất hiện bọt khí, nên thiết kế sao cho bọt khí không bị giữ lại trong thân cảm biến.

Hướng dòng chảy

Chiều dòng chảy thực tế nên trùng với mũi tên chỉ hướng trên thân cảm biến. Nếu dòng chảy ngược so với hướng cài đặt, cần kiểm tra lại đấu nối tín hiệu hoặc cấu hình thiết bị.

Đoạn ống thẳng

Để giảm nhiễu do dòng chảy xoáy hoặc phân bố vận tốc không đều, cần đảm bảo đoạn ống thẳng trước và sau lưu lượng kế.

Với nước sạch và nước thải, nên đảm bảo:

• Trước lưu lượng kế: tối thiểu 5D

• Sau lưu lượng kế: tối thiểu 3D

Với các chất lỏng khác, nên đảm bảo:

• Trước lưu lượng kế: tối thiểu 10D

• Sau lưu lượng kế: tối thiểu 5D

Trong đó D là đường kính danh nghĩa của lưu lượng kế.

Vị trí van

Van nên được lắp phía sau lưu lượng kế để hạn chế dòng chảy rối trước cảm biến. Với các hệ thống cần bảo trì thường xuyên, nên bố trí thêm van chặn và đường bypass để có thể tháo, kiểm tra hoặc vệ sinh thiết bị mà không làm gián đoạn toàn bộ hệ thống.

10. Lưu ý khi lắp đặt cảm biến và bộ chuyển đổi

Khi lắp cảm biến vào đường ống, cần đảm bảo gioăng không bị lệch vào lòng ống vì có thể gây cản dòng và làm sai số đo. Gioăng cần phù hợp với mặt bích, môi chất và nhiệt độ làm việc.

Các bulông mặt bích nên được siết đều theo kiểu đối xứng, chia thành nhiều bước siết để tránh làm lệch cảm biến hoặc làm hư lớp lót bên trong. Không nên siết vượt quá mô-men khuyến nghị của nhà sản xuất.

Với bộ chuyển đổi, có thể lắp theo kiểu gắn tường, gắn trên ống 2B hoặc gắn panel tùy theo điều kiện thực tế. Đối với dạng tách rời, nên đặt bộ chuyển đổi ở vị trí dễ quan sát, dễ thao tác và ít bị rung động.

Nếu thiết bị không sử dụng trong thời gian dài, cần kiểm tra tình trạng kín của nắp terminal, cable gland và đường ống luồn dây để tránh hơi ẩm xâm nhập. Thiết bị cũng nên được kiểm tra định kỳ ít nhất mỗi năm một lần.

11. Lưu ý khi đấu nối điện và tín hiệu

Nối đất là yếu tố rất quan trọng đối với lưu lượng kế điện từ. Nối đất tốt giúp thiết bị hoạt động ổn định, giảm nhiễu và đảm bảo an toàn cho hệ thống.

Đối với nguồn cấp, dây dẫn thường sử dụng tiết diện khoảng 0.75–2.0 mm². Nếu cần đấu dây tiếp địa riêng, điện trở nối đất nên nhỏ hơn 100Ω và tiết diện dây tiếp địa nên được chọn phù hợp với tiêu chuẩn lắp đặt thực tế.

Với lưu lượng kế dạng tách rời, tín hiệu từ cảm biến về bộ chuyển đổi chỉ ở mức rất nhỏ, do đó cáp tín hiệu cần được đi càng ngắn càng tốt. Chiều dài tối đa khuyến nghị là 30 m. Không nên đi cáp tín hiệu gần động cơ, biến tần, contactor, tủ điện công suất lớn hoặc các nguồn phát sinh nhiễu điện từ. Nếu bắt buộc phải đi gần khu vực nhiễu, nên sử dụng ống kim loại nối đất để bảo vệ cáp tín hiệu.

Các ngõ ra thường gặp gồm:

• 4–20mA để đưa tín hiệu lưu lượng về PLC, HMI hoặc bộ ghi dữ liệu

• Pulse output để đưa tín hiệu xung về bộ đếm hoặc hệ thống tổng lưu lượng

• RS232, RS422 hoặc RS485 để truyền dữ liệu số

• Tín hiệu trạng thái hoặc cảnh báo tùy cấu hình

12. Các chức năng cài đặt quan trọng

Lưu lượng kế điện từ WTM có nhiều chức năng hỗ trợ vận hành và hiệu chỉnh tại hiện trường.

Hiển thị lưu lượng tức thời

Màn hình hiển thị lưu lượng tức thời, vận tốc dòng chảy, tổng lưu lượng tích lũy và thời gian vận hành. Đây là các thông số cơ bản giúp người vận hành theo dõi trạng thái hệ thống.

Phát hiện ống rỗng

Chức năng Empty Pipe giúp phát hiện khi mực chất lỏng trong thân cảm biến thấp hơn vị trí điện cực. Nếu đường ống không đầy, thiết bị có thể cảnh báo để tránh đọc sai lưu lượng.

Auto Zero

Auto Zero là chức năng tự động hiệu chỉnh điểm 0. Khi đường ống đã đầy chất lỏng và dòng chảy đang dừng hoàn toàn, người vận hành có thể kích hoạt chức năng này để đưa giá trị lưu lượng tức thời về 0, giúp giảm sai số nền.

Cài đặt span 4–20mA

Chức năng này dùng để thiết lập dải đo tương ứng với tín hiệu analog 4–20mA. Thông thường giá trị này được nhà sản xuất cài sẵn theo kích thước lưu lượng kế, nhưng trong một số trường hợp có thể điều chỉnh theo điều kiện vận hành thực tế.

