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污水流量(liàng)測量中流量計(ji)的特點探究
發(fā)布日期：2025-12-01 浏覽次(cì)數：3244
工控摘要：
環(huán)保産業對污水(shui)流量的測量和(hé)控制的度、可靠(kao)性⛹🏻♀️要求👅已越來(lai)越高，文章介紹(shào)了電磁式、渦街(jie)式、節流式等幾(ji)種流量計的🧑🏾🤝🧑🏼選(xuǎn)型設計，結合水(shui)處理工藝，從理(lǐ)論和💞實踐兩🔱方(fāng)面闡述各自的(de)特點。
國外一位(wei)流量專家F.C.Kinghoro曾說(shuō)過，流量計是少(shao)數幾種使用比(bǐ)制造❤️艱難的粘(zhān)性摩擦作用，還(hai)會産生不穩定(ding)的旋渦和二次(cì)流等🌍複雜✊流動(dòng)現象。測量儀表(biǎo)本身受到衆⛱️多(duo)因素，如：管道、口(kǒu)徑大小、形狀（圓(yuan)形、矩形）、邊界條(tiao)件、介質的物性(xing)✂️（溫度、壓力、密度(du)、粘度、髒污性、腐(fǔ)蝕性等）、流體🎯的(de)流動狀态（紊流(liú)狀态、速✂️度分布(bù)等）以🔴及安裝條(tiáo)件與水平的影(yǐng)響。面對國内外(wai)十幾類、上🤟百個(ge)品種的流量💋儀(yí)表（先❤️後發展起(qǐ)來的容積式、差(cha)壓式、渦輪式、面(miàn)積式、電磁式、超(chao)聲波式和熱式(shi)流量計等類型(xing)），如何根據流❤️量(liang)、流态、安裝要求(qiu)與環境條件、經(jing)濟性等因素合(he)理選型，是應用(yòng)好流量儀表的(de)前提和基礎。除(chú)了儀表自身質(zhi)量要得到保證(zheng)，工藝數據的提(ti)供和儀表的安(an)裝、使用、維護是(shi)否合理也相當(dang)重要。本文介紹(shao)電磁式、渦街式(shi)、節流式等幾種(zhong)流量計的選型(xíng)設計。
1、電磁流量(liang)計選型設計
電(dian)磁流量計自20世(shì)紀50年代末國内(nei)工業應用以來(lái)，七八十年代✏️在(zai)流量測量中運(yun)用和發展很快(kuài)。電磁流量計的(de)工🔴作原🌈理是基(ji)于法拉第電磁(cí)感應定律，即✍️被(bèi)測介質垂直于(yu)磁力線方向流(liu)動，因而在與介(jiè)質流動和磁力(li)線都垂直的方(fang)向上産生一感(gǎn)應電動勢EX感應(ying)電動勢EX與被測(cè)介質流量（流速(sù)）成正比，電磁🌈流(liu)量計不受🍓溫🔴度(dù)、壓力、粘度、重度(dù)等外界因素的(de)影🙇♀️響，測量管内(nèi)部無收縮或凸(tu)出部分的壓力(li)損失，另外，流量(liang)元件檢測出的(de)zui初信号，是一個(gè)與流體平均流(liú)速成線性變化(hua)的電壓，它與流(liu)體的其他性質(zhì)無💃🏻關，具有很大(da)的*性⛹🏻♀️。
根據污水(shui)具有流量變化(huà)大、含雜質、腐蝕(shí)性小、有一定🐉的(de)導電能力等特(tè)性，測量污水的(de)流量，電磁流量(liang)計是😘一個很好(hǎo)的選擇。它💜結構(gòu)緊湊、體積小，安(ān)裝、操作、維護方(fāng)便，如測量系統(tong)采用智能化設(she)計，整體密封加(jia)強，能在較惡劣(lie)的環境下正常(chang)工作。可選用氯(lǜ)丁橡膠襯裏🔴，含(hán)钼不鏽鋼電極(ji)的電磁流量計(jì)，即可滿足污水(shuǐ)流量測量的要(yào)求。
某冶煉廠在(zai)生産中，由于生(shēng)産工藝的需要(yào)，會産生大量的(de)工🍓業污水，污水(shui)處理分廠必須(xū)對污水的流量(liang)進行監控。在以(yǐ)往⭐的設計中，流(liu)量儀表不少都(dou)選用旋渦✍️流量(liàng)計和孔闆流量(liàng)計✏️。而實際應用(yòng)中發現測量的(de)流量顯示值👅與(yǔ)實際流量偏差(cha)較大，而改用電(diàn)磁流量計偏差(cha)大大減小。
