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污(wu)水流量測量(liang)中流量計的(de)特點探究
發(fa)布日期：2025-12-01 浏覽(lǎn)次數：3244
工控摘(zhāi)要：
環保産業(yè)對污水流量(liang)的測量和控(kong)制的度、可靠(kào)性要求🏒已越(yuè)來越高，文章(zhang)介紹了電磁(ci)式、渦街式、節(jiē)流🔆式等幾種(zhǒng)流量🌍計的選(xuan)型設計，結合(he)水處理工藝(yi)，從理論和實(shi)踐兩方面闡(chǎn)述各自的特(te)點。
國外一位(wei)流量專家F.C.Kinghoro曾(ceng)說過，流量計(ji)是少數幾種(zhǒng)使用比制造(zào)艱難的粘性(xing)摩擦作用，還(hái)會産生不穩(wěn)定的旋渦和(he)二次流等複(fu)雜流動現象(xiang)。測量儀表本(běn)身🙇🏻受到衆多(duo)因素，如：管道(dao)、口徑大小、形(xíng)狀（圓形、矩形(xing)）、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(tai)、速度分布等(deng)）以🔱及安裝條(tiáo)件😄與💛水平的(de)影響。面對國(guo)内外十幾類(lei)、上百個品種(zhong)🧑🏽🤝🧑🏻的流量儀表(biǎo)（先後發展起(qi)來的容積式(shì)、差壓式、渦輪(lún)式、面積式、電(diàn)磁式、超聲波(bō)式和🙇♀️熱式流(liú)量計等類型(xing)），如何根據流(liú)量、流态、安裝(zhuang)要求與環境(jing)條件、經濟性(xìng)等因素合理(li)選型，是應用(yong)好流量儀表(biǎo)的前提和基(ji)礎🐪。除了儀表(biǎo)自身質量要(yao)得到保證，工(gōng)藝數據的提(tí)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(shì)、節流✌️式等幾(jǐ)種流量計的(de)選型設計。
1、電(diàn)磁流量計選(xuǎn)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(shi)年代在流量(liàng)測量中運用(yong)和發展很快(kuài)。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(yú)磁力線方向(xiàng)流動，因而在(zai)與介質流動(dòng)和磁力線都(dou)垂㊙️直的方向(xiàng)上産生一感(gan)應電動👅勢EX感(gan)應電動勢EX與(yu)被測介質流(liú)量（流速）成正(zheng)比，電磁流量(liàng)計不受溫度(dù)、壓力、粘度、重(zhong)度等外界因(yin)素的影🈲響，測(cè)量管内部無(wú)收縮或凸出(chū)部分🙇🏻的壓力(li)損失，另❤️外，流(liu)量元件檢測(ce)出🥵的zui初信号(hào)，是一個與👣流(liu)體平均流速(su)成線性變化(huà)的電壓，它與(yǔ)流體的其他(tā)性🈲質無關，具(ju)有很大的*性(xing)。
根據污水具(ju)有流量變化(hua)大、含雜質、腐(fǔ)蝕性小、有一(yī)定的導電能(neng)力等特性，測(ce)量污水的流(liu)量，電磁流量(liàng)計是🔆一個很(hen)好的選擇。它(ta)結構緊湊、體(ti)積小，安裝、操(cāo)作、維護方便(bian)，如測量系㊙️統(tong)采用智能化(hua)設計，整體密(mi)封加強，能在(zai)較惡劣的環(huan)境下正常工(gōng)作💚。可選用氯(lǜ)㊙️丁橡膠襯裏(lǐ)，含钼不鏽鋼(gang)電極的電磁(ci)流量計，即可(kě)🔆滿足污水流(liu)量測量的要(yào)求。
某冶煉廠(chang)在生産中，由(you)于生産工藝(yi)的需要，會産(chǎn)生大量的🏃🏻♂️工(gōng)業⁉️污水，污水(shui)處理分廠必(bì)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(dou)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(yu)實際流量偏(piān)差較大，而改(gǎi)用💋電磁流量(liàng)計偏差大大(dà)減☀️小。
2、渦街流(liú)量計選型設(she)計
渦街流量(liàng)計作爲一種(zhǒng)新型流量計(jì)，80年代中期以(yǐ)來發展較快(kuai)，它在流量測(ce)量方面有着(zhe)諸多的優點(diǎn)和長處，在現(xiàn)代流量測量(liang)中應用越來(lái)越廣泛。在國(guo)内使用渦街(jie)流量計進行(háng)流量測📞量也(ye)愈來愈得到(dao)重視，目前我(wo)國已有性能(néng)優良并有自(zì)主知識産權(quan)的産品系列(liè)。渦街流量計(ji)是基于流體(ti)振😘動發展起(qǐ)來✊的，根據旋(xuan)渦的🔞不同，檢(jian)測方式從熱(re)絲式、熱敏式(shì)逐漸發展了(le)應力式、磁敏(mǐn)式及差動開(kai)關電容式、超(chao)聲波式等。渦(wo)街流量計幾(ji)乎可用于一(yi)切可形成旋(xuán)渦🐕列的場合(hé)，不僅可用于(yú)封閉的管道(dào)，還可用于開(kāi)放👌的溝槽。與(yu)渦輪流量計(jì)相比，渦街流(liu)量計沒有可(kě)動的機械部(bu)件，維護工作(zuo)量小，儀表常(chang)數穩定；與孔(kong)闆🎯式流量計(ji)相比，渦街流(liú)量計測量範(fàn)圍大，壓力損(sǔn)失小，準确度(du)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(chang)♍被忽略而影(yǐng)響🔴流量計性(xing)能的正确發(fa)揮。
