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污水流量(liang)測量中流量計(jì)的特點探究
  • 發(fa)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(xuan)型🔞設計，結合水(shuǐ)處理工藝，從理(li)論和✉️實踐兩方(fang)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(bǐ)制造艱難的粘(zhān)性摩擦作用，還(hai)會産生不穩定(dìng)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(yuán)形、矩形）、邊界條(tiáo)件、介質的物性(xìng)（溫度、壓力、密度(dù)、粘度、髒污性、腐(fu)✔️蝕性等）、流體的(de)流動狀态🔱（紊流(liu)狀态、速度分布(bù)等）以及安裝條(tiáo)件與水平的影(ying)響。面對國内外(wài)十幾類、上百個(gè)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(chāo)聲波式和熱式(shì)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(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(chú)了儀表自身質(zhì)量要得到保證(zhèng)，工藝⭐數據的提(tí)供和儀表的安(an)📞裝、使用、維護是(shì)否合理也相當(dāng)重要😘。本文介紹(shào)電磁式、渦街式(shi)、節流式等幾種(zhǒng)流量計的選型(xing)設計。
      　　
      　　1、電磁流量(liàng)計選型設計
      　　
      　　電(dian)磁流量計自20世(shi)紀50年代末國内(nei)工業應用以來(lai)，七八十❌年代在(zai)流量測量中運(yùn)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(bèi)測介⚽質垂直于(yu)磁力線方向😄流(liu)動，因而在與介(jie)質流動和磁力(lì)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(su)）成正比，電磁流(liu)量計不受溫㊙️度(du)、壓力、粘度、重度(dù)等外界因素🏃🏻‍♂️的(de)影♌響，測量管内(nei)部無收縮或凸(tu)出部分的壓力(li)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(liú)速成線性變化(huà)的電壓，它與流(liu)體的其他性⛷️質(zhì)無關，具有很大(dà)的*性。
      　　
      　　根據污水(shuǐ)具有流量變化(huà)大、含雜質、腐蝕(shi)性小、有一定的(de)導🙇‍♀️電✍️能力等特(te)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(an)裝、操作、維護方(fang)便，如‼️測量系統(tong)采用👣智能化設(shè)計，整體密封加(jiā)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(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(yao)，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(liú)量儀表不少都(dōu)選用旋渦流量(liang)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(yu)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(she)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(jiao)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(guó)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(liu)體振✨動發展起(qǐ)來的，根據旋渦(wō)的不同，檢測方(fang)式從熱絲式、熱(rè)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(bo)🌈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(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(jì)相比，渦街流量(liang)計沒有可動的(de)機械部件，維護(hù)工作量小，儀表(biǎo)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(què)度高，安裝與維(wei)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(yǐng)響🤩流量計性能(neng)的正确發揮。
      　　
      　　渦(wo)街流量計的原(yuan)理是在流量計(ji)管道中，設置一(yi)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(zhì)流件的側後方(fang)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(lun)上證明了當h/L=0.281（h爲(wei)兩旋渦列之間(jian)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(xìng)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(zhì)力✍️的比值。因此(cǐ)，流體的流動狀(zhuàng)态對渦街流量(liang)計的使用也有(you)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(ying)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(liú)量計的測量範(fàn)圍較大，一般10：1，但(dan)測量下限受許(xu)🈲多因素🔞限☎️制：Re＞10000是(shi)渦街流量計工(gong)作的zui基本條件(jiàn)，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(dù)也低，難☁️以引起(qǐ)傳感元件産生(sheng)響應信号，旋渦(wō)頻率f也小，還會(hui)使信号處理發(fā)生困難。測量上(shàng)限則受傳感☀️器(qì)的頻率響應（如(ru)磁敏式一般不(bu)超過400Hz）和電路的(de)頻率限制，因此(cǐ)設計時一定要(yào)對流速範圍進(jìn)行計算、核算，根(gen)據流體的流速(su)進👅行選擇。使用(yòng)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(tiáo)件外，還💛要考慮(lǜ)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(lì)式等儀表不能(néng)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(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(gou)設計上是無法(fǎ)抑制和消除的(de)。由于渦街信号(hao)對流場影響同(tong)樣🐉敏感，故直管(guǎn)段長度不能保(bao)證穩定渦街所(suǒ)必要的流動條(tiao)件時，是不宜選(xuǎn)用的。即使🔱是抗(kang)振性較強的💋電(diàn)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(hu)略的。
      　　
      　　（3）介質溫度(dù)對渦街流量計(jì)的使用性能也(yě)有很大的影響(xiǎng)。如壓力應力式(shì)渦街流量計不(bu)能長期使用在(zai)300℃狀态下，因⭐其絕(jue)緣阻抗會由常(cháng)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(yí)選用磁敏式或(huo)電容式結構。在(zài)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(zhǎng)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(bi)較新型的流量(liàng)計，處于發展階(jiē)❤️段，還不很成熟(shú)，如果選擇不當(dāng)，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(jing)驗，提高對系統(tong)故障的預見性(xìng)以及判斷、處理(li)問題的能力，從(cong)而達到令人滿(man)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(zhong)測量流量⭐的🙇‍♀️計(ji)📱量裝置，其曆史(shi)zui長，用量zui多。現在(zài)常見的爲圓孔(kǒng)闆型🌈和錐形入(ru)口闆⛹🏻‍♀️型，其🌐工作(zuo)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(ru)壓差變送器測(cè)出節流件上、下(xia)遊的壓差，根據(jù)所測的壓差經(jing)過計算即得出(chu)流量的瞬時值(zhi)。由于導壓管内(nei)水的🍓不流動性(xing)，在較寒冷地區(qu)，冬天室外安裝(zhuang)的孔闆取壓管(guan)容易凍裂（凍住(zhù)），使差壓儀器無(wu)法正常工作。測(ce)量較髒的污水(shui)時，孔🐉闆需經常(cháng)清洗。如清⁉️洗不(bu)及時，測量精度(dù)降低，取壓管經(jing)常被污物堵死(si)，儀表無法使用(yòng)。用孔闆的方式(shi)測流量時還有(yǒu)壓力損失大、維(wei)🌈護量大等缺點(diǎn)。因此改變取壓(yā)方式，例如用徑(jing)距取壓法，就可(kě)以減少孔闆污(wu)💛物的影🧑🏾‍🤝‍🧑🏼響。
      　　
      　　4、結語(yǔ)
      　　
      　　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(jie)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(duàn)發展🔴。隻有了解(jie)這幾種流量計(ji)各自的性能，才(cái)能對流量計選(xuǎn)型設計好，使污(wu)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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