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污水(shui)流量測量中流量(liang)計的特點探究
發(fā)布日期：2025-12-01 浏覽次數(shù)：3244
工控摘要：
環保産(chǎn)業對污水流量的(de)測量和控制的度(dù)、可靠性要求已越(yuè)來越高，文章介紹(shao)了電磁式、渦街式(shi)、節流式等幾種流(liú)量🏃計的選型設計(jì)，結合水處理工藝(yì)，從理論和實踐兩(liang)🔱方面闡述各自的(de)特點🌏。
國外一位流(liu)量專家F.C.Kinghoro曾說過，流(liu)量計是少數幾種(zhǒng)使用比制造艱難(nán)的粘性摩擦作用(yòng)，還會産生不穩定(ding)🈚的旋渦和二次🚶流(liú)等複雜流動現象(xiang)。測量儀表本身受(shou)到衆多因素，如：管(guan)道、口徑大🌏小、形狀(zhuàng)（圓形、矩形）、邊界條(tiao)件、介質的物性（溫(wen)度、壓力、密度、粘度(dù)、髒污性、腐蝕性等(deng)）、流體的流動狀态(tài)（紊流狀态、速🌍度分(fèn)布等）以及安裝條(tiao)件📱與水平的影響(xiǎng)。面對國内外十幾(jǐ)類、上百個品種的(de)流量儀表（先後發(fa)展起來的容積式(shì)、差壓式、渦輪式、面(mian)積式、電磁式、超聲(sheng)波式和熱式流量(liang)計等類型），如何根(gen)據流量、流态、安裝(zhuāng)要求與環境條件(jiàn)、經濟性等因素合(he)理選型，是應用好(hao)流量儀表的🙇♀️前提(tí)和基礎。除了儀表(biao)自身✨質量要得到(dao)保證，工藝數據㊙️的(de)提供和儀表的安(ān)🍓裝、使🔴用🔴、維護是否(fou)合理也相當重要(yao)。本文介紹電磁式(shi)、渦街式、節流式等(děng)幾種流量計的選(xuǎn)型設計。
1、電磁流量(liang)計選型設計
電磁(ci)流量計自20世紀50年(nian)代末國内工業應(ying)用以來，七八💁十年(nián)代在流量測量中(zhong)運用和發展很快(kuài)。電磁流量計的工(gōng)作原理是基于法(fǎ)拉第電磁感應定(dìng)律，即⛹🏻♀️被測介質垂(chui)直🌐于磁力線方向(xiàng)💯流動，因♌而在與介(jie)質流動和磁力線(xiàn)都垂🈲直的方向上(shang)産生一感應電動(dòng)勢EX感應電動勢EX與(yǔ)被測介質流量（流(liu)速）成正比，電磁✨流(liu)量計不受溫度、壓(ya)力、粘度、重度等外(wài)界因素的影響，測(ce)量管内部無收縮(suo)或凸出部分🐪的壓(ya)力損失，另外，流量(liang)元件檢測出🌈的zui初(chū)信号，是一個與流(liú)體平均流速成線(xian)🔴性變化的電壓，它(ta)與流體的其他性(xing)✊質無關，具有很大(dà)的*性🏃♂️。
根據污水具(ju)有流量變化大、含(hán)雜質、腐蝕性小、有(yǒu)一定的導🌏電⭐能力(lì)等特性，測量污水(shui)的流量，電磁流量(liàng)計是一個很好的(de)選擇。它結構緊湊(cou)、體積小，安裝、操作(zuò)、維護方便，如㊙️測量(liang)系統采用智能化(huà)♌設計，整體密封加(jia)強，能❄️在較惡劣的(de)環境下正常工作(zuo)。可選用氯丁橡膠(jiao)襯裏，含钼不鏽鋼(gang)電極的電磁流量(liàng)計，即可滿足污水(shuǐ)流量測量的要求(qiu)。
