TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10722:2015 (ISO/TR 15768:2000) VỀ ĐO VẬN TỐC CHẤT LỎNG TRONG KÊNH HỞ – THIẾT KẾ, LỰA CHỌN VÀ SỬ DỤNG ĐỒNG HỒ ĐO DÒNG KIỂU ĐIỆN TỪ

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10722:2015

ISO/TR 15768:2000

ĐO VẬN TỐC CHẤT LỎNG TRONG KÊNH HỞ – THIẾT KẾ, LỰA CHỌN VÀ SỬ DỤNG ĐỒNG HỒ ĐO DÒNG KIỂU ĐIỆN TỪ

Measurement of liquid velocity in open channels – Design, selection and use of electromagnetic current meters

Lời nói đầu

TCVN 10722:2015 hoàn toàn tương đương với ISO/TS15768:2000;

TCVN 10722:2015 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 30 Đo lưu lượng lưu chất trong ống dẫn kín biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Lời giới thiệu

Tiêu chuẩn kỹ thuật này nêu rõ các đặc tính riêng, khác biệt của đồng hồ đo dòng kiểu điện từ so với đồng hồ đo dòng kiểu quay và cung cấp hướng dẫn sử dụng liên quan đến việc đánh giá các đặc tính và giới hạn hiệu suất trong các trường hợp sử dụng.

ĐO VẬN TỐC CHẤT LỎNG TRONG KÊNH HỞ – THIẾT KẾ, LỰA CHỌN VÀ SỬ DỤNG ĐỒNG HỒ DO DÒNG KIỂU ĐIỆN TỪ

Measurement of liquid velocity in open channels – Design, selection and use of electromagnetic current meters

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này cung cấp các hướng dẫn về thiết kế, lựa chọn và sử dụng đồng hồ đo dòng kiểu điện từ được dùng để xác định vận tốc điểm trong đo dòng chảy trong kênh hở bằng phương pháp vận tốc mặt cắt.

CHÚ THÍCH: Đồng hồ đo dòng kiểu điện từ được xem là một thiết bị để xác định vận tốc điểm trong phép đo dòng trong kênh hở bằng phương pháp vận tốc mặt cắt, sử dụng kỹ thuật lấy mẫu vận tốc nhiều điểm trong ISO 748 (xem tài liệu tham khảo số [1] trong Tài liệu tham khảo).

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

ISO 722, Hydrometric determinations – Vocabulary and symbols (Đo đạc thủy văn – Từ vựng và ký hiệu)

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa được trình bày trong ISO 772.

4. Đơn vị đo

Các đơn vị đo được sử dụng trong tiêu chuẩn này là các đơn vị SI.

5. Đặc trưng vật lý của đồng hồ đo dòng kiểu điện từ

5.1. Yêu cầu chung

5.1.1. Đồng hồ đo dòng kiểu điện từ thường bao gồm các bộ phận sau:

a) đầu cảm biến (đôi khi được gọi là đầu dò);

b) thiết bị treo;

c) bộ điều khiển;

d) cáp tín hiệu (giữa đầu cảm biến và bộ điều khiển);

e) nguồn năng lượng điện.

5.1.2. Nguồn năng lượng điện thường là bộ nguồn pin nằm trong bộ điều khiển. Cáp tín hiệu thường gồm các dây dẫn riêng biệt để truyền tín hiệu điện đầu ra từ đầu cảm biến đến bộ điều khiển và tín hiệu điện đáp ứng tiếp sau từ bộ điều khiển trở lại đầu cảm biến.

5.1.3. Cáp tín hiệu có thể hoặc không thể tách rời được khỏi đầu cảm biến hoặc bộ điều khiển tùy theo nhà sản xuất. Đầu cảm biến cũng có thể khác biệt đáng kể về kích thước và hình dạng.

5.1.4. Hầu hết các đồng hồ đo dòng kiểu điện từ có khả năng phân biệt và chỉ rõ chiều phân cực dòng chảy, tức là chiều của dòng chảy đi lên hoặc đi xuống so với trục quy chiếu của đầu cảm biến. Một số nhà sản xuất đưa ra các loại đồng hồ đo dòng có thể xác định và chỉ ra hướng của dòng chảy so với các trục quy chiếu tuyệt đối theo phương ngang hoặc thẳng đứng hoặc cả hai.

5.2. Đầu cảm biến

5.2.1. Đầu cảm biến thường bao gồm một kết cấu thuôn đặc, phía trong đặt một cuộn dây điện từ (để tạo trường điện từ cục bộ). Đầu cảm biến chứa một hoặc nhiều cặp điện cực cảm biến có khả năng phát hiện điện thế được tạo ra do chuyển động của nước (vật dẫn điện) thông qua trường điện từ cục bộ.

