Tham Chiếu Ảo | Virtual reference

Các đồng hồ đo lưu lượng nước sử dụng phương pháp tham chiếu ảo mang lại một phương pháp nối đất đổi mới, cho phép cảm biến dòng chảy được lắp đặt trên bất kỳ loại đường ống nào, mà không cần đến vòng nối đất hay điện cực nối đất.

Electromagnetic flowmeters featuring virtual reference offer an innovative grounding method that allows the flow sensor to be installed in any pipe, without grounding rings or grounding electrodes.

Hình: Biểu tượng/Logo cho Tham Chiếu Ảo |  Icon/Logo for Virtual reference

Như mọi thiết bị điện, đồng hồ đo lưu lượng điện từ (EMF) cần được nối đất đúng cách theo quy định an toàn, ví dụ như nối đất bảo vệ hoặc cân bằng tiềm năng. Đầu tiên, việc nối đất EMF đảm bảo bảo vệ chống tiếp xúc và ngăn ngừa điện giật. Do đó, trong trường hợp xảy ra lỗi, không có điện áp nguy hiểm nào tới các bộ phận dẫn điện của thiết bị. Thứ hai, nối đất cung cấp một tiềm năng tham chiếu cố định cho điện áp tín hiệu EMF.

Like all electrical equipment, electromagnetic flowmeters (EMF) must be grounded in accordance with safety regulations, e.g. protective grounding or potential equalization. Firstly, EMF grounding ensures protection against contact and prevents electric shock. Hence in the event of an error there is no hazardous voltage to the conductive parts of the device. Secondly, grounding provides a fixed reference potential to the EMF signal voltage.

Điện áp tín hiệu EMF thường chỉ khoảng một millivolt hoặc ít hơn. Bộ chuyển đổi chỉ có thể xử lý những tín hiệu nhỏ như vậy mà không bị nhiễu và với độ phân giải cao nhất nếu không có sự chênh lệch lớn giữa tiềm năng (điện áp) của môi trường và tiềm năng tham chiếu của xử lý tín hiệu trong bộ chuyển đổi. Có một số phương pháp để đảm bảo điều này. Ngoài ba phương pháp nối đất cổ điển – nối đất qua ống kim loại trống, nối đất qua vòng nối đất trong đường ống không dẫn điện và nối đất qua điện cực nối đất – có phương pháp tham chiếu ảo, được thực hiện mà không cần nối đất riêng cho môi trường.

This EMF signal voltage is typically about a millivolt or less. The converter can only process such small signals without interference and with maximum resolution provided there is not a great difference between the potential (the voltage) of the medium and the reference potential of the signal processing in the converter. There are several methods to ensure this. In addition to the three classical methods of grounding – grounding via a blank metal pipe, grounding via grounding rings in electrically non conducting pipelines and grounding via grounding electrodes – there is the method of virtual reference, which is done without separate grounding of the medium.

1. Lựa chọn thay thế cho phương pháp nối đất cổ điển | The alternative to classical grounding

Trong một số ứng dụng, các phương pháp nối đất thông thường của EMF gặp vấn đề, ví dụ trong các đường ống có bảo vệ chống ăn mòn cathode hoặc trong các nhà máy mạ kẽm cũng có điện áp giữa các điện cực và mặt đất. Khi sử dụng môi trường ăn mòn trong ứng dụng, các vòng nối đất cho nối đất thông thường thường phải được làm từ vật liệu đặc biệt đắt tiền (Tantalum, Titanium, Nickel, v.v.) điều này dẫn đến chi phí cực kỳ cao khi xử lý với kích thước ống lớn.

In certain applications, the conventional grounding methods of EMFs pose problems, e.g. in lines with cathodic corrosion protection or in galvanisation plants voltage is also present between the electrodes and the earth. When using aggressive media in the application, the grounding rings for conventional grounding must usually be manufactured from expensive special material (Tantalum, Titanium, Nickel, etc.) which amounts to extremely high costs when dealing with large pipe sizes.

Với tham chiếu ảo, cảm biến EMF có thể được lắp đặt trên bất kỳ loại đường ống nào mà không cần vòng nối đất hay điện cực. Bộ khuếch đại đầu vào của bộ chuyển đổi ghi lại các tiềm năng của các điện cực đo và một phương pháp tinh vi được sử dụng để tạo ra một điện áp tương ứng với tiềm năng của chất lỏng không nối đất. Điện áp này được sử dụng làm tiềm năng tham chiếu cho xử lý tín hiệu. Như vậy, không có sự chênh lệch tiềm năng gây nhiễu giữa tiềm năng tham chiếu và điện áp trên các điện cực đo.

With the virtual reference, the EMF sensor can be installed in any type of pipeline without grounding rings or electrodes. The converter's input amplifier records the potentials of the measuring electrodes and a sophisticated method is used to create a voltage which corresponds to the potential of the ungrounded liquid. This voltage is used as the reference potential for signal processing. Thus, there are no interfering potential differences between the reference potential and the voltage on the measurement electrodes.

