Lưu lượng kế điện từ nhận biết chất lỏng đang chảy bằng cách nào?
Khám phá mở rộng – Vật lý/KHTN 12
Lưu lượng kế điện từ đo một tín hiệu điện áp xuất hiện khi chất lỏng dẫn điện chuyển động qua từ trường. Từ tín hiệu này và cấu hình ống đo, thiết bị suy ra vận tốc dòng và lưu lượng thể tích. Nó không đếm từng giọt nước bằng mắt.
Chất lỏng trở thành một phần của phép đo điện
Cuộn dây tạo từ trường qua ống đo. Các điện tích trong chất lỏng đang chuyển động chịu tác dụng từ, hình thành chênh lệch điện thế theo hướng thích hợp. Điện cực ở những vị trí đối diện nhận tín hiệu ấy.
Trong điều kiện đo đã xác định, tín hiệu liên hệ với vận tốc chất lỏng. Điều quan trọng là cả hướng dòng, hướng từ trường và vị trí điện cực; chỉ đặt một nam châm ngoài ống bất kỳ chưa tạo thành một đồng hồ hoàn chỉnh.
Đo thể tích khác đo khối lượng
Nếu biết vận tốc đại diện và tiết diện dòng, ta có thể xác định lượng thể tích đi qua trong một khoảng thời gian. Muốn suy khối lượng còn cần thông tin về khối lượng riêng.
Hình dung một hệ cấp nước cần biết dòng trong ống nhanh hay chậm mà không đặt cánh quạt vào dòng. Tín hiệu điện có thể làm công việc cảm nhận ấy. Tuy nhiên, phép đo phải xét hình dạng phân bố vận tốc và điều kiện làm việc thật.
Vì sao không đo được mọi chất lỏng?
Chất lỏng phải dẫn điện đủ cho cách đo. Một chất lỏng gần như cách điện không đương nhiên cho tín hiệu sử dụng được, dù vẫn chảy rất nhanh. “Điện từ” cũng không có nghĩa nước cần chứa vụn sắt hay bị nam châm hút.
Điện cực, lớp lót ống, dòng chảy và tín hiệu nhiễu đều thuộc hệ đo. Nguồn điện vẫn cung cấp năng lượng cho thiết bị; dòng nước không tự cấp mọi năng lượng cho đồng hồ.
Ghi nhớ: chuyển động trong từ trường tạo tín hiệu điện; hình học và hiệu chuẩn biến tín hiệu thành thông tin về dòng. Đó là phép đo gián tiếp có điều kiện.