Cài đặt pulse output

Ngõ ra xung được dùng khi cần kết nối với bộ đếm lưu lượng ngoài. Người dùng có thể cài đặt tỷ lệ xung và độ rộng xung phù hợp với bộ đếm. Độ rộng xung có thể điều chỉnh trong khoảng 10–200 ms, tùy theo khả năng nhận xung của thiết bị bên ngoài.

High cut off và Low cut off

High cut off giúp giới hạn hiển thị khi vận tốc vượt quá giá trị cài đặt, từ đó giảm ảnh hưởng của nhiễu hoặc các biến động bất thường. Low cut off giúp đưa lưu lượng về 0 khi vận tốc thấp hơn ngưỡng cài đặt, thường dùng để loại bỏ tín hiệu nhiễu ở vùng lưu lượng rất nhỏ.

Damping

Damping giúp làm mượt tín hiệu hiển thị và ngõ ra. Chức năng này đặc biệt hữu ích khi lưu lượng dao động do bơm, van hoặc nhiễu trong quá trình. Damping càng lớn thì tín hiệu càng ổn định, nhưng tốc độ phản hồi sẽ chậm hơn.

13. Các lỗi thường gặp và hướng kiểm tra

Trong quá trình vận hành, lưu lượng kế điện từ có thể gặp một số tình trạng như tín hiệu dao động, không hiển thị hoặc điểm 0 không ổn định. Dưới đây là các nguyên nhân thường gặp.

Tín hiệu lưu lượng dao động

Khi tín hiệu 4–20mA hoặc giá trị hiển thị dao động mạnh, cần kiểm tra các yếu tố sau:

• Đường ống đã đầy chất lỏng chưa

• Có bọt khí trong đường ống không

• Lưu lượng kế có được nối đất đúng không

• Chất lỏng có đủ độ dẫn điện không

• Có nhiễu điện từ từ motor, biến tần hoặc tủ điện gần đó không

• Vị trí lắp đặt có đủ đoạn ống thẳng không

• Có dòng chảy xoáy, rung động hoặc van đặt quá gần đầu vào không

Nếu chất lỏng là bùn hoặc có hạt rắn, cần kiểm tra thêm hiện tượng slurry noise và tình trạng bám dính trên điện cực.

Không có hiển thị

Nếu màn hình không hiển thị, cần kiểm tra:

• Nguồn cấp AC đã đúng chưa

• Cầu chì có bị đứt không

• Dây nguồn có lỏng hoặc đấu sai không

• Hộp terminal có bị ẩm hoặc nước vào không

• Màn hình LCD hoặc board nguồn có lỗi không

• Cáp giữa cảm biến và bộ chuyển đổi có bị đứt hoặc chạm không

Điểm 0 không ổn định

Nếu khi không có dòng chảy nhưng thiết bị vẫn hiển thị lưu lượng, cần kiểm tra:

• Đường ống có thật sự đầy chất lỏng không

• Có bọt khí bám ở điện cực không

• Van có bị rò rỉ khiến dòng chảy nhỏ vẫn đi qua không

• Nối đất có tốt không

• Chất lỏng có độ dẫn điện quá thấp không

• Điện cực có bị bám bẩn không

• Khu vực lắp đặt có gần nguồn nhiễu điện từ không

Trong nhiều trường hợp, vệ sinh điện cực, kiểm tra nối đất và thực hiện Auto Zero đúng điều kiện có thể giúp thiết bị hoạt động ổn định trở lại.

14. Khi nào nên chọn lưu lượng kế điện từ WTM?

Lưu lượng kế điện từ WTM là lựa chọn phù hợp khi hệ thống cần đo chất lỏng dẫn điện với độ ổn định cao, ít tổn thất áp suất và có khả năng kết nối với hệ thống điều khiển tự động.

Thiết bị đặc biệt phù hợp cho:

• Nhà máy xử lý nước và nước thải

• Hệ thống cấp nước công nghiệp

• Nhà máy hóa chất

• Nhà máy giấy và bột giấy

• Trạm bơm

• Hệ thống định lượng hóa chất

• Dây chuyền sản xuất có yêu cầu giám sát lưu lượng liên tục

• Hệ thống cần truyền tín hiệu về PLC, SCADA hoặc bộ ghi dữ liệu

Nếu môi trường lắp đặt bình thường, có thể chọn dạng tích hợp WTM1000. Nếu vị trí lắp đặt có nhiệt độ cao, rung động, khó quan sát hoặc cần đặt bộ hiển thị xa cảm biến, nên chọn dạng tách rời WTM1100 hoặc WTM1200.

15. Kết luận

Lưu lượng kế điện từ WTM là giải pháp đo lưu lượng hiệu quả cho các ứng dụng nước, nước thải, hóa chất, bùn và nhiều loại chất lỏng dẫn điện trong công nghiệp. Thiết bị hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, không có bộ phận chuyển động bên trong dòng chảy, cho phép đo ổn định và giảm chi phí bảo trì.

Để thiết bị hoạt động chính xác và bền bỉ, người dùng cần chọn đúng kích thước, vật liệu lót, vật liệu điện cực, kiểu lắp đặt và tuân thủ các yêu cầu về đoạn ống thẳng, nối đất, chống nhiễu và điều kiện đường ống đầy chất lỏng.

Với các hệ thống cần đo lưu lượng nước, nước thải, dung dịch hóa chất hoặc bùn công nghiệp, WTM1000, WTM1100 và WTM1200 là các lựa chọn đáng cân nhắc cho cả ứng dụng đo tại chỗ và truyền tín hiệu về hệ thống điều khiển trung tâm.

Liên hệ MDriveTech để được tư vấn lựa chọn lưu lượng kế điện từ WinTEC phù hợp với hệ thống của bạn.
📞 Hotline: 0868 789 647
📧 Email: [email protected]