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污水流量(liang)測量中流量計(jì)的特點探究
發(fā)布日期：2025-12-14 浏覽次(cì)數：3244
工控摘要：
環(huan)保産業對污水(shuǐ)流量的測量和(he)控制的度、可靠(kào)性🏃🏻♂️要求已越來(lai)越高，文章介紹(shao)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(shuǐ)處理工藝，從理(li)論和實踐兩方(fāng)面闡述各自的(de)特點。
國外一位(wèi)流量專家F.C.Kinghoro曾說(shuo)過，流量計是少(shao)數幾種使用比(bi)制♉造艱難的粘(zhan)性摩擦作用，還(hái)會産生不穩定(ding)的旋渦和二次(ci)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(yuán)形、矩形）、邊界條(tiáo)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(bu)等）以及安裝條(tiáo)件與水平的影(ying)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(qi)來的容積式、差(chà)壓式、渦輪式、面(mian)積式、電磁式、超(chāo)聲波式和熱式(shì)流量計等類型(xíng)），如何根據流量(liàng)、流态🔴、安裝要求(qiú)與環境條‼️件、經(jīng)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(chu)了儀表自身質(zhi)量要得到保證(zhèng)，工藝數據👌的提(ti)供和儀表的安(ān)裝、使用☁️、維護是(shi)否合理也⛷️相當(dang)重要。本文介紹(shào)電磁式、渦街式(shì)、節流式等幾種(zhǒng)流量計的選型(xíng)設計。
1、電磁流量(liàng)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(zài)流量測量中運(yun)用和發展很快(kuai)。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(bei)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(gan)應電動🔴勢EX感應(yīng)電動勢EX與被測(ce)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(du)等外界因素🌈的(de)影響，測量管🏃🏻内(nei)部無收縮或凸(tū)出部分的壓力(lì)損失，另外，流量(liàng)元件檢測出的(de)zui初信号，是一個(gè)與流體平均流(liu)速成線性變化(huà)的電壓，它與流(liú)體的其他性質(zhì)無關，具有很大(da)的*性♊。
根據污水(shuǐ)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(gou)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(jiā)強，能在較惡劣(liè)的環境下正常(cháng)工作。可選用氯(lü)丁橡膠襯裏，含(han)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(yao)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(shuǐ)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(dōu)選用旋渦流量(liang)計和孔闆流量(liang)計。而實際應用(yòng)中發現測量的(de)流量顯示值與(yu)實際流量偏差(cha)較大，而改用電(diàn)磁流量計偏差(chà)大大減小。
2、渦街(jiē)流量計選型設(shè)計
渦街流量計(jì)作爲一種新型(xing)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(zhu)多的優點和長(zhang)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(qián)我❄️國已有性能(neng)優良并有自主(zhǔ)知識産權的産(chǎn)品系列。渦街流(liú)量計是🥵基于流(liu)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(yú)一切💚可形成旋(xuan)渦列的場合😘，不(bú)僅可用于封閉(bi)的🈚管道，還可用(yong)于開放的溝槽(cao)。與渦輪流量計(ji)相比，渦街流量(liàng)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(xiang)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(wéi)護簡單。但渦街(jie)流🈲量計的環境(jing)相關參數較多(duo)，容易在使用現(xian)場被忽略而影(ying)響🍓流量計性能(néng)的正确㊙️發揮。