某冶煉廠在生産(chan)中，由于生産工藝(yi)的需要，會産生🏃大(da)量💛的工業污水，污(wu)水處理分廠必須(xu)對污水的流量進(jin)行監控。在以往的(de)設計中，流量儀表(biao)不少都選用旋渦(wo)流量計和孔闆流(liu)量計。而實際應用(yòng)中發現測量的流(liú)量顯示值與實際(ji)流✌️量偏差較大，而(er)改用電磁流量計(ji)偏差大大減小。
2、渦(wo)街流量計選型設(she)計
渦街流量計作(zuò)爲一種新型流量(liàng)計，80年代中期以來(lái)發展較快，它在流(liú)量測量方面有着(zhe)諸多的優點和🔆長(zhǎng)處，在現代流量測(ce)量中應用越來越(yue)廣泛。在國内使用(yòng)渦街流量計進行(háng)💔流量測量也愈來(lái)愈得到重視，目前(qian)我國已有性能優(yōu)良并⚽有自主知識(shi)産權的産品系列(lie)。渦🍉街流量計是🌏基(jī)于流體振動發展(zhan)起來的，根據旋渦(wō)⛹🏻♀️的不同，檢測方式(shi)從熱絲式、熱敏👈式(shi)逐💘漸發展了應力(lì)式、磁敏式及差動(dòng)開關電容式、超聲(shēng)波式等。渦街流量(liang)計幾乎可用于一(yi)切可形成旋渦列(liè)的場合，不僅可用(yong)于封閉的☎️管道，還(hai)可用于❌開放❗的溝(gou)槽。與渦輪流量計(jì)相比，渦街流量計(ji)沒有可動的機械(xiè)部件，維護工作量(liàng)小🏃🏻♂️，儀表常數穩定(dìng)；與孔闆式流量計(ji)相比，渦街流量計(ji)測量範圍大，壓力(lì)損失小，準确度㊙️高(gao)，安裝與維護簡單(dān)。但渦街流量計的(de)環境相關參數較(jiao)多，容易在使用現(xiàn)場被忽略而影🔴響(xiǎng)流量計性能的正(zheng)确發揮。
渦街流量(liàng)計的原理是在流(liú)量計管道中，設置(zhì)一滞流件，當流體(tǐ)流經滞流件時，由(you)于滞流件表面的(de)滞流作⁉️用等原因(yīn)，在其下遊🐅會産生(sheng)兩列不對稱的旋(xuan)渦，這些旋渦在滞(zhi)流件的側後方分(fèn)開，形成所謂的㊙️卡(ka)門（Karman）旋渦列，兩列旋(xuan)渦的旋轉方向是(shi)相反的，卡門😍從理(li)論上證明了當h/L=0.281（h爲(wei)兩旋渦列之間的(de)寬度，L爲兩個相鄰(lín)旋渦間的距離）時(shí)，旋渦列是穩定的(de)雷諾數Re是表征粘(zhan)性流體流動特🧑🏾🤝🧑🏼性(xing)的一個無量綱數(shù)，其物理意義是流(liú)體流動的慣性力(lì)與粘滞力的比值(zhí)。因❓此，流體的🔞流動(dòng)狀态對渦街流量(liang)計的使用也有一(yī)♋定的影響。如果環(huán)境參數對流體流(liú)動狀态有影響也(ye)會影響到渦街流(liu)量計的㊙️使用性能(néng)。
經過實踐，如下幾(jǐ)個方面對渦街流(liú)量計的使用都有(yǒu)影響，應對這些問(wèn)題進行分析。