渦街流量(liàng)計的原理是(shì)在流量計管(guan)道中，設置一(yī)滞流件，當流(liu)體🌈流經滞流(liu)件時，由于滞(zhì)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(xuan)渦在🐇滞流件(jiàn)的側後方分(fèn)開，形成所謂(wei)的卡門（Karman）旋渦(wō)列，兩列旋渦(wō)的旋轉方向(xiàng)是相反的，卡(ka)門✨從理論上(shàng)證明了當h/L=0.281（h爲(wèi)兩🌐旋渦列之(zhī)間的寬度，L爲(wèi)兩個相鄰旋(xuan)渦間的距離(li)）時，旋渦列是(shi)穩定的雷諾(nuò)數Re是表征粘(zhān)性流體🎯流動(dong)特性的一個(ge)無量綱數，其(qí)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(duì)渦街流量計(jì)的使用也有(you)一🐇定的影響(xiǎng)。如果環境參(can)數對流體流(liu)動狀🐇态有影(ying)響也會影響(xiang)到⛷️渦街流量(liàng)計的使用性(xìng)能。
經過實踐(jiàn)，如下幾個方(fang)面對渦街流(liú)量計的使用(yong)都有影響㊙️，應(ying)對這些問題(ti)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(ce)量下限受許(xǔ)🈲多因素限制(zhì)：Re＞10000是渦街流量(liang)計工作的zui基(jī)本條件，除此(ci)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(chuán)感元件産生(sheng)響應信号，旋(xuan)渦頻率f也小(xiao)，還會使信号(hào)處理發生困(kun)難。測量上限(xiàn)則受傳感器(qì)的頻率響應(ying)（如磁敏式🤩一(yī)般不超過㊙️400Hz）和(he)㊙️電路的頻率(lǜ)限制，因此設(shè)計時😍一定要(yao)對流速範圍(wei)進行計算、核(hé)算，根據流體(tǐ)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(qi)氛等條件外(wai)，還要考慮電(diàn)磁幹擾。在強(qiáng)幹擾如高壓(ya)輸電電站、大(da)型整流所等(děng)場合，磁敏❓式(shì)、壓電應力式(shì)等儀表不能(néng)正常工作或(huò)不能準确測(cè)量。
（2）振動也是(shi)該類儀表的(de)一大勁敵。因(yin)此在使用時(shí)注意🌍避免機(ji)械🈲振動，尤其(qí)是管道的橫(héng)向振動（垂直(zhi)于管道🎯軸線(xiàn)⭐又垂直旋渦(wō)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(yi)制和消除的(de)。由于渦街信(xìn)号對流場影(ying)響同樣敏感(gan)，故直🐕管段長(zhang)度不能保證(zhèng)穩😍定渦街所(suǒ)必要的流動(dong)條件時，是不(bú)宜選用的。即(ji)使是抗振性(xìng)較強的電容(róng)式、超聲波式(shi)，保證流體爲(wèi)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(ji)的使用性能(neng)也有很大的(de)影👈響。如壓力(lì)應力式渦街(jie)流量計不能(neng)長期使用在(zài)⭕300℃狀态下，因👈其(qí)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(xiao)，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(gǎn)器與轉換器(qi)宜采用分離(li)安裝方式，以(yǐ)免長期高溫(wēn)影響儀表可(kě)🌈靠性和使用(yong)壽命。
渦街流(liu)量計是一種(zhong)比較新型的(de)流量計，處于(yú)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(zhi)有🔞經過合理(lǐ)選型☔、正确安(an)裝後，還需要(yào)在使㊙️用過程(chéng)中認真定期(qi)維🍉護，不斷積(jī)累經驗，提高(gāo)對系統故障(zhang)的🌈預見性以(yi)及判斷、處理(lǐ)問題的能力(lì)，從而🏃♀️達到令(ling)人滿意的效(xiào)果。
3、節流式流(liu)量計選型設(shè)計
節流式流(liu)量計是早期(qi)大量使用的(de)一種測量流(liu)量的計量🔴裝(zhuang)置，其曆史zui長(zhǎng)，用量zui多。現在(zai)常見的爲圓(yuán)孔闆型和錐(zhuī)形入口闆型(xing)，其💰工作原理(li)是在流體管(guan)道中加入一(yi)孔闆節流件(jian)，通過導壓管(guǎn)引入壓差變(biàn)送器測出節(jiē)流件上、下遊(you)的壓差，根據(ju)所測的壓差(chà)經過計算即(jí)得出流量的(de)瞬👈時值。由于(yú)導壓管内水(shui)的不流動性(xìng)，在較寒冷地(dì)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(pǎn)需經常清洗(xi)。如清洗不及(ji)時，測量精度(du)降低，取壓管(guan)經常被污物(wu)堵死，儀表無(wu)法使用。用孔(kǒng)闆的方式測(cè)流量時還有(yǒu)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(ju)取🛀🏻壓法，就可(kě)以減少孔闆(pan)污物的影👈響(xiǎng)。
4、結語
以上幾(ji)種污水流量(liàng)測量流量計(jì)中，電磁流量(liàng)計性能較好(hao)，節流💃🏻流量計(jì)應用範圍廣(guǎng)，而渦街流量(liang)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(wu)水流量的測(ce)量⛱️和控制達(da)到度和可👅靠(kao)性要求。
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