Đo lưu lượng

Đo lưu lượng Siemens (SITRANS FM – Flow Measurement) là hệ thống thiết bị đo lường lưu lượng chất lỏng công nghiệp toàn diện và chính xác cao, bao gồm cảm biến lưu lượng điện từ (electromagnetic flowmeters) và bộ hiển thị/transmitter thông minh, được thiết kế theo nguyên lý cảm ứng điện từ Faraday để đo lưu lượng tức thời và lưu lượng tổng của các chất lỏng dẫn điện với độ chính xác lên đến ±0.3%, phạm vi đo từ 0.03-12 m/s và đường kính ống từ DN10 đến DN2000. Với vật liệu chế tạo đa dạng (carbon steel, stainless steel, lớp lót PTFE/PFA), cấp bảo vệ IP67/IP68, khả năng hoạt động trong môi trường khắc nghiệt, tích hợp giao thức truyền thông 4-20mA, HART, PROFIBUS, PROFINET và thiết kế Plug & Play, hệ thống đo lưu lượng Siemens mang đến giải pháp tin cậy cho ngành nước sạch, nước thải, hóa chất, dầu khí, thực phẩm, dược phẩm và các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi đo lường chính xác.​

Dòng sản phẩm SITRANS FM
SITRANS FM MAG 5100W: Cảm biến lưu lượng điện từ dạng wafer (không có mặt bích) hoặc flanged, được thiết kế đặc biệt cho ứng dụng nước ngầm, nước uống, nước thải và bùn thải, có thể chôn lấp trực tiếp hoặc ngập nước hoàn toàn nhờ cấp bảo vệ IP68, đường kính từ DN15 đến DN2000.​

SITRANS FM MAG 1100: Cảm biến lưu lượng điện từ compact, kinh tế cho các ứng dụng đo lường cơ bản trong công nghiệp nước và xử lý nước thải, thiết kế đơn giản, dễ lắp đặt, giá thành hợp lý.​

SITRANS FM MAG 3100: Cảm biến lưu lượng điện từ công nghiệp cao cấp với lớp lót PTFE, đặc biệt phù hợp cho ngành công nghiệp chế biến và hóa chất, sự kết hợp giữa lớp lót PFA/PTFE và điện cực Hastelloy cho phép đo các chất lỏng ăn mòn mạnh.​

SITRANS FM MAG 5000: Dòng transmitter/bộ hiển thị lưu lượng cao cấp kết hợp với các cảm biến MAG để tạo thành hệ thống đo lường hoàn chỉnh, độ chính xác cao, khả năng tích hợp vào hệ thống điều khiển tự động, sử dụng rộng rãi trong hóa chất, dầu khí, nước và xử lý nước thải.​

SITRANS FM MAG 6000: Bộ hiển thị lưu lượng (transmitter) thế hệ mới với nhiều tính năng thông minh, 1 đầu ra dòng điện 4-20mA, 1 đầu ra kỹ thuật số (digital output), 1 đầu ra relay, màn hình LCD hiển thị đa thông số, hỗ trợ HART, PROFIBUS DP, PROFINET.​

SITRANS FM MAG 8000: Lưu lượng kế hoạt động bằng nguồn pin (battery-powered), cho phép linh hoạt trong lắp đặt tại các vị trí không có nguồn điện AC, lý tưởng cho hệ thống phân phối nước, quản lý lưu vực và các ứng dụng remote.​

Thông số kỹ thuật chung
Đường kính danh định: DN10 đến DN2000 (tùy model), đáp ứng hầu hết các kích thước ống trong công nghiệp.​

Áp suất danh định: PN6 – PN40 (hoặc PN64), 150lb, 300lb theo tiêu chuẩn ASME/ANSI, phù hợp cho nhiều áp suất hệ thống khác nhau.​

Tốc độ dòng đo: 0.03 – 12 m/s (tùy model), 0.1 – 12 m/s cho các ứng dụng tiêu chuẩn, đảm bảo đo chính xác từ lưu lượng rất thấp đến rất cao.​

Độ chính xác: ±0.3% đến ±0.5% của giá trị đo (typical ±0.5%), đảm bảo tính chính xác lâu dài và ổn định ngay cả trong điều kiện dòng chảy thấp.​

Độ lặp (Repeatability): ±0.1% hoặc tốt hơn, đảm bảo kết quả đo nhất quán qua thời gian.​

Độ dẫn điện tối thiểu: 5 microS/cm (5 μS/cm), yêu cầu chất lỏng phải có tính dẫn điện tối thiểu để hoạt động theo nguyên lý điện từ.​

Nhiệt độ chịu tải: Lên đến 150°C (tùy lớp lót và gasket), phù hợp cho chất lỏng nóng trong công nghiệp.​