Hình: Sơ đồ của nối đất cổ điển và nối đất ảo |  Diagram of classical and virtual grounding

2. Lợi ích về chi phí và an toàn | Cost and safety benefits

Hình: OPTIFLUX 4300 với tham chiếu ảo tại một nhà máy hóa chất

Loại bỏ vòng nối đất và việc lắp đặt đơn giản hơn của EMF giúp giảm chi phí và giúp các nhà vận hành giảm thiểu các lỗi hệ thống do nối đất sai là nguyên nhân gây lỗi phổ biến nhất khi đưa EMF vào sử dụng. Không có nguy cơ hủy hoại điện phân khi có sự chênh lệch tiềm năng trong hệ thống. Không có dòng điện lạc đường qua sản phẩm hoặc đường dây nối đất.

The elimination of grounding rings and the simpler installation of the EMFs results in lower costs and help operators reduce systematic failures as faulty grounding is the most common cause of error when commissioning an EMF. There is no risk of electrolytic destruction when there are potential differences in the system. No stray currents flow over the product or grounding lines.

Tham chiếu ảo cơ bản có thể áp dụng từ đường kính (chiều rộng danh nghĩa) DN10 (3/8”) và từ độ dẫn ≥ 200 µS/cm. KROHNE đã phát minh ra phương pháp tham chiếu ảo này cho EMF vào năm 1998.

The virtual reference is basically possible from a diameter (nominal width) of DN10 (3/8”) and from a conductivity of ≥ 200 µS/cm. KROHNE invented this method for the virtual referencing of EMFs back in 1998.

3. Lợi ích của tham chiếu ảo KROHNE  |  Benefits of KROHNE virtual reference

Hình: Tham chiếu ảo rất hiệu quả về chi phí khi sử dụng EMF với đường kính lớn | Virtual grounding is very cost-effective when using EMFs with larger diameters

• Chi phí đầu tư thấp hơn đáng kể | Significantly lower investment costs
  • Không cần vòng nối đất hay điện cực nối đất | No grounding rings or grounding electrodes required
• Tăng cường an toàn bằng cách giảm số điểm rò rỉ tiềm năng | Increased safety by reducing the number of potential leakage points
  • Không có vòng nối đất với điểm niêm phong bổ sung hay điện cực nối đất là điểm rò rỉ tiềm năng | No grounding rings with additional sealing points or grounding electrodes as potential leakage points
  • Không có nguy cơ hủy hoại điện phân khi có sự chênh lệch tiềm năng trong hệ thống | No risk of electrolytic destruction when there are potential differences in the system
• Không có dòng điện cân bằng | No equalising currents
  • Tiềm năng tham chiếu được tạo ra trong bộ chuyển đổi tín hiệu và cách ly với mặt đất: Không có dòng điện chạy qua đường ống, chất lỏng quy trình hoặc mặt đất | Reference potential is generated in signal converter and is insulated against earth: No current runs through the pipeline, the process liquid or the earth
  • Không có dòng điện cân bằng trong hệ thống điện phân hay mạ và không gây căng thẳng cho bảo vệ cực âm| No equalising current in electrolysis or galvanic systems and no stress on the cathodic protection
• Lắp đặt, kỹ thuật & bảo dưỡng đơn giản | Simplified installation, engineering & maintenance
  • Giảm rủi ro lắp đặt sai vòng nối đất và gioăng là một trong những nguyên nhân phổ biến nhất của lắp đặt sai, đặc biệt trong trường hợp đường kính lớn | Reduces the risk of wrong installation of grounding rings and gaskets as one of the most common reasons for faulty installations, especially in case of large diameters
  • Thời gian lắp đặt giảm | Reduced installation time
  • Không cần lựa chọn vật liệu vòng nối đất phù hợp | Right selection of grounding ring material no longer necessary
  • Không có vấn đề tương thích hóa học | No chemical compatibility issues
• Tương thích với các ứng dụng Chuyển Giao Quyền Sở Hữu: Được chứng nhận OIML-R49 và MID MI-001 |  Compatible with Custody Transfer applications: OIML-R49 and MID MI-001 certified

Source: https://krohne.com/en/technologies/virtual-reference

Technology Icons

-----------------------------------------

• ⚜️ Cell phone/Zalo/Whatsapp: 091 8182 587 
• ⚜️ Email: hoangcuong@lacvietco-jsc.com.vn

-----------------------------------------

👉 Hãy để lại ý kiến của bạn dưới bài viết này sau khi xem xong, tôi rất muốn nghe về suy nghĩ và cảm nhận của các bạn!

❤️ Cảm ơn mọi người đã luôn ủng hộ và theo dõi. Hãy chia sẻ liên kết này để nhiều người hơn nữa có thể khám phá và cùng nhau chia sẻ những trải nghiệm tuyệt vời!