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污水流量(liàng)測量中流量計(ji)的特點探究
  • 發(fa)布日期：2025-12-07      浏覽次(ci)數：3244
      • 　　工控摘要： 環(huan)保産業對污水(shui)流量的測量和(hé)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(jiē)式、節流式等幾(jǐ)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(wei)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(hai)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(kou)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(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(bu)等）以㊙️及安裝條(tiao)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(yi)表（先後發展起(qi)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(shi)流量📧計等類型(xíng)），如何根據流量(liang)、流态、安裝要求(qiu)與環境條🌈件、經(jing)濟性等因素合(he)理選型，是應用(yong)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(zheng)，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(dāng)重要㊙️。本文介紹(shao)電磁式、渦街式(shi)、節✊流式等幾種(zhǒng)流量計的選型(xíng)🌈設計。
      　　
      　　1、電磁流量(liang)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(lái)，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(liú)動，因而在與介(jiè)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(ying)電動🌈勢EX與被測(ce)介質流量（流速(su)）成正比，電磁流(liú)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(tu)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(ge)與流體平均流(liu)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(hua)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(liàng)計是一個很好(hǎo)的選擇。它🌈結構(gòu)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(shè)計，整體密封加(jia)強，能在較惡劣(liè)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(jí)的電磁🔅流量計(jì)，即可滿足污水(shuǐ)流量💯測量的要(yào)求。
      　　
      　　某冶煉廠在(zai)生産中，由于生(sheng)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(xu)對污水的流量(liàng)進行監控。在以(yǐ)往的設🌍計中，流(liú)量儀表不少都(dou)選用旋渦流量(liàng)計和孔闆流量(liàng)計🎯。而實際應用(yong)中發現測量的(de)流量顯示值與(yu)實際流量偏差(chà)較大，而改用電(dian)磁流量計偏差(chà)大大減👌小。
      　　
      　　2、渦街(jiē)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(jiào)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(liàng)測量中應用越(yue)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(chǎn)品系列。渦街流(liú)量計是基于流(liu)體振⭕動發展起(qǐ)來的，根據旋渦(wo)的不同，檢測方(fāng)式從熱絲式、熱(rè)敏式逐漸發展(zhan)了應力式🛀🏻、磁敏(min)式🏒及差動開關(guan)電容式、超聲波(bō)式等。渦街流量(liang)計㊙️幾乎可用于(yu)一切可形成旋(xuan)渦列的場合⭐，不(bú)僅可用于封閉(bì)的㊙️管道，還可用(yòng)于👄開放的溝槽(cáo)。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(jì)測量🈚範圍大，壓(yā)力損失小，準确(què)度😄高，安裝與維(wéi)護簡單。但渦街(jiē)流量計的環境(jìng)相關參數較多(duō)，容🏃‍♂️易在使用現(xiàn)場被忽略而影(ying)響❓流量計性能(neng)的正确發揮。
      　　
      　　渦(wō)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(tǐ)✌️流經滞流件時(shi)，由于滞流件表(biao)面的滞流作用(yong)等㊙️原因，在其下(xià)遊會産生兩列(liè)不對稱的旋渦(wō)，這些旋渦在滞(zhì)流件的側後方(fang)分開🌈，形成所謂(wèi)的☂️卡門（Karman）旋渦列(liè)，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(jian)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(nuo)數Re是表征粘性(xìng)流體流動特性(xing)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(zhi)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(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(yǐng)響到渦街流量(liàng)計的使用性能(néng)。
      　　
      　　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(fan)圍較大，一般10：1，但(dàn)測量下限受許(xu)🌈多因素限制：Re＞10000是(shì)渦街流量計工(gōng)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(sù)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(shang)限則受傳感器(qì)的頻率響應（如(rú)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(yao)對流速範圍進(jin)行計算、核算，根(gēn)據流體的流速(sù)進行選擇。使用(yòng)現場環境條件(jian)複雜，選型✨時除(chu)注意環境溫度(du)、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(cí)敏式、壓電應力(li)式等儀表不能(néng)正常工作或不(bu)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(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(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(guǎn)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(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(du)對渦街流量計(ji)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(bu)能長期使用在(zài)300℃狀态下，因其絕(jué)緣阻抗會由常(cháng)溫下的10MΩ～100MΩ急降至(zhì)1MΩ～10KΩ，輸出信号也變(bian)小，導緻測量特(tè)性惡化，對此🙇‍♀️宜(yí)選用磁敏式或(huò)電容式結構。在(zai)🌍測量系統中，傳(chuan)感器與轉換器(qi)宜采用分離安(an)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(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(zheng)确安裝後，還需(xū)要在使用過程(cheng)中認真定期維(wei)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(cóng)而🍓達到令人滿(man)意的效果。
      　　
      　　3、節流(liú)式流量計選型(xíng)設計
      　　
      　　節流式流(liu)量計是早期大(da)量使用的一種(zhǒng)測量流量的計(ji)量裝置，其曆史(shi)zui長，用量zui多。現在(zai)常見的爲圓孔(kǒng)闆型和錐💰形入(rù)口闆型，其工作(zuò)原理是在流體(tǐ)管道中加入⭐一(yī)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(xià)遊的壓差，根據(jù)所測🌈的壓差經(jīng)過計算即得出(chu)流量的瞬時值(zhi)。由于導壓管内(nèi)水的🔆不流動性(xìng)，在較✍️寒冷地區(qū)，冬天室外安裝(zhuang)的孔闆取🈲壓管(guǎn)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(chang)清洗。如清✉️洗不(bu)及時，測量精度(dù)降低，取壓管經(jīng)常被污物堵死(sǐ)，儀表無法🈲使用(yong)。用孔闆的方式(shì)測流量時還有(yǒu)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(jing)距取壓法🤟，就可(ke)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(liang)計中，電磁流量(liang)計性能較好，節(jiē)流📱流量計應用(yong)範圍廣，而渦街(jie)流量計比較新(xin)型，并正在不斷(duan)🐪發展💚。隻有了解(jiě)這幾種流量計(ji)各自的性能，才(cai)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(qiu)。

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