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污(wū)水流量測量(liàng)中流量計的(de)特點探究
發(fā)布日期：2025-12-15 浏覽(lan)次數：3244
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工控摘(zhai)要：
環保産業(yè)對污水流量(liàng)的測量和控(kòng)制的度、可靠(kào)性要💛求🤟已越(yuè)👣來越高，文章(zhāng)介紹了電磁(ci)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(yì)，從理論和實(shi)踐兩方面闡(chǎn)🔴述各自🔅的特(tè)點。
國外一位(wèi)流量專家F.C.Kinghoro曾(céng)說過，流量計(jì)是少數幾種(zhǒng)使用🧑🏽🤝🧑🏻比制造(zao)艱難的粘性(xìng)摩擦作用，還(hai)會産生不穩(wěn)定的旋渦和(hé)二次流等複(fú)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(xíng)）、邊❤️界條件、介(jie)質的物性（溫(wen)度、壓力、密度(dù)、粘度、髒污性(xìng)、腐蝕性等）、流(liú)體的流動狀(zhuang)态（紊流狀态(tai)、速度分布等(děng)）以及安裝條(tiao)件與🍉水平的(de)影響。面對國(guo)内外十幾類(lèi)、上百個品種(zhong)的流量儀表(biǎo)（先🐕後發展起(qǐ)☔來的容積式(shi)、差壓式、渦輪(lún)式、面積式、電(dian)磁式、超聲波(bō)式和熱式流(liú)量計等類型(xíng)），如何根據流(liu)量、流态、安裝(zhuāng)要求與環境(jìng)條件、經濟性(xing)等因素合理(li)選型，是應用(yòng)好流💰量儀表(biǎo)的🌈前提和基(ji)礎。除了儀表(biao)自身質量要(yao)得到保證，工(gong)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(yao)🏃🏻♂️。本文介紹電(dian)磁式、渦街式(shì)、節流式等幾(jǐ)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(shi)紀50年代末國(guó)内工業應用(yong)以來，七八🎯十(shí)年代在流量(liàng)測量中運用(yòng)和發展很快(kuai)。電磁流量計(ji)🔴的工作原理(li)是‼️基于法拉(lā)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(dong)和磁力線都(dōu)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(yǔ)被測介🔆質流(liu)量（流速）成正(zhèng)比，電磁🌈流量(liang)計不受溫度(dù)、壓力、粘度、重(zhong)度等外界因(yīn)素的影響，測(ce)量管内部無(wú)收縮或凸出(chu)部分的壓力(lì)損失，另外，流(liu)量元件檢測(cè)出💋的zui初信号(hao)，是一個與流(liu)體平均流速(sù)成線性變化(hua)的電壓，它與(yǔ)流體的其他(tā)性質無🈲關，具(ju)有很大的*性(xìng)。
根據污水具(jù)有流量變化(hua)大、含雜質、腐(fu)蝕性小、有一(yī)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(hen)好的選擇。它(ta)結構緊湊、體(tǐ)積小，安裝、操(cao)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(lü)📞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(yao)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(gong)業污水，污水(shui)處理分廠必(bi)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(dōu)選✨用旋渦❗流(liu)量計和孔闆(pǎn)流量計。而實(shí)際應用中發(fa)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(liang)計偏差大大(dà)減小。
2、渦街流(liú)量計選型設(shè)計
渦街流量(liang)計作爲一種(zhǒng)新型流量計(jì)，80年代中期以(yǐ)來發展較快(kuài)，它♈在流量測(cè)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(lai)越廣泛。在國(guo)内使用渦街(jiē)流量計進行(hang)流量測量也(yě)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(quán)的産品系列(liè)。渦街流量計(ji)是🔴基于流體(tǐ)振動發展起(qǐ)來🏃的，根據旋(xuan)渦的不同，檢(jiǎn)測方式從熱(rè)絲式、熱敏式(shi)逐漸發展了(le)應力式、磁敏(min)式及差動開(kai)關電容式、超(chāo)聲波🌈式等。渦(wō)街流量計幾(ji)乎可用于一(yi)切可形成旋(xuán)渦列的場合(he)，不僅可用于(yú)封閉的管道(dao)，還可用于開(kāi)放㊙️的溝槽。與(yǔ)渦輪流量計(jì)相比，渦街流(liú)量計沒有可(kě)動的機械部(bu)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(liu)量計測量範(fan)圍大，壓力損(sǔn)失💛小，準确度(du)高，安裝與維(wei)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(chǎng)🈲被忽略而影(yǐng)響流量計性(xing)能的正确發(fā)揮。
