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污(wū)水流量測量(liàng)中流量計的(de)特點探究
發(fā)布日期：2025-12-01 浏覽(lǎn)次數：3244
工控摘(zhai)要：
環保産業(ye)對污水流量(liang)的測量和控(kong)制的度、可靠(kao)性要求已越(yue)來越高，文章(zhang)介紹了電磁(cí)式、渦街式、節(jie)流式等幾種(zhong)🐆流量⚽計的選(xuan)型設計，結合(hé)水處理工藝(yì)，從理論和實(shí)踐兩💃🏻方面闡(chan)述各自的特(tè)點。
國外一位(wei)流量專家F.C.Kinghoro曾(ceng)說過，流量計(jì)是少數幾種(zhong)使用🌈比🔞制造(zào)💁艱難的粘性(xing)摩擦作用，還(hái)會産生不穩(wen)定的旋渦和(he)二次流等複(fú)雜流動現象(xiang)。測量儀表本(běn)身受到衆多(duo)因素，如：管道(dào)、口徑大🐪小、形(xing)狀（圓形、矩形(xíng)）、邊界條件、介(jie)✍️質的物性🚩（溫(wen)度、壓力✌️、密度(du)、粘度、髒污性(xing)、腐🐉蝕性等）、流(liú)體的流動狀(zhuàng)态（紊流狀态(tài)、速度分布等(deng)）以💘及安裝條(tiao)件🏃♂️與水平的(de)影響。面對國(guo)内外十幾類(lèi)、上百個品種(zhǒng)的流量儀表(biǎo)（先後發展起(qǐ)來的容積式(shi)、差壓式、渦輪(lun)式、面積式、電(diàn)磁式、超聲波(bo)式和熱式流(liú)量計等類型(xíng)㊙️），如何根據流(liu)量、流态、安裝(zhuāng)要求與環境(jìng)條件、經濟性(xìng)等因素合理(lǐ)選型，是應用(yòng)好流量儀表(biao)的🌈前提和基(ji)礎🏃♀️。除了儀表(biao)自身📱質量要(yao)得到保證，工(gong)藝🐇數據的提(ti)供和儀表的(de)安🛀🏻裝、使用、維(wéi)護是否合理(li)也🔴相當重要(yào)💘。本文介紹電(diàn)磁式、渦街式(shi)、節流☀️式等幾(ji)種流量計的(de)選型設計。
1、電(diàn)磁流量計選(xuan)型設計
電磁(cí)流量計自20世(shi)紀50年代末國(guo)内工業應用(yòng)以來，七八🚶♀️十(shí)🈲年代在流量(liàng)測量中運用(yong)和發展很快(kuai)。電磁流量計(jì)的工作原☎️理(li)是🔞基于法拉(la)第電磁感應(ying)定律，即被測(cè)介質垂直于(yu)磁力線方向(xiang)流動，因而在(zai)與介質💜流動(dong)和磁力線都(dōu)垂直的方向(xiang)上産生一感(gan)應電動🌂勢EX感(gan)應電動勢EX與(yǔ)被測介質流(liú)量（流速🔞）成正(zhèng)比，電磁流量(liàng)計不受⭕溫度(dù)、壓力、粘度、重(zhòng)度等外界因(yīn)素的影響，測(ce)量管内部無(wu)收縮或凸出(chu)部分的壓力(lì)損失，另外，流(liú)量元件檢測(cè)出的zui初信号(hao)，是一個與流(liú)體平均流速(su)成線性變化(huà)的電🏒壓，它與(yu)流體的其他(tā)性質無關，具(jù)有很大的*性(xing)。
根據污水具(jù)有流量變化(huà)大、含雜質、腐(fu)蝕性小、有一(yī)定的導電能(néng)力等特性，測(cè)量污水的流(liu)量，電磁流量(liang)計是一個♊很(hěn)好的選擇。它(ta)☎️結構緊湊、體(tǐ)積小，安裝、操(cao)作、維護方便(biàn)，如測量系統(tǒng)采用智能化(hua)設計，整體密(mi)封加強，能在(zai)較惡劣的環(huán)境下🔴正常工(gong)作。可選用氯(lǜ)丁橡膠襯裏(lǐ)，含钼不鏽鋼(gang)電極的電磁(cí)流量計，即可(ke)滿足污水流(liú)量🙇🏻測量的要(yào)求。