5.2.2. Đầu cảm biến cũng có thể có một hoặc nhiều các bộ phận sau:

a) thiết bị biến đổi và/hoặc khuếch đại tín hiệu;

b) thiết bị truyền dữ liệu điện tử.

5.2.3. Đầu cảm biến thường được chế tạo với cách thức và vật liệu để ngăn cản sự xâm nhập của ẩm trong mọi điều kiện sử dụng đã định, ngăn cản mọi mức độ gây cản trở cho hoạt động tin cậy, chính xác và tuổi thọ dự kiến của thiết bị.

5.2.4. Mỗi cặp điện cực cảm biến thường được đặt ở bề mặt của đầu cảm biến, nằm tách biệt về chức năng so với thiết kế chi tiết của đầu cảm biến. Chuyển động của nước (vật dẫn điện) trong trường điện từ, được tạo ra bởi cuộn dây điện từ đặt trong đầu cảm biến, sinh ra điện thế. Điện thế này có thể được phát hiện bởi các điện cực và tỷ lệ thuận với:

a) cường độ của trường điện từ,

b) kích thước của vật dẫn điện, và

c) tốc độ của vật dẫn điện chuyển động trong trường điện từ.

5.2.5. Kích thước của vật dẫn điện (khối nước với tốc độ trung bình được xác định bằng đầu cảm biến) là hàm của hình dạng và phạm vi của trường điện từ được tạo ra do xung điện của cuộn dây điện từ và hướng của trường điện từ so với hướng trung bình của dòng chảy. Điện thế lớn nhất thường được sinh ra ở thời điểm khi đường thẳng chắn cặp điện cực cảm biến vuông góc với hướng trung bình của dòng chảy. Các thiết bị độc quyền có thể tạo ra các trường điện từ có cỡ khác nhau và do vậy vận tốc của các khối nước có kích thước khác nhau.

5.2.6. Cường độ và phạm vi của trường điện từ được tạo ra cần được chú ý đặc biệt khi các đầu cảm biến tiếp xúc gần mặt giữa nước và không khí hoặc giữa nước và bề mặt lòng kênh. Việc hiệu chuẩn đầu cảm biến có thể bị ảnh hưởng nếu trường điện từ được sinh ra bị ngắt quãng đo một hoặc hai hoặc cả hai trường hợp trên. Khi đó, nên tham khảo hướng dẫn của nhà sản xuất hoặc cung cấp thiết bị.

5.2.7. Ở các thiết bị đầu cảm biến có hai cặp điện cực cảm biến hoặc nhiều hơn, các cặp điện cực thường được đặt vuông góc nối tiếp nhau. Vì vậy, với các thiết bị đầu cảm biến có hai cặp điện cực, các đường thẳng chắn mỗi cặp điện cực (hoặc các mặt phẳng chứa các đường này) sẽ giao nhau tại các góc 90^o. Hai cặp điện cực thường được bố trí theo mặt phẳng ngang, và do vậy toàn bộ thiết bị có thể xác định và chỉ ra hướng thực của dòng so với trục quy chiếu tuyệt đối cùng nằm trong mặt phẳng ngang.

5.2.8. Với thiết bị có ba cặp điện cực, cặp thứ ba thường được đặt vuông góc với mặt phẳng chứa hai cặp còn lại, nhờ vậy thiết bị có thể xác định và chỉ ra hướng tuyệt đối so với trục ngang cũng như dọc.

5.2.9. Với các thiết bị có thiết kế cho phép đầu cảm biến tách rời khỏi cáp tín hiệu, mối nối thường hoàn toàn không thấm nước, có thể ngâm trong nước ở độ sâu theo qui định của nhà sản xuất. Tuy nhiên, không được tách đầu cảm biến khỏi bộ điều khiển khi đang có điện. Ngoài ra, các mối nối ren có thể được cấu tạo bởi các bước ren rất mỏng nên cần thận trọng khi tách, nối để tránh làm hỏng ren (trờn ren) khiến dây dẫn không an toàn hoặc không có khả năng chống nước. Các mối nối cũng cần được giữ gìn thật sạch.