Nguyên lý hoạt động
Định luật Faraday: Đo lưu lượng điện từ Siemens hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ Faraday, khi một chất lỏng dẫn điện di chuyển qua trường từ vuông góc, một điện áp cảm ứng (induced voltage) được tạo ra tỷ lệ thuận với vận tốc dòng chảy.​

Cấu tạo hoạt động: Thiết bị tạo ra trường từ đồng đều xuyên qua đường ống chứa chất lỏng bằng các nam châm cố định hoặc cuộn dây điện từ bên trong cảm biến. Khi chất lỏng di chuyển qua trường từ, nó cắt qua các dòng từ (flux lines) và tạo ra dòng điện điều chỉnh theo lưu lượng.​

Phát hiện và xử lý: Các điện cực (electrodes) trên cảm biến phát hiện điện áp cảm ứng này, bộ xử lý tín hiệu (transmitter) chuyển đổi điện áp thành giá trị lưu lượng tức thời (instant flow) và lưu lượng tổng (totalizer) dựa trên quan hệ hiệu chuẩn được lập trình sẵn.​

Vật liệu chế tạo
Thân ống (Body): Carbon steel (thép cacbon), Stainless steel 304/316/316L (thép không gỉ), tùy môi trường và chất lỏng đo.​

Lớp lót (Liner):

PTFE (Polytetrafluoroethylene): Chịu hóa chất tốt, nhiệt độ cao, dùng cho hầu hết các chất lỏng ăn mòn​

PFA (Perfluoroalkoxy): Tương tự PTFE nhưng bề mặt mịn hơn, ít bám cặn​

Hard Rubber (Cao su cứng): Dùng cho nước, nước thải, giá thành thấp

Polyurethane: Chống mài mòn cao, dùng cho bùn, mỏ, khai thác​

Điện cực (Electrodes):

Stainless steel 316L: Dùng chung cho nước, nước thải

Hastelloy C: Chịu ăn mòn cực tốt cho axit, kiềm mạnh​

Titanium: Chịu ăn mòn tốt, giá trung bình

Platinum/Iridium: Chịu ăn mòn tuyệt vời cho ứng dụng đặc biệt​

Thiết kế lắp đặt
Phiên bản Compact: Bộ hiển thị/transmitter gắn liền với cảm biến (integral mount), tiết kiệm không gian, giảm chi phí cáp, phù hợp khi điều kiện môi trường cho phép.​

Phiên bản Remote: Bộ hiển thị/transmitter tách rời cảm biến, kết nối qua cáp tín hiệu (tối đa 50-100m), phù hợp khi cảm biến ở vị trí khó tiếp cận, môi trường khắc nghiệt hoặc cần quan sát từ xa.​

Kiểu mặt bích (Flanged): Có mặt bích hai đầu theo tiêu chuẩn ANSI, DIN, JIS, lắp đặt giữa hai mặt bích ống, chịu áp suất cao, ổn định.​

Kiểu wafer: Không có mặt bích, kẹp giữa hai mặt bích ống bằng bu-lông xuyên qua, nhẹ hơn, rẻ hơn, phù hợp áp suất thấp-trung bình.​

Cấp bảo vệ và môi trường
IP67: Cấp bảo vệ tiêu chuẩn cho bộ transmitter, chống bụi hoàn toàn và chống ngập nước tạm thời (1m trong 30 phút).​

IP68: Cấp bảo vệ cao cấp cho cảm biến MAG 5100W và một số model, có thể chôn lấp trực tiếp, ngập nước hoàn toàn hoặc sử dụng dưới độ sâu trong thời gian dài, lý tưởng cho ứng dụng giếng, hầm, kênh mương.​

Hoạt động trong môi trường khắc nghiệt: Chịu được lũ lụt, ngập nước kéo dài, nhiệt độ cao, áp suất cao, rung động, va chấm và các điều kiện công nghiệp khắc nghiệt khác.​

Giao thức truyền thông
4-20 mA: Tín hiệu analog tiêu chuẩn công nghiệp, tương thích với hầu hết các hệ thống PLC, DCS, SCADA.​

HART: Highway Addressable Remote Transducer protocol cho truyền thông số kết hợp với 4-20mA, cho phép cấu hình, chẩn đoán và giám sát từ xa.​

PROFIBUS DP: Giao thức fieldbus công nghiệp của Siemens, truyền dữ liệu nhanh, nhiều thông số đồng thời, tích hợp trực tiếp vào hệ thống PLC S7-300/400.​

PROFINET: Giao thức Ethernet công nghiệp cho Industry 4.0, tích hợp với PLC S7-1200/1500, truyền dữ liệu real-time, chẩn đoán tiên tiến.​

Modbus RTU/TCP: Giao thức mở phổ biến, tương thích đa nền tảng, dễ tích hợp với thiết bị không phải Siemens.