某冶煉廠(chang)在生産中，由(you)于生産工藝(yì)的需要，會産(chǎn)生❓大量的工(gōng)業污水，污水(shui)處理分廠必(bi)須對污水的(de)流量進行監(jiān)控。在以往的(de)設計中，流量(liang)儀表不少都(dōu)選用旋渦流(liú)量計和孔闆(pan)♉流量計。而實(shí)際應用中發(fā)現測量的流(liú)👌量顯示值與(yǔ)實際流量偏(pian)差較大，而改(gai)用😘電磁流量(liang)計偏差大大(dà)減小。
2、渦街流(liú)量計選型設(she)計
渦街流量(liang)計作爲一種(zhǒng)新型流量計(jì)，80年代中期以(yi)來發展較♊快(kuai)，它在流量測(cè)量方面有着(zhe)諸多的優點(dian)和長處💯，在現(xian)代流量測量(liang)中應用越來(lai)越廣泛。在國(guó)内使用渦街(jiē)流量♉計進行(hang)流量測量也(yě)愈💔來愈得到(dào)重視，目前我(wo)國已有性能(néng)優良并有自(zi)主知識産權(quán)的💋産品系列(liè)。渦街流量計(jì)是基于流體(ti)振動發展起(qǐ)來🙇🏻的，根據旋(xuán)渦的不同，檢(jiǎn)測方式從熱(rè)絲式、熱敏🙇♀️式(shì)逐漸發展了(le)應力式、磁敏(min)式及差動開(kai)關電容式、超(chāo)聲波式等。渦(wō)街流量計幾(jǐ)乎可用于一(yi)切可形成旋(xuán)渦💞列的場合(he)，不僅可用于(yú)封閉的管道(dao)，還可用于開(kai)放的溝槽。與(yu)渦輪流量計(jì)相比，渦街流(liú)量計沒有可(kě)動💞的機械部(bu)件，維護工作(zuò)量小，儀表常(cháng)數穩定；與孔(kǒng)闆⛷️式流量計(jì)相比，渦街流(liu)量🌈計測量😄範(fàn)圍大，壓力損(sun)失💁小，準确度(dù)💃高，安裝與維(wéi)護簡單。但渦(wo)街流量計的(de)環境相關參(cān)數較多，容易(yi)在使用現場(chǎng)😍被忽略而影(yǐng)響流量計性(xìng)能的正确發(fā)揮。
渦街流量(liang)計的原理是(shì)在流量計管(guǎn)道中，設置一(yi)滞流件，當流(liú)體流經滞流(liu)件時，由于滞(zhi)流件表面的(de)滞流作用等(děng)原因⛱️，在其下(xia)遊會産生兩(liǎng)列不對稱的(de)旋渦，這些旋(xuán)渦在滞流件(jiàn)的側後方分(fèn)開，形成所謂(wei)的卡門（Karman）旋渦(wo)列，兩列旋渦(wo)的旋轉⛹🏻♀️方向(xiang)是相反的，卡(ka)門從理論上(shang)證明了當h/L=0.281（h爲(wèi)兩旋渦列之(zhi)間的寬度，L爲(wèi)兩個相鄰旋(xuan)渦間的距離(lí)）時，旋渦列是(shì)穩定的雷諾(nuò)數Re是表征粘(zhan)性流體流動(dòng)特性的一個(ge)無量綱數，其(qi)物理意義是(shì)流體流動的(de)慣性力與粘(zhān)滞力的比值(zhi)。因此，流體的(de)♻️流動狀态對(dui)渦街流量計(jì)的使用也有(yǒu)一👄定的影響(xiang)。如果環境參(cān)數對流體流(liú)動狀态有影(yǐng)響♻️也會影響(xiǎng)到渦街流量(liang)計💁的使用性(xìng)能。
經過實踐(jiàn)，如下幾個方(fang)面對渦街流(liu)量計的使用(yong)都有🥰影響，應(ying)對這些問題(tí)進行分析。
（1）渦(wō)街流量計的(de)測量範圍較(jiào)大，一般10：1，但測(cè)量下限受許(xu)多🍉因素👨❤️👨限制(zhi)：Re＞10000是渦街流量(liang)計工作的zui基(jī)本條件，除此(cǐ)以外，它還受(shòu)旋渦能量的(de)限制，介質流(liu)速較低，則旋(xuán)渦的強度、旋(xuan)轉速度也低(dī)，難以引起傳(chuan)感元件産生(shēng)響應信号，旋(xuán)渦頻率f也小(xiao)，還會使信号(hào)處理發生困(kun)難。測量上限(xian)則受傳感⭐器(qì)的頻率響應(yīng)（如磁敏式一(yī)般不超過400Hz）和(hé)🔴電路的頻率(lü)限制，因此設(she)計時一定👄要(yào)對流速範圍(wéi)進行計算、核(he)算，根據流體(ti)的流速進行(hang)選擇。使用現(xian)場環境條件(jiàn)複雜，選型❌時(shi)除注意環境(jìng)溫度、濕㊙️度、氣(qì)氛等條🔅件外(wai)，還💚要考慮電(diàn)磁幹擾。在強(qiang)幹擾如高壓(ya)輸電電站、大(dà)型整流所等(deng)場合，磁敏式(shi)、壓電應力式(shi)等儀表不能(néng)正常工作或(huo)不能準确🍉測(ce)量。