5.2.10. Để đảm bảo hiệu suất, đồng hồ đo dòng cần được đặt trong nước có khả năng dẫn điện tốt. Độ dẫn điện tối thiểu của nước để đảm bảo đồng hồ đo dòng hoạt động đúng tính năng, có thể dao động tùy theo từng nhà sản xuất khác nhau, hoặc các loại đồng hồ khác nhau của cùng một nhà sản xuất. Độ dẫn điện tối thiểu này thường nằm trong khoảng từ 30 mS đến 100 mS, tùy thuộc nhà sản xuất và vận tốc của nước. Thông thường, vận tốc thấp và độ dẫn điện thấp không cho phép đồng hồ đo dòng hoạt động đúng hiệu suất.

5.2.11. Bề mặt của đầu cảm biến bị bẩn có thể ảnh hưởng đến quá trình hiệu chuẩn thiết bị do nó làm thay đổi tính chất dẫn điện của các điện cực. Vì vậy, đầu cảm biến cần được hạn chế tối đa các tiếp xúc trực tiếp, rửa sạch khỏi bùn và nước bẩn ngay sau khi sử dụng và lau sạch dầu mỡ (bằng vài mềm và dung dịch làm sạch trung tính không có tính mài mòn) ngay trước khi sử dụng. Nếu mặt nước bị váng dầu, cần có biện pháp bảo vệ đầu cảm biến không bị dính dầu khi ngâm trong nước. Ví dụ, có thể dùng túi nilon bọc đầu cảm biến, sau đó tháo túi nilon ra khi đầu cảm biến đã ở dưới nước và phía dưới váng dầu. Cần tuân thủ các hướng dẫn hoặc khuyến cáo của nhà sản xuất nếu có khi vận hành liên quan đến việc bảo vệ đầu cảm biến khỏi bị hỏng.

5.2.12. Hiệu chuẩn thiết bị có thể là một hàm của các đặc tính động lực học của đầu cảm biến của nó, được xác định bởi hình dạng cụ thể của nó và tình trạng nhám bề mặt. Các đầu cảm biến thường được làm từ các chất liệu không bị phá hủy bởi va đập, mài mòn và ăn mòn hóa học. Tuy nhiên, cần thận trọng khi cầm và sử dụng đầu cảm biến của đồng hồ đo dòng kiểu điện từ để tránh các hư hại ảnh hưởng đến hình dạng hoặc độ nhẵn bề mặt ở bất kỳ mức độ nào. Khi nghi ngờ các yếu tố này bị thay đổi đáng kể mà có thể quan sát được, cần hiệu chuẩn lại thiết bị hoặc so sánh tính năng với một thiết bị quy chiếu thích hợp.

5.3. Phương tiện treo

5.3.1. Đầu cảm biến của đồng hồ đo dòng kiểu điện từ thường được cấu tạo sao cho dễ gắn với thước đo là cách treo cơ bản. Cũng có thể treo thiết bị bằng dây cáp hoặc gắn vào thước đo sâu và một vật nặng chìm dưới nước khi bảng đo là không thích hợp.

5.3.2. Tùy thuộc thiết kế của hệ thống đo, chiều dài của cáp tín hiệu nối đầu cảm biến với bộ điều khiển có thể bị hạn chế. Mỗi đồng hồ đo được hiệu chuẩn riêng với chiều dài và loại cáp tín hiệu cụ thể. (xem thêm 5.5.3)

5.3.3. Một số thiết kế đồng hồ đo dòng (không phải tất cả) có thể có hệ thống cáp treo để đỡ đồng hồ.

5.4. Bộ điều khiển

5.4.1. Tùy thuộc vào thiết kế cụ thể, bộ điều khiển của đồng hồ đo dòng kiểu điện từ nên có hoặc bắt buộc có khả năng thực hiện một số hoặc tất cả các chức năng sau:

a) bật/ tắt thiết bị;

b) chứa bộ nguồn pin theo yêu cầu;

c) tiếp xúc với một nguồn điện liên tục từ bên ngoài;

d) nạp lại các nguồn (pin) có thể nạp được bên trong;

e) kích thích điện đã được điều chỉnh phù hợp đến đầu cảm biến;

f) phát hiện tín hiệu hồi đáp từ đầu cảm biến khi điện thế được tạo ra ở bất kỳ thời điểm nào trên một cặp điện cực cảm biến;

g) xác định tín hiệu hồi đáp theo các đơn vị điện với độ chính xác, độ nhạy và độ lặp lại phù hợp;

h) chuyển đổi về mặt toán học các đơn vị điện được đo thành đơn vị vận tốc (ví dụ hiệu chuẩn);

i) tích hợp hoặc tính trung bình các tín hiệu thu nhận được tức thời từ đầu cảm biến của thiết bị (hoặc chuyển đổi vận tốc) theo một số của khoảng thời gian vận hành có thể lựa chọn;

j) hiển thị được các giá trị tức thời hoặc giá trị trung bình của vận tốc dưới dạng hiện số;

k) làm mới hiển thị tần số khác với chu kỳ tích hợp đo được lựa chọn (nghĩa là bằng cách dịch giá trị trung bình tích hợp trong x giây được cập nhật và hiển thị sau mỗi y giây);

l) cho phép người vận hành lựa chọn các chế độ hoặc chức năng vận hành được thiết lập trước khác nhau trên thiết bị;

m) cung cấp một tín hiệu đầu ra theo định dạng điện được xác định trước để có thể chuyển đổi dữ liệu sang thiết bị ghi lại bên ngoài.