2、渦街(jie)流量計選型設(shè)計
渦街流量計(ji)作爲一種新型(xíng)流量計，80年代中(zhōng)期以來發🍓展較(jiào)快，它在流量測(cè)量方面有着諸(zhū)多的優點和長(zhǎng)處，在現代流量(liang)測⛷️量中應用越(yuè)來越廣泛。在國(guo)内使用渦街流(liú)量計進行流量(liàng)測🐅量也愈來愈(yu)得到重視，目前(qian)我國已有性🎯能(néng)優良并有自主(zhu)知識産權的産(chan)品系列。渦街流(liu)量計是基于流(liú)體振動發展起(qi)來🔞的，根據旋渦(wo)的不同，檢測方(fāng)式從熱絲式、熱(re)敏💯式逐漸發展(zhan)了應力式、磁敏(mǐn)式及差動開關(guān)電容式、超聲波(bō)式等。渦街流量(liàng)計👣幾乎可用于(yu)一切🚩可形成旋(xuán)渦列的場合，不(bu)僅可用于♻️封閉(bi)的管道，還可用(yong)于開放💯的溝槽(cáo)。與渦輪流量計(jì)相比，渦街流量(liang)計沒有可動🈲的(de)機械部件，維護(hu)工作量小🧑🏽🤝🧑🏻，儀表(biao)常數穩定；與孔(kong)闆式流♉量計相(xiàng)比，渦街流量🐇計(ji)測量範圍大，壓(yā)力損失小，準确(que)度❄️高，安裝與維(wei)護簡單。但渦街(jiē)流量計的環境(jing)相關參數較多(duō)，容♍易在使用現(xiàn)場被忽略而影(yǐng)響流量計性能(néng)的正确發揮。
渦(wo)街流量計的原(yuan)理是在流量計(jì)管道中，設置一(yī)滞流件，當流體(tǐ)流經滞流件時(shi)，由于滞流件表(biao)面的滞流作用(yòng)等原因👌，在其下(xià)遊會産生兩列(lie)不對稱的旋渦(wo)，這些旋渦在💛滞(zhi)流件💛的側後🚶♀️方(fang)分開，形成所謂(wei)的🔞卡門（Karman）旋渦列(liè)，兩列旋❤️渦的旋(xuan)轉🏃方向是相✉️反(fan)的，卡門👄從理論(lùn)上證明了當h/L=0.281（h爲(wei)兩旋渦列之間(jiān)的寬度，L爲兩㊙️個(ge)相鄰旋渦間的(de)距離）時，旋渦列(liè)是穩定的雷諾(nuò)數Re是表征粘性(xing)流體📱流動特✌️性(xìng)的一個無量綱(gang)數，其物🈲理意義(yi)是流體流動的(de)慣性力與粘滞(zhi)力🙇🏻的比值。因此(ci)，流體的流動狀(zhuang)态對渦街流量(liàng)計的使用也有(you)一📱定的影響。如(rú)果環境參數對(dui)流體流動狀🔞态(tai)有影響也會影(yǐng)響到🏒渦街流量(liang)計🔱的使用性能(neng)。
經過實踐，如下(xià)幾個方面對渦(wō)街流量計的使(shi)用都有影響，應(yīng)對這些問題進(jin)行分析。
（1）渦街流(liu)量計的測量範(fan)圍較大，一般10：1，但(dan)測量下限受許(xǔ)多因素限制：Re＞10000是(shì)渦街流量計工(gōng)作的zui基本條件(jian)，除‼️此以外，它還(hai)受旋渦能量的(de)限制，介質流速(su)較低，則🚶旋渦的(de)⭕強度、旋轉速度(du)也低，難以引起(qi)🏒傳感元件産生(shēng)響應信号，旋渦(wo)頻率f也小，還會(hui)使信号處理發(fa)生困難。測量上(shang)💋限則受傳感🐇器(qì)的頻率響🆚應（如(rú)磁敏式一般不(bu)超過㊙️400Hz）和電路的(de)頻率限📱制，因此(ci)設計時一定要(yào)對流速範圍進(jin)行計算、核算，根(gēn)據流體的流速(sù)進行選擇。使用(yong)現場環💞境條件(jiàn)複雜，選型🙇♀️時🆚除(chu)注意環💰境溫度(dù)、濕度、氣氛等條(tiao)件外，還要考慮(lǜ)電磁幹擾。在強(qiáng)幹擾如高壓輸(shū)電電站、大型整(zhěng)流所等💛場合，磁(cí)敏式、壓電應力(lì)式等儀表不能(néng)正常工作或不(bu)能準确測量。