（2）振動也是(shì)該類儀表的(de)一大勁敵。因(yin)此在使用時(shi)注意避🌈免機(jī)械🐉振動，尤其(qí)是管道的橫(héng)向振動（垂直(zhi)于管道軸線(xian)又垂直旋渦(wo)發生體軸線(xian)的振動），這種(zhong)影響在流🔴量(liang)計結💚構設計(ji)上是無法抑(yì)制和消除的(de)。由于渦街信(xin)🧡号對流場影(yǐng)響同樣敏感(gǎn)，故直管段長(zhǎng)度👅不能保證(zhèng)穩❌定渦街所(suǒ)必要的流動(dòng)條件時，是不(bú)宜選用的。即(jí)使是抗振性(xing)較強的電容(róng)式、超聲波式(shì)，保證流體爲(wei)充分發展的(de)單向流，也是(shi)不可忽略的(de)。
（3）介質溫度對(dui)渦街流量計(jì)的使用性能(néng)也有很大的(de)影響㊙️。如壓力(lì)應力式渦街(jie)流量計不能(néng)長期使用在(zai)300℃狀态下，因其(qi)絕🏒緣阻抗會(huì)🐆由常溫下的(de)10MΩ～100MΩ急降至1MΩ～10KΩ，輸出(chu)信号也變小(xiǎo)，導緻測量特(te)性惡化，對此(cǐ)宜選用磁敏(min)👉式或電容式(shi)結構。在測量(liang)系統中，傳感(gan)器與轉換器(qi)宜采用分離(li)安裝方式，以(yǐ)免長期高溫(wen)影響儀表可(kě)靠性和使用(yòng)壽命。
渦街流(liu)量計是一種(zhǒng)比較新型的(de)流量計，處于(yu)發展階段，還(hái)不很成熟，如(rú)果選擇不當(dang)，性能也不能(néng)很好發揮。隻(zhī)有👈經過合理(lǐ)選型☁️、正确安(an)裝後，還需要(yào)在使🈲用過程(cheng)中認真定期(qī)維護，不斷積(ji)累經驗，提高(gao)對系統故障(zhàng)的預見性以(yǐ)及判斷、處理(lǐ)問題的能力(lì)，從而達到令(lìng)人滿意的效(xiào)果。
3、節流式流(liu)量計選型設(she)計
節流式流(liu)量計是早期(qi)大量使用的(de)一種測量流(liú)量的🈲計🔆量裝(zhuāng)置，其曆史zui長(zhǎng)，用量zui多。現在(zài)常見的爲圓(yuan)孔闆型和錐(zhui)形入口闆型(xíng)，其工作原理(li)是在流體管(guǎn)道中加入一(yī)孔闆節流件(jiàn)，通過導壓管(guan)引入壓差變(bian)送器測出節(jiē)流件上、下🌏遊(you)的壓差，根據(jù)所測的壓差(chà)經過計算即(ji)得出流量的(de)瞬時值。由于(yu)導壓管内水(shui)的🙇♀️不流動性(xìng)，在較寒冷地(di)區，冬天室外(wài)安裝的孔闆(pǎn)取壓管容易(yì)凍裂（凍住），使(shi)差壓儀器無(wú)法正常工作(zuo)。測量💘較髒的(de)污水時，孔闆(pan)需經常清洗(xǐ)。如清洗不及(jí)時，測量精度(dù)降低，取壓管(guǎn)經常被🧑🏾🤝🧑🏼污物(wù)堵死，儀表無(wú)法使用。用孔(kǒng)闆的方式測(cè)流量時還有(you)壓力損失大(da)、維護量大等(deng)缺點。因此改(gai)變取壓方式(shi)，例如用徑距(jù)取🔴壓法，就可(kě)以減少孔闆(pǎn)污物的影響(xiǎng)。
4、結語
以上幾(ji)種污水流量(liang)測量流量計(jì)中，電磁流量(liàng)計性能較好(hǎo)，節🚶流🔞流量計(ji)應用範圍廣(guǎng)，而渦街流量(liàng)計比較新型(xing)，并💋正在不斷(duàn)發展。隻有了(le)解這幾種流(liú)量計各自的(de)☔性能，才能對(dui)流量計選型(xing)設計好，使污(wū)水流量的測(ce)量和控制達(dá)到度和可靠(kào)性要求。
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