5.4.2. Các chi tiết vận hành của bộ điều khiển thường được đặt trong hộp bảo vệ có thiết kế phù hợp với các điều kiện vận hành mà thiết bị dự kiến sử dụng. Thiết bị có cấu tạo đảm bảo an toàn khi sử dụng ngoài trời kể cả khi mưa và trong một phạm vi nhiệt độ xung quanh nhất định.

5.4.3. Với các thiết bị có cấu tạo cho phép tách rời bộ điều khiển khỏi cáp tín hiệu, mối nối thường không thấm nước và có thể sử dụng được ngay cả khi trời mưa, nhưng không nhất thiết có khả năng ngâm trong nước. Vì vậy, không được tách đầu cảm biến khỏi bộ điều khiển khi đang ngâm trong nước. Ngoài ra, các mối nối ren có thể được cấu tạo bởi các bước răng rất mỏng nên cần thận trọng khi tách, nối để tránh làm hỏng ren (trờn ren) khiến mối nối không an toàn hoặc không còn khả năng chống nước. Các mối nối cũng cần được giữ gìn thật sạch.

5.5. Cáp tín hiệu

5.5.1. Cáp tín hiệu thường có cấu tạo và thiết kế phù hợp với các qui định về điện của thiết bị nói chung, và tùy theo từng nhà sản xuất cáp tín hiệu có thể được nối hoặc tách rời vĩnh viễn khỏi đầu cảm biến hoặc bộ điều khiển hoặc cả hai.

5.5.2. Với các thiết bị cho phép tách rời cáp tín hiệu, thiết kế của các mối nối phải tránh được việc nối không chính xác. Nếu không, cần tham khảo và tuân thủ ý kiến của nhà sản xuất về hậu quả có thể có của việc kết nối sai.

5.5.3. Tùy từng thiết kế, cáp tín hiệu có thể có qui định cụ thể về giới hạn độ dài thực tế. Độ dài được giới hạn này thường được nhà sản xuất qui định. Ngoài ra, nếu độ dài của cáp tín hiệu khi sử dụng khác với độ dài khi hiệu chuẩn thì cần hiệu chuẩn lại đồng hồ đo với độ dài cáp tín hiệu thực tế sử dụng.

5.6. Nguồn điện

5.6.1. Nguồn điện thường là bộ pin được đặt trong bộ điều khiển của thiết bị và bao gồm một số lượng cụ thể các pin theo quy định.

5.6.2. Tùy từng thiết kế, các pin có thể được nạp điện lại và có đủ điều kiện để thực hiện việc nạp pin lại trong khi pin vẫn nằm trong bộ điều khiển.

5.6.3. Các thiết bị cho phép thực hiện việc nạp lại pin cũng có thể cho phép việc sử dụng pin dùng một lần. Người vận hành nên cẩn thận để không vận hành chức năng nạp lại pin khi pin chưa được lắp vào vị trí vì có thể làm hỏng thiết bị hoặc gây nguy hiểm cho người vận hành.

6. Sử dụng đồng hồ đo dòng kiểu điện từ

6.1. Qui định chung

6.1.1. Nhìn chung, đồng hồ đo dòng kiểu điện từ có thể sử dụng trong các trường hợp sử dụng được đồng hồ đo dạng quay. Các trường hợp có trường điện từ xung quanh mạnh hoặc tạp âm điện thì không sử dụng được đồng hồ đo dòng kiểu điện từ vì có thể làm giảm hiệu suất của thiết bị.

6.1.2. Đồng hồ đo dòng kiểu điện từ giống đồng hồ đo dạng quay về mặt chức năng vì cùng là một thiết bị phải được hiệu chuẩn. Tùy thuộc nhà sản xuất, mỗi đồng hồ đo dòng tuân theo một qui trình hiệu chuẩn riêng. Trong qui trình hiệu chuẩn này, mối quan hệ giữa tín hiệu điện đặc trưng mà thiết bị tạo ra khi chịu sự tác động từ kích thích tương ứng và tốc độ cũng như hướng của cột nước mà nó tiếp xúc tại thời điểm đó được thiết lập dựa trên một tiêu chí đã biết trong một phạm vi các tốc độ phù hợp cho việc sử dụng thiết bị.

