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污(wu)水流量測量(liang)中流量計的(de)特點探究
發(fā)布日期：2025-12-10 浏覽(lan)次數：3244
工控摘(zhāi)要：
環保産業(ye)對污水流量(liàng)的測量和控(kòng)制的度、可靠(kào)性要求已越(yue)來越高，文章(zhāng)介紹了電磁(cí)式、渦街式、節(jie)流🔱式等幾種(zhǒng)流量💛計的選(xuǎn)型💞設計，結合(hé)水處理工藝(yi)，從理論和實(shí)踐兩方面闡(chǎn)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(ji)是少數幾種(zhǒng)使用比制造(zao)艱難的粘性(xìng)摩擦作用，還(hái)會産生不穩(wěn)定的旋渦和(hé)🤞二次流等複(fu)雜流動現象(xiàng)。測量儀表本(ben)身受到衆多(duō)因素，如：管道(dào)、口徑大小、形(xíng)狀（圓形、矩形(xíng)）、邊🌂界條件、介(jiè)✂️質的物性（溫(wen)度、壓力、密度(dù)、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(tiao)件與水平的(de)影響。面對國(guo)内外十幾類(lei)、上百個品種(zhǒng)🔅的流量儀表(biǎo)（先後發展起(qǐ)♈來的容積式(shì)、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(xing)），如何根據流(liu)😘量、流态、安裝(zhuang)要求與環境(jìng)條件、經濟性(xìng)等因素♈合理(lǐ)選型，是應用(yong)好流👅量儀表(biǎo)的前提和基(jī)礎。除了儀表(biao)自身質量要(yao)得到保證，工(gōng)藝數據的提(ti)供和儀表的(de)安🈲裝、使🔞用、維(wéi)護是否合理(lǐ)也相當重要(yao)。本文介紹電(dian)磁式、渦街式(shi)、節流式等幾(ji)種流量計的(de)選型設計。
1、電(dian)磁流量計選(xuǎn)型設計
電磁(ci)流量計自20世(shì)紀50年代末國(guó)内工業應用(yòng)以來，七八🏃🏻十(shí)年💚代在流量(liang)測量中運用(yòng)和發展很快(kuai)。電磁流量計(jì)的工作原理(li)是基于法拉(lā)第電磁感應(yīng)定律，即被測(ce)介💃🏻質垂直于(yú)磁力線方向(xiang)流動，因而在(zai)與介質流動(dòng)和磁力線都(dōu)垂直的方向(xiàng)上産生一感(gan)應電動勢EX感(gǎn)應電動勢EX與(yu)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(zhong)度等外界因(yin)素的影響，測(ce)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(hao)，是一個與流(liú)體平均流速(su)成線🈚性變化(hua)的電壓，它與(yu)流體的其他(tā)性質無❓關，具(ju)有很大的*性(xìng)。
根據污水具(ju)有流量變化(huà)大、含雜質、腐(fu)蝕性小、有一(yi)定🈲的⭐導電能(néng)💃🏻力等特性，測(cè)量污水的流(liu)量，電磁流量(liàng)計是一個很(hěn)好的選擇。它(tā)結構緊湊、體(tǐ)積小，安裝、操(cao)作、維護❄️方便(bian)，如👌測量系統(tǒng)采用智能化(huà)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(li)，含钼不鏽鋼(gāng)電極的電磁(cí)流量計，即可(ke)✨滿足污水流(liu)♈量🈚測量的要(yào)求。
某冶煉廠(chang)在生産中，由(yóu)于生産工藝(yì)的需要，會産(chǎn)生大量的🏃🏻♂️工(gōng)👈業📞污水，污水(shuǐ)處理分廠必(bì)須對污水的(de)流量進行監(jian)😄控。在以往的(de)設計中，流量(liàng)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(liu)量顯示值與(yǔ)實際流量偏(piān)差較大，而改(gai)用電磁流量(liàng)計偏差大大(da)減💋小。
2、渦街流(liú)量計選型設(shè)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(xian)代流量測量(liàng)中應用越來(lái)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(wǒ)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(tǐ)振動發展起(qi)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(min)式及差動開(kāi)關電容式、超(chao)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(hé)，不僅可用于(yu)封閉的管道(dào)，還可用于💰開(kai)放🔞的溝槽。與(yu)渦輪流量計(jì)相比，渦街流(liu)量計沒有可(ke)動的機械部(bù)件，維護工作(zuò)量🔴小🧑🏽🤝🧑🏻，儀表常(chang)數穩定；與孔(kǒng)闆式流量計(ji)相比，渦街流(liú)量💞計測量範(fan)圍大，壓力損(sun)失小，準确度(du)✌️高，安裝與維(wei)護簡單。但渦(wō)街流量計的(de)環境相關參(can)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(fa)揮。