渦街流量(liàng)計的原理是(shì)在流量計管(guǎn)道中，設置一(yi)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(deng)原因☁️，在其下(xià)遊💔會産生兩(liang)列不對稱的(de)旋🈲渦，這些旋(xuán)渦在滞流件(jian)的側後方分(fèn)開✍️，形成所謂(wèi)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(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(shì)穩定的雷諾(nuo)數Re是表征粘(zhan)性流體流動(dong)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(jì)的使用也有(yǒu)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(xiǎng)到渦街流量(liang)計的使用性(xing)能。
經過實踐(jiàn)，如下幾個方(fang)面對渦街流(liu)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(liàng)計工作的zui基(jī)本條件，除此(ci)以外，它還受(shou)旋渦能量的(de)限制，介質流(liú)速較低，則旋(xuán)渦的強度、旋(xuan)轉速度也低(di)，難☎️以引起傳(chuan)感元件産生(sheng)響應信号，旋(xuán)渦頻率f也小(xiao)，還會使信号(hào)處理發生困(kun)難。測量上限(xian)則受傳感器(qi)的頻率響應(yīng)（如磁敏式❌一(yī)般不超過400Hz）和(he)電路的頻率(lü)限❗制，因此設(she)計時一定要(yào)對流速範圍(wéi)進行計算、核(he)算，根據🔴流體(ti)的流速進行(hang)選擇。使用現(xian)場環境條件(jian)複雜，選型時(shí)除注意環境(jìng)溫度、濕度、氣(qì)氛等條件外(wài)，還要考慮電(diàn)磁幹擾。在強(qiáng)幹擾如高壓(yā)輸電電站、大(da)型整流所等(deng)☎️場合，磁敏🏃🏻♂️式(shi)、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(shì)該類儀表的(de)一大勁敵。因(yin)此在使用時(shi)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(jì)上是無🈲法抑(yì)制和消除的(de)。由于渦街信(xìn)号對流場影(ying)響同樣敏感(gǎn)，故直😄管段長(zhǎng)度不能保證(zheng)穩定渦街所(suo)必要的流動(dòng)條件時，是不(bú)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(wei)🚩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(li)應力式渦街(jiē)流量計不能(néng)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(xiǎo)，導緻測量特(te)性惡化，對此(ci)💯宜選用磁敏(min)式或電容式(shi)結構。在測量(liàng)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(ke)靠性和使用(yòng)壽命。
渦街流(liú)量計是一種(zhong)比較新型的(de)流量計，處于(yú)發展階段，還(hai)不很成熟，如(ru)果選擇不當(dāng)，性能也不能(néng)很好👌發揮💰。隻(zhī)有經過合理(li)選型🔞、正确安(ān)裝後，還需要(yao)在使用過程(chéng)中認真🌈定期(qi)維護，不斷積(ji)累經驗，提高(gao)對系統故障(zhang)的預見性以(yi)及判斷、處理(li)問題的🤩能力(li)，從而達到令(ling)人滿意的效(xiao)果。
3、節流式流(liú)量計選型設(shè)計
節流式流(liú)量計是早期(qī)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(zai)常見的爲圓(yuán)孔闆型和錐(zhui)形入口闆型(xing)，其工作原理(li)是在流體管(guǎn)道中加入👅一(yi)孔闆節流件(jian)，通過導🧡壓管(guǎn)引入壓差變(bian)送💛器測出節(jiē)流件上、下🔞遊(yóu)的壓差，根據(ju)所測的壓差(cha)經過計算即(ji)得出流量的(de)瞬💃🏻時值。由于(yu)導壓管内水(shuǐ)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(yi)✍️凍裂（凍住），使(shi)差壓儀器無(wú)法正常工作(zuò)。測量🌍較髒的(de)污水時，孔🚩闆(pan)需經常清洗(xǐ)。如清洗不及(jí)時，測量精度(du)降低，取壓管(guǎn)經常被污物(wù)堵死，儀表無(wu)法使用。用孔(kǒng)闆的方🌈式測(cè)流量時還有(you)壓力💃🏻損失大(da)、維🙇🏻護量大等(deng)缺點。因此改(gai)變取壓方式(shì)，例如用徑距(ju)取壓法🚩，就可(ke)以減少孔闆(pan)污物的🌂影響(xiang)。
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(hǎo)✍️，節流流量計(ji)應用範圍廣(guǎng)，而渦街流量(liang)計比較新型(xíng)，并正在不斷(duan)發展。隻有了(le)解這幾種流(liú)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(ce)量和控制達(dá)到度和可靠(kao)性要求。