6.1.3. Đồng hồ đo dòng kiểu điện từ khác biệt về mặt chức năng so với đồng hồ dạng quay về cấu tạo điện và cơ. Các khác biệt về chức năng này khiến đồng hồ đo dòng kiểu điện từ có thể phù hợp để sử dụng trong các trường hợp không thể đo được bằng đồng hồ dạng quay. Các trường hợp này có thể bao gồm:

a) khi vận tốc nước thấp hơn vận tốc bắt đầu của đồng hồ dạng quay (mặc dù với vận tốc thấp như vậy độ không đảm bảo đo có thể lớn);

b) khi nước bị rong làm bẩn;

c) khi nước có mật độ chất rắn lắng đọng cao.

6.1.4. Đồng hồ đo dòng kiểu điện từ là một thiết bị không có bộ phận chuyển động. Vì vậy, nó có khả năng chống lại các thay đổi về mặt vật lý trong suốt quá trình sử dụng thông thường, vận hành ổn định hơn và ít cần phải hiệu chuẩn lại theo định kỳ so với đồng hồ dạng quay. Tuy nhiên, đồng hồ đo dòng kiểu điện từ nên được kiểm tra định kỳ về tính năng và độ trôi điện trong bộ điều khiển theo một chuẩn quy chiếu (có thể là một đồng hồ đo dòng kiểu điện từ khác có cùng chức năng) và phải được hiệu chuẩn lại theo qui trình đầy đủ nếu tính năng của thiết bị được phát hiện đã bị thay đổi với một mức độ không thể chấp nhận được.

6.1.5. Khi được sử dụng trong nước có khả năng dẫn điện nhưng hoàn toàn tĩnh, đồng hồ đo dòng kiểu điện từ phải hiển thị giá trị vận tốc bằng 0, cộng hoặc trừ đi một dung sai hợp lý là một hàm số của thiết kế của thiết bị và được thể hiện quy định kỹ thuật của đồng hồ. Giá trị 0 ổn định này cần được kiểm tra thường xuyên, tốt nhất là trước hoặc sau mỗi lần vận hành, và cần tham khảo hướng dẫn của nhà sản xuất nếu có sự khác biệt đáng kể cả về tần số và độ lớn so với đặc tính kỹ thuật. Nếu có nhiễu điện hoặc nhiễu từ trường ở khu vực lân cận khiến đồng hồ đo dòng điện không thể hiện giá trị 0 ổn định rõ rệt, thì không cần nghi ngờ hiệu suất chung của thiết bị nếu ở các vị trí khác đồng hồ đo dòng kiểu điện từ vẫn có giá trị 0 ổn định.

6.1.6. Một số loại đồng hồ đo dòng kiểu điện từ có thiết kế có khả năng hiển thị vận tốc nước trong các khoảng thời gian đo rất ngắn. Khi được đặt ở chế độ vận hành cho phép đo vận tốc tức thời, đồng hồ đo dòng loại này có thể hiển thị các dữ liệu bị thay đổi đột ngột và thường nằm trong một phạm vi giới hạn rộng. Các thay đổi này không nhất thiết là dấu hiệu cho thấy đồng hồ gặp sự cố và thường được loại bỏ như một ảnh hưởng bằng cách cài đặt lại đồng hồ sao cho nó chỉ hiển thị các giá trị đã được trung bình hóa trong các khoảng thời gian lâu hơn.

6.2. Quy trình đo bằng đồng hồ đo dòng kiểu điện từ

6.2.1. Trừ các qui định riêng khác được trình bày trong phạm vi tiêu chuẩn này, thông thường đồng hồ đo dòng được triển khai và sử dụng giống như đồng hồ đo dòng loại quay.

6.2.2. Trong một số trường hợp khả năng xác định vận tốc trong các khoảng thời gian rất ngắn (chẳng hạn như trong trường hợp vận tốc nước thay đổi đột ngột) có thể được coi là một lợi thế của đồng hồ đo dòng. Việc hiển thị vận tốc liên tục có thể thực hiện được tuy nhiên như đã trình bày trong 6.1.6, nó sẽ làm cho việc hiển thị các số liệu vận tốc biến đổi này không ổn định và do đó không có ý nghĩa. Hơn nữa, một giá trị dược biểu thị cần được tích hợp trong khoảng thời gian 5s, mới được coi là đủ ổn định để có độ chính xác chấp nhận được.