渦街流量(liang)計的原理是(shi)在流量計管(guan)道中，設置一(yī)滞流件，當流(liu)體流經滞流(liú)件時，由于滞(zhì)流件表面的(de)滞流作用等(deng)原因，在其下(xia)遊會産生兩(liang)列不對稱的(de)旋渦，這些旋(xuan)渦在滞流件(jian)的側後方分(fen)開，形成所謂(wei)的💃🏻卡門（Karman）旋渦(wō)列，兩列旋🌂渦(wo)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(wei)兩旋渦列之(zhi)間的寬度，L爲(wèi)兩😄個相鄰旋(xuan)渦間♈的距離(li)）時，旋渦列是(shì)穩定的雷諾(nuo)數Re是表征粘(zhān)性流體流動(dòng)特性的一個(gè)無量綱數，其(qi)物理意義是(shì)流體流動的(de)慣性力與粘(zhan)滞力的比值(zhí)。因此，流體的(de)流動狀态對(duì)渦街流量計(ji)的使用也有(you)一定的影響(xiang)。如果環境參(can)數對流體流(liú)動狀态有影(ying)響也會影響(xiǎng)到渦街流量(liàng)計的使用性(xing)能。
經過實踐(jian)，如下幾個方(fang)面對渦街流(liu)量計的使用(yong)都有影響，應(yīng)對這些問題(tí)進行分析。
（1）渦(wo)街流量計的(de)測量範圍較(jiao)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(cǐ)以外，它🈲還受(shòu)⭐旋渦能量的(de)限制，介質流(liú)速較低，則旋(xuan)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(xuan)渦頻率f也小(xiǎo)，還會使信号(hào)處理發生困(kùn)難。測量上♋限(xiàn)則受傳感器(qi)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(shè)計時♌一定要(yao)對流速範圍(wéi)進‼️行計算🛀🏻、核(he)算，根據流體(tǐ)的流速進♈行(hang)選擇。使用現(xian)場環境條件(jian)複雜，選型時(shi)除注意環境(jing)溫度、濕度、氣(qi)氛等條🔴件外(wài)，還❌要考慮電(diàn)磁幹擾。在強(qiang)幹擾如高壓(ya)輸電電站、大(da)型整流所等(děng)🔆場合，磁敏💋式(shi)、壓電應力式(shi)等儀表不能(neng)正常工作或(huò)不能準确測(cè)量。
（2）振動也是(shì)該類儀表的(de)一大勁敵。因(yīn)此在使用時(shi)注意🈲避免💋機(jī)械振動，尤其(qí)是管道的橫(heng)向振動（垂直(zhi)于管道軸線(xian)又垂直旋渦(wō)發生體軸線(xiàn)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(bu)宜選用的。即(jí)使是抗振性(xing)較強的🚶♀️電容(rong)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(duì)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(néng)長期使用在(zai)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(xiǎo)，導緻測量特(te)性惡化，對此(ci)宜選用磁敏(min)🙇♀️式或電容❓式(shì)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(yong)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(hai)不👅很⭐成熟，如(ru)果選擇不當(dang)，性能也不能(neng)很好發揮。隻(zhī)有經過合理(li)選型、正确安(an)裝後，還需要(yào)在使❤️用過程(chéng)😍中認真♊定期(qī)維🤟護，不斷積(ji)累經驗，提高(gao)對系統故障(zhang)的預見性以(yǐ)及判斷、處理(li)問題的能力(li)，從而達到令(lìng)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(liú)量的計量♻️裝(zhuāng)置，其曆史zui長(zhang)，用量zui多。現在(zài)常見的爲圓(yuan)孔闆型和錐(zhuī)形入口闆型(xing)，其工作原理(lǐ)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(yú)導壓管内水(shui)的不流動性(xing)，在較寒冷地(dì)區，冬天🐉室外(wài)安裝的孔闆(pǎn)取壓管容易(yi)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(xǐ)。如清🔅洗不及(ji)時，測量精度(dù)降低，取壓管(guan)經常被污物(wù)堵死，儀表無(wú)法🔞使用。用孔(kong)闆的方式測(ce)流🏃♀️量時還有(yǒu)壓力損失大(dà)、維👄護量大等(děng)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(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(hao)，節流流量計(ji)應用範圍廣(guǎng)，而渦街流量(liàng)計比較新型(xíng)，并正在不斷(duan)發展。隻有了(le)解這幾種流(liu)量計各自的(de)⛷️性能，才能對(duì)流量計選型(xing)設計好，使污(wū)水流量的測(cè)量和控制達(da)到度和可靠(kào)性要求。
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