渦(wō)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(ti)✔️流經滞流件時(shi)，由于滞流件表(biǎo)面的滞流作用(yong)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(fāng)分開，形成所謂(wei)的卡門（Karman）旋渦列(lie)，兩列旋渦的旋(xuán)轉方向是相💋反(fǎn)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(lie)是穩定的雷諾(nuò)數Re是表征粘性(xìng)流體流動特性(xìng)的一個無量綱(gang)數，其物理意義(yì)是流體流動的(de)慣性力與粘滞(zhì)力的比值。因此(cǐ)，流體的流動狀(zhuang)态對㊙️渦街流♉量(liang)計的使用也有(yǒu)一定的影響。如(ru)果環境參數對(dui)流體流動狀态(tài)有影響💚也會影(yǐng)響到渦街流量(liàng)計的使用性能(néng)。
經過實踐，如下(xia)幾個方面對渦(wo)街流量計的使(shi)用都有影🔴響，應(ying)對這些問題進(jin)行分析。
（1）渦街流(liú)量計的測量範(fan)圍較大，一般10：1，但(dan)測量下限受許(xu)🐆多因素限❤️制：Re＞10000是(shì)渦街流量計工(gong)作的zui基本條件(jian)，除此以外，它還(hái)受旋渦能量的(de)限制，介質流速(sù)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(wō)頻率f也小，還會(huì)使信号❌處理發(fa)生困難。測量上(shang)限則受傳感器(qi)的頻率響⭕應（如(rú)磁敏式一般不(bú)超過400Hz）和電路的(de)頻率限制，因此(ci)設計時㊙️一定🔅要(yao)對流速❗範圍進(jin)行計算、核算，根(gen)據流體的流速(su)進行選擇。使用(yong)現場環境條件(jian)複雜，選型時除(chú)注意環境溫度(dù)、濕度、氣氛等條(tiao)⭐件外，還㊙️要考慮(lü)電磁幹擾。在強(qiáng)幹擾如高壓輸(shu)電電站☎️、大型整(zheng)流所等場合，磁(ci)敏✍️式、壓電應力(li)式等儀表不✌️能(neng)正常工作或不(bú)能準确測量。
（2）振(zhen)動也是該類儀(yi)表的一大勁敵(di)。因此在使用時(shí)注意避免機械(xiè)振動，尤其是管(guan)道的橫向振動(dong)（垂直于管道🏒軸(zhóu)線又垂直旋渦(wō)發生體軸線的(de)振動），這種影響(xiang)在流量計結構(gòu)設計上是無法(fa)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(bao)證穩定渦街所(suo)必要的流動條(tiáo)☔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(xiang)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(xiǎng)。如壓力應力式(shi)渦街流量計不(bú)能長期使用在(zài)300℃狀态下，因♌其絕(jué)緣阻抗會由常(chang)溫下的10MΩ～100MΩ急降至(zhì)1MΩ～10KΩ，輸出信号也變(biàn)小，導緻測量🛀特(tè)性惡化，對此宜(yi)選用磁敏式或(huò)電容式結構。在(zài)測量系統🔞中，傳(chuán)感器與轉換器(qi)宜采用分離安(ān)裝方式，以免長(zhǎng)期高溫影響儀(yi)表可💁靠性和使(shi)用壽命。
渦街流(liú)量計是一種比(bǐ)較新型的流量(liàng)計，處于發展階(jiē)段，還㊙️不很成熟(shu)，如果選擇不當(dang)，性能也不能很(hen)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(cheng)中認真🌈定期維(wéi)護，不斷積累經(jīng)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(cong)而🏃🏻♂️達到令人滿(mǎn)意的效果。
3、節流(liu)式流量計選型(xing)設計
節流式流(liu)量計是早期大(dà)量使用的一種(zhǒng)測量流量的計(jì)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(ru)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(tōng)過導壓管引入(ru)壓差變送💋器測(ce)出節流件上、下(xia)遊的壓差🌈，根據(ju)所測的壓差經(jing)⛱️過計算即得出(chū)流量的瞬時值(zhi)。由于導壓管内(nèi)水的不流動性(xing)，在較寒冷地區(qū)，冬天室外安裝(zhuāng)的孔闆取㊙️壓管(guǎn)容易凍裂（凍住(zhù)），使差壓儀器無(wú)法正常工作。測(cè)量較髒的污水(shuǐ)時，孔♋闆需經常(chang)清洗。如清洗不(bu)及時，測量精度(du)降低，取壓管經(jing)常被污物堵死(sǐ)，儀表無法使用(yong)。用孔闆的方式(shi)測流量時還有(you)壓力🧑🏾🤝🧑🏼損失大、維(wei)💃護量大等缺🚶♀️點(dian)。因此改變取壓(yā)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(yǔ)
以上幾種污水(shuǐ)流量測量流量(liang)計中，電磁流量(liàng)計性能較好，節(jiē)流流量計應用(yòng)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(cái)💃🏻能對流量計選(xuan)型設計好，使污(wū)水流量的測量(liàng)和控制達到度(dù)和可靠性要求(qiu)。
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