6.2.3. Đánh giá của người vận hành cần được thực hiện để cho phép sử dụng tối ưu hóa khả năng của đồng hồ khi xác định vận tốc trong các khoảng thời gian ngắn. Trên thực tế, thời gian tối thiểu để xác định một vận tốc phụ thuộc vào các đặc tính không cố định của dòng chảy đang được đo Trong trường hợp đo dòng đặc trưng, thời gian tích hợp tối thiểu sẽ là 50 s để có thể xác định được một cách chính xác vận tốc trung bình tại các điểm đo còn nghi vấn.

6.2.4. Mỗi loại đồng hồ đo dòng kiểu điện từ sẽ có các đặc tính kỹ thuật riêng thể hiện qua các thông số sau:

a) thời gian đạt được sự ổn định về điện sau khi bật nguồn;

b) thời gian phản ứng với các thay đổi về vận tốc nước (khi được chuyển từ điểm này sang điểm khác trong tiết diện kênh dẫn và trong trường hợp khoảng thời gian tích hợp đo được cài đặt lâu hơn);

c) hoạt động của bộ điều khiển dưới điều kiện khắc nghiệt về nhiệt độ xung quanh;

d) độ dẫn điện tối thiểu của nước;

e) ảnh hưởng của hướng đầu cảm biến không chính xác so với

1) trục ngang, và

2) hướng trung bình thực của dòng chảy tại điểm triển khai;

f) độ sâu tối thiểu của nước có thể triển khai được, và

1) khoảng cách tối thiểu dưới bề mặt nước, và

2) khoảng cách tối thiểu trên đáy kênh dẫn có thể triển khai được;

g) các tác động khác ngoài tác động của đầu cảm biến và các tạp âm điện lên hoạt động của trường điện từ xung quanh. Vị trí của khu vực đo có nằm gần các hiện tượng vật lý như đường điện cao áp trên cao hoặc trong lòng đất, đường ray điện, trạm truyền phát sóng phát thanh truyền hình hay không cũng có thể là một yếu tố quyết định đến hiệu quả sử dụng của thiết bị;

Trong trường hợp người vận hành có lo ngại về bất cứ các yếu tố nào được đề cập ở trên (hoặc cả các yếu tố khác) thì cần tham vấn và tuân theo hướng dẫn của nhà sản xuất thiết bị hoặc tiến hành các thử nghiệm để làm rõ nghi ngờ về độ không đảm bảo đo.

6.2.5. Cần tuân theo các hướng dẫn của nhà sản xuất về cách triển khai và sử dụng đồng hồ đo dòng kiểu điện từ một cách kỹ lưỡng và cẩn thận.

6.2.6. Xét về mặt nguyên lý, không dùng thiết bị đã hiệu chuẩn để đo các giá trị nằm ngoài phạm vi được hiệu chuẩn. Đồng hồ đo dòng kiểu điện từ khác đồng hồ đo dòng loại quay ở đặc điểm không thể dùng đồng hồ đo dòng loại quay về mặt vật lý học để đo các giá trị nằm ngoài phạm vi hiệu chuẩn tối thiểu (bởi cánh quạt sẽ không quay), trong khi đó, về mặt điện học đồng hồ đo dòng kiểu điện từ có khả năng đo các vận tốc nằm trong chuỗi các giá trị mở rộng đến giá trị 0. Có thể có các trường hợp sử dụng khi đặc tính này có tính hữu ích, tuy nhiên cần thông báo cho người sử dụng dữ liệu về độ không đảm bảo đo ở giới hạn không thể xác định được của các kết quả đo vận tốc trong trường hợp này. Việc đo vận tốc gần giá trị 0 bằng đồng hồ điện từ có thể có độ không đảm bảo đo lớn, do vậy cần nghiên cứu kỹ lưỡng các thông báo ban đầu của nhà sản xuất về vấn đề này.

6.3. Sử dụng đồng hồ đo dòng kiểu điện từ thay cho đồng hồ đo dòng kiểu quay

6.3.1. Đồng hồ đo dòng kiểu điện từ có thể được sử dụng tại hiện trường hoặc trong các trường hợp khi đồng hồ đo dòng loại quay được cố định chắc chắn không thể thực hiện được việc đo vận tốc theo yêu cầu. Các trường hợp này thông thường bao gồm:

a) nước bị rong bám;

b) nước có nguy cơ cao bị các vật cuốn vào.