Tính năng Plug & Play
Cấu hình đơn giản: Cảm biến được thiết kế với tính năng Plug & Play, cho phép người dùng dễ dàng tích hợp và kết nối với nhiều giao thức truyền thông khác nhau mà không cần lập trình phức tạp.​

Tự động nhận dạng: Transmitter tự động nhận dạng cảm biến khi kết nối, tải cấu hình calibration từ bộ nhớ cảm biến, rút ngắn thời gian commissioning.​

Nâng cấp linh hoạt: Dễ dàng nâng cấp lên các nền tảng truyền thông mới (HART, PROFIBUS, PROFINET) trong quá trình sử dụng bằng cách thay module truyền thông mà không cần thay toàn bộ thiết bị.​

Tính năng phát hiện và chẩn đoán
Phát hiện rò rỉ: Nhờ độ chính xác cao ngay cả ở dòng chảy thấp, thiết bị có khả năng phát hiện chính xác và kịp thời các dấu hiệu bất thường trong hệ thống như rò rỉ, giúp ngăn ngừa lãng phí và thiệt hại.​

Chẩn đoán thông minh: Tích hợp các chức năng chẩn đoán tự động như empty pipe detection (phát hiện ống rỗng), electrode fouling (bám bẩn điện cực), coil resistance monitoring, giúp bảo trì dự phòng và giảm downtime.​

Ghi lưu dữ liệu: Một số phiên bản có bộ nhớ tích hợp để lưu trữ thông tin lưu lượng (data logging), lưu lượng tổng, cảnh báo, sự kiện trong khoảng thời gian nhất định để phân tích và kiểm toán sau này.​

Màn hình hiển thị
LCD 2 dòng 16 ký tự: Màn hình hiển thị trực tiếp trên transmitter cho thông tin lưu lượng tức thời, lưu lượng tổng, tốc độ dòng chảy, đơn vị đo, trạng thái thiết bị.​

Backlight: Đèn nền giúp đọc thông tin trong điều kiện thiếu sáng hoặc ban đêm.

Bàn phím cấu hình: Một số model có bàn phím trực tiếp trên transmitter để cấu hình các thông số mà không cần máy tính hoặc thiết bị HART communicator.

Nguồn cấp
92-275 VAC (50/60Hz): Nguồn AC universal, tiêu thụ typical 13 VA, tương thích với hầu hết nguồn điện công nghiệp.​

9-36V DC (option): Nguồn DC cho ứng dụng đặc biệt, tiêu thụ 4W, phù hợp cho nguồn từ solar, battery.​

Battery-powered (MAG 8000): Hoạt động hoàn toàn bằng pin, tuổi thọ pin lên đến 10-15 năm, không cần nguồn bên ngoài.​

Ứng dụng đa ngành
Ngành nước: Hệ thống cấp nước, phân phối nước sạch, quản lý lưu vực, đo lường giao nhận nước giữa các khu vực, phát hiện rò rỉ trong mạng lưới phân phối.​

Xử lý nước thải: Nhà máy xử lý nước thải đô thị, công nghiệp, đo lưu lượng bùn thải, nước thải có chất rắn lơ lửng, monitoring quy trình xử lý.​

Thủy lợi: Hệ thống tưới tiêu, kênh mương, đập, hồ chứa, quản lý nguồn nước nông nghiệp.​

Công nghiệp hóa chất: Đo lưu lượng axit, kiềm, dung môi, chất lỏng ăn mòn, yêu cầu vật liệu chống ăn mòn cao như PTFE liner và Hastelloy electrodes.​

Dầu khí: Đo lưu lượng crude oil, refined products, các sản phẩm hóa dầu trong quy trình sản xuất và phân phối.​

Thực phẩm & Đồ uống: Đo lưu lượng sữa, nước trái cây, bia, rượu, nước giải khát, đường mía, yêu cầu vệ sinh cao, lớp lót food-grade.​

Dược phẩm: Đo lưu lượng trong quy trình sản xuất thuốc, yêu cầu độ chính xác cao, vệ sinh tuyệt đối, vật liệu phù hợp FDA/GMP.​

Ưu điểm vượt trội
Không có bộ phận chuyển động: Cấu trúc đơn giản, không có phần chuyển động bên trong, không gây cản trở dòng chảy, không bảo trì phức tạp, tuổi thọ cao.​

Không mất áp: Không gây sụt áp (pressure drop) đáng kể, tiết kiệm năng lượng bơm, không ảnh hưởng đến hệ thống.​

Đo hai chiều: Có thể đo lưu lượng cả hai chiều (forward và reverse flow), hữu ích cho ứng dụng có dòng chảy đảo chiều.​

Không phụ thuộc nhiệt độ, áp suất, độ nhớt: Độ chính xác không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ, áp suất, độ nhớt, mật độ của chất lỏng (chỉ cần độ dẫn điện tối thiểu)