（2）振(zhen)動也是該類儀(yi)表的一大勁敵(dí)。因此在使用時(shi)注❓意避免機械(xiè)振動，尤其是管(guǎn)道的橫向振動(dòng)（垂直于管道軸(zhou)線又垂直旋渦(wo)發生體軸線的(de)振動），這種影🏃♂️響(xiǎng)在流量計結構(gòu)設計✌️上是無法(fǎ)抑制☂️和消除的(de)。由于渦街信🏒号(hào)對流場🏃🏻♂️影響同(tong)樣👅敏感，故直管(guan)段長度不能保(bǎo)證穩定渦街所(suo)必🤟要的流動條(tiao)件時，是不宜選(xuan)用的。即使是抗(kàng)振性較強的電(dian)容式、超聲波式(shi)，保證流體爲充(chōng)分發展的單向(xiàng)流，也是不可忽(hū)略的。
（3）介質溫度(dù)對渦街流量計(jì)的使用性能也(ye)有很大的影🛀🏻響(xiang)。如壓🤞力應力式(shì)渦街流量計不(bú)能長期使用在(zài)300℃狀态下，因其絕(jue)緣阻抗會由常(chang)溫下的10MΩ～100MΩ急降至(zhì)1MΩ～10KΩ，輸出信号也✉️變(bian)小，導緻測量👣特(tè)性惡化，對此宜(yí)選用磁敏式或(huò)電容式結構。在(zai)測量系統🔆中，傳(chuan)感器與轉換器(qi)宜采用分離安(ān)裝方式，以免長(zhang)期高溫影響儀(yi)表可靠性和使(shǐ)用壽命。
渦街流(liu)量計是一種比(bǐ)較新型的流量(liang)計，處于發展階(jie)段，還不很成熟(shú)，如果選擇不當(dang)，性能也不能很(hěn)好發揮。隻有經(jīng)過合理選型🌈、正(zhèng)确安裝後，還需(xū)要在使用過程(chéng)中認真定期維(wei)護，不斷☀️積累經(jing)驗，提高對系統(tong)故障的🆚預見性(xing)以及判斷、處理(li)問題的🚩能力，從(cóng)而㊙️達到令人滿(mǎn)意的效果。
3、節流(liu)式流量計選型(xíng)設計
節流式流(liú)量計是早期大(da)量使用的一種(zhǒng)測量流量的計(ji)量☔裝置🈲，其曆史(shǐ)zui長，用量zui多。現在(zai)常見的爲圓孔(kǒng)闆型和錐形入(rù)口闆☎️型，其工作(zuò)原理是在流體(ti)管道中加入一(yi)孔闆節流件📧，通(tong)過導壓管引入(rù)壓差變送器測(cè)出節流件上、下(xià)🆚遊的壓差，根據(ju)所測的壓差經(jīng)過計算即得出(chu)流量的瞬時值(zhí)。由于導壓管内(nei)水的👉不流動性(xìng)，在較寒冷地區(qū)，冬天室外安裝(zhuang)的孔🔅闆取壓管(guǎn)容易凍裂（凍住(zhu)），使差壓儀器無(wu)法正常工作。測(cè)量較髒的污水(shuǐ)時，孔闆需經常(cháng)清洗。如清洗不(bú)及時，測量精度(du)降低，取壓管經(jīng)常被污物堵死(sǐ)，儀表無法使用(yòng)。用孔闆的方式(shì)測流量時還有(yǒu)壓力損失大、維(wéi)護量大等缺點(dian)。因此改變取壓(ya)方式，例如用徑(jìng)距取壓法，就可(ke)以減少孔闆污(wū)物的影響。
4、結語(yu)
以上幾種污水(shuǐ)流量測量流量(liàng)計中，電磁流量(liàng)計性能較好☂️，節(jiē)流🔴流量計應用(yong)範圍廣，而渦街(jie)流量計比較新(xīn)型，并✏️正在不斷(duan)發展。隻有了解(jie)這幾種流量計(jì)各自的性能，才(cai)能對流量計選(xuan)型設計好，使污(wū)水流量的測量(liang)和控制達到度(dù)和可靠性要求(qiú)。
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