VÍ DỤ: Nước thải thô hoặc đã được lọc bằng màng chắn, nước có nồng độ chất cặn lắng cao.

c) Vận tốc nước gần hoặc dưới tốc độ dừng của đồng hồ cơ nhạy nhất có sẵn.

6.3.2. Mặc dù đồng hồ đo dòng kiểu điện từ có thể đo được vận tốc, trong các điều kiện phù hợp, một cách chính xác tương tự như các đồng hồ cơ khí vận hành trong phạm vi đã được hiệu chuẩn, chúng lại dễ bị ảnh hưởng của sự nhiễu điện mà người sử dụng thực tế có thể không nhận biết được ngay.

6.4. Các trường hợp thực tế sử dụng đồng hồ đo dòng kiểu điện từ để xác định dòng chảy trong kênh dẫn hở bằng phương pháp vận tốc – mặt cắt

Đồng hồ đo dòng kiểu điện từ có thể được sử dụng theo cách tương tự như với đồng hồ loại quay, nghĩa là với cùng số lượng và vị trí của mặt thẳng đứng, cùng số lượng các điểm trong mỗi mặt phẳng đứng, cùng thời gian tiếp xúc (tuy nhiên cần xem các chú ý dưới đây), cùng các giới hạn sử dụng khi nằm gần đáy kênh hoặc bề mặt nước, cần chú ý các đặc điểm vận hành cụ thể sau:

a) cần nhận biết rằng đồng hồ điện từ có thể chịu các ảnh hưởng nhiễu thậm chí khi không nằm gần một nguồn gây nhiễu nào. Và trạm truyền tín hiệu âm thanh hoặc đường ray tàu điện cũng có thể là nguồn gây nhiễu nếu nằm gần đồng hồ điện từ. Cần chú ý và loại bỏ các chỉ số vận tốc bất thường;

b) dù được sử dụng ở hiện trường nào (ngoài ra với bất kỳ thử nghiệm độ ổn định ở giá trị 0 của nước tĩnh do nhà sản xuất đưa ra) thông thường cần triển khai đồng hồ tại độ sâu và khoảng cách trung bình (giữa) trong tiết diện cần đo và tiến hành ít nhất 20 lượt đo liên tục vận tốc trong 10 s với đầu đồng hồ ở vị trí các góc đo càng sát hướng dòng chảy trung bình càng tốt như khi xác định được bằng thực nghiệm. Chú ý thứ tự của các chỉ số gần giá trị 0 có thể đo được và lưu giữ để kiểm tra một cách chi tiết sau;

c) có thể có một vài thay đổi về thứ tự đo các vận tốc gần bằng 0, trong phạm vi ±10 %, nhưng cần lưu ý các trường hợp rõ ràng về sự biến đổi quá nhiều ở đầu ra đồng hồ đo, đặc biệt là các trường hợp đảo cực tính. Nếu sự biến đổi lớn được ghi nhận từ một đầu ra tương đối ổn định hoặc biến đổi rất ít hoặc nếu trạng thái ổn định như vậy không quan sát được một cách rõ ràng, cần xem xét lại việc có nên tiếp tục đo nữa không. Nếu tiếp tục đo trong khi thử nghiệm gần giá trị 0 có độ không ổn định cao (hoặc thất thường) cần xem xét việc gia hạn thời gian lấy mẫu.

d) cần đặc biệt thận trọng để đảm bảo hướng của thân đồng hồ nằm ngang, đặc biệt trong trường hợp thân đồng hồ có hình dạng dài và các điện cực chỉ nằm về một phía của thân đồng hồ; ngoài ra một số loại đồng hồ điện từ đặc biệt nhạy cảm với việc không được đặt nằm ngang;

e) trừ trường hợp cần thiết, không được tích hợp các mẫu vận tốc trong khoảng thời gian ít hơn 50s. Nên lựa chọn thời gian tích hợp là 100s nếu bộ phận điện từ điều khiển của đồng hồ có khả năng này và có đủ thời gian để tiến hành đo dòng cụ thể. Ngoài ra, có thể lấy hai lần đo trong 50s tại mỗi vị trí đặt đồng hồ trong tiết diện đo và tính trung bình hai giá trị này;

f) nếu lựa chọn thời gian tích hợp vận tốc ngắn (ít hơn 30 s), để giảm tổng thời gian đo, cần chấp nhận độ biến đổi đo lớn (±20 %), đặc biệt với cơ chế dòng chảy xoáy;

g) nếu sử dụng chế độ đọc liên tục từ thiết bị hiển thị, khi di chuyển đầu đo điện từ từ điểm này đến điểm khác trong tiết diện ngang của kênh, cho phép không nhỏ hơn 10s để đồng hồ ổn định trước khi ghi lại tốc độ.

h) lưu ý đến khuyến cáo (nếu có) trong quy định kỹ thuật của nhà sản xuất về việc triển khai đồng hồ điện từ gần đáy kênh, bờ kênh hay bề mặt nước. Nếu không có các lưu ý hoặc qui định đặc biệt, cần giả định rằng đồng hồ điện từ cũng chịu các hạn chế giống như đồng hồ loại quay.

6.5. Lựa chọn, bảo quản và bảo trì đồng hồ đỡ dòng kiểu điện từ

Về bản chất đồng hồ đo dòng mang đặc tính không phải là đồng hồ cơ nên ít chịu các hư hỏng ngẫu nhiên, hoặc ít bị mài mòn do thời gian sử dụng hơn là đối với đồng hồ loại quay. Tuy nhiên, không vì vậy mà bất cẩn khi sử dụng hay bảo dưỡng đồng hồ điện từ. Giống như bất kỳ đồng hồ cơ nào khác, đồng hồ điện từ là thiết bị đã được hiệu chuẩn, điểm khác biệt là việc hiệu chuẩn được thực hiện với phần điện tử của thiết bị. Điều này không có nghĩa là đồng hồ điện từ có thể chống lại các biến đổi qua thời gian, hoặc hiệu chuẩn đã được thực hiện đầy đủ cho mọi trường hợp sử dụng, cần lưu ý các điểm sau và đưa ra quyết định phù hợp:

a) khi mua đồng hồ điện từ, cần đề nghị rõ ràng các phần cần hiệu chuẩn và ghi lại với nhà cung cấp. Cần đảm bảo có đủ các điểm được hiệu chuẩn sao cho hiệu suất của thiết bị sẽ đáp ứng khi đo bất kỳ giá trị vận tốc nào nằm trong phạm vi mong muốn, kể cả phạm vi cực thấp;

b) cần đảm bảo đồng hồ điện từ được hiệu chuẩn một cách tổng thể, tức là hiệu chuẩn đầu cảm biến, bộ điều khiển điện tử và cáp tín hiệu. Nếu bất kỳ một trong các yếu tố này bị thay đổi thì cần hiệu chuẩn lại tổng thể thiết bị;

c) cần giữ đầu đồng hồ thật sạch sẽ và đặc biệt không bị dính dầu mỡ. Tuân thủ hướng dẫn của nhà cung cấp về phương pháp vệ sinh thiết bị. Lưu ý nguy cơ đồng hồ điện từ bị nhiễm bẩn khi đầu bị ngâm vào trong nước mà bề mặt có váng dầu hoặc các chất tương tự. Nếu cần thiết, phải bảo vệ đầu đo của đồng hồ trong quá trình vận chuyển bằng túi nhựa sạch mà có thể tháo bỏ khi thân đồng hồ đã ngập trong nước, cần lưu ý tay của người sử dụng đồng hồ cũng có thể là một nguồn gây bẩn cho đồng hồ do dầu mỡ;

d) thực hiện và ghi lại kết quả các thử nghiệm tại giá trị 0 theo chu kỳ bằng cách triển khai đồng hồ trong nước tĩnh. Nếu kết quả đặc trưng của các thử nghiệm này đột nhiên thay đổi, hoặc có xu hướng ngày càng khác biệt so với trạng thái ổn định ban đầu của đồng hồ thì cần hiệu chuẩn lại;

e) cần lưu ý rằng tính năng của các bộ phận điện tử cấu thành đồng hồ đo dòng kiểu điện từ có thể thay đổi theo thời gian do tác động của sự lão hóa, ngoài ra nhiệt độ bên ngoài cao quá hoặc thấp quá cũng ảnh hưởng đến tính năng của các bộ phận điện tử;

f) với mọi mục đích sử dụng, cần hiệu chuẩn đồng hồ điện từ ít nhất ba năm một lần.

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] ISO 748, Đo dòng chất lỏng trong kênh hở – Phương pháp vận tốc – mặt cắt.

[2] ISO/TR 11974, Đo dòng chất lỏng trong kênh dẫn hở – Đồng hồ đo dòng kiểu điện từ.

MỤC LỤC

Lời nói đầu

Lời giới thiệu

1. Phạm vi áp dụng

2. Tài liệu viện dẫn

3. Thuật ngữ và định nghĩa

4. Đơn vị đo

5. Đặc điểm vật lý của đồng hồ đo dòng kiểu điện từ

6. Sử dụng đồng hồ đo dòng kiểu điện từ

Thư mục tài liệu tham khảo