（1）渦街(jiē)流量計的測量範(fàn)圍較大，一般10：1，但測(cè)量下限受許多因(yin)素限制：Re＞10000是渦街流(liú)量計工作的zui基本(běn)條件，除🈲此以外，它(ta)還受🔞旋渦☎️能量的(de)限制，介質流速較(jiao)低，則旋渦的強度(du)、旋轉速度♍也低，難(nán)以引起🔅傳感元件(jiàn)産生響應信🐇号，旋(xuan)渦頻率f也小，還會(hui)使信号處理發生(sheng)♈困難。測量上😍限則(ze)受傳感器的頻率(lǜ)響應（如磁敏式💋一(yī)般不超過400Hz）和電路(lù)的頻率限制，因此(ci)設計時一定要對(dui)流速範圍進行計(jì)算、核算，根據流體(tǐ)的流速進行選擇(zé)。使用現場環境條(tiao)件複雜，選型時除(chu)注意環境溫度、濕(shi)度、氣氛等條件外(wài)，還要考慮電磁幹(gàn)擾。在強幹擾如高(gao)壓輸💜電電站、大型(xíng)整流所等場合，磁(ci)敏🚶♀️式、壓電應力㊙️式(shì)等儀表不能正常(cháng)工作或不能準确(que)🤩測量。
（2）振動也是該(gai)類儀表的一大勁(jin)敵。因此在使用時(shí)注意⛱️避免機械振(zhen)動，尤其是管道的(de)橫向振動（垂直于(yú)管道軸線又垂⚽直(zhí)旋渦發生體軸線(xiàn)的振動），這種影響(xiang)在流量計結構設(shè)計上是無法抑制(zhì)🏃🏻和消除的。由于渦(wō)街信号對流場影(ying)響同樣敏感，故直(zhí)🈚管段長度不能保(bǎo)證穩💘定渦街所必(bì)要的流動條🌂件時(shí)，是不宜選用的。即(jí)使🚶是抗振性較強(qiang)的電容式、超聲波(bo)式，保證流體爲充(chōng)分發展的單🙇🏻向流(liú)，也是不可忽略的(de)。
（3）介質溫度對渦街(jie)流量計的使用性(xìng)能也有很大的影(yǐng)響。如壓😄力應力式(shi)渦街流量計不能(neng)長期使用在🥰300℃狀态(tai)下，因♈其絕緣阻抗(kàng)會由常溫下的10MΩ～100MΩ急(jí)降至1MΩ～10KΩ，輸出信号也(yě)變小，導緻測量特(te)性惡化，對此😘宜選(xuan)用磁敏式或電容(rong)式結構。在測量系(xì)統中，傳感器與轉(zhuan)換器宜采用分離(li)安裝方式，以免長(zhang)期高溫影響儀表(biǎo)可靠性和使用壽(shou)命。
渦街流量計是(shì)一種比較新型的(de)流量計，處于發展(zhǎn)階👉段📧，還不很成熟(shu)，如果選擇不當，性(xìng)能也不能很好發(fā)揮。隻有經過🏒合理(lǐ)選型、正确安裝後(hòu)，還需要在使用過(guò)程中認真定期維(wei)♻️護，不斷💔積累經驗(yàn)，提高對系統故障(zhàng)的預見性以及判(pan)斷、處理問題的💋能(néng)力，從而達到令人(rén)滿意的效果。
3、節流(liu)式流量計選型設(she)計
節流式流量計(ji)是早期大量使用(yong)的一種測量流量(liàng)的計量裝置，其曆(li)史zui長，用量zui多。現在(zài)常見的爲圓孔闆(pan)型和錐形入口闆(pan)型，其工作原理是(shi)在流體管道🈲中加(jia)入🥵一孔闆節流件(jian)，通過導壓管引入(ru)壓差變送🚶♀️器測出(chū)節流件上、下🌈遊的(de)壓差，根據所測的(de)壓差經⚽過計算即(ji)得出流量的瞬時(shí)值。由于導壓管内(nèi)水的不流動性，在(zài)較寒冷地區，冬天(tian)室外安裝的孔😄闆(pǎn)取壓管容易凍裂(liè)（凍住），使差壓儀器(qì)無法正常工作。測(cè)量較髒的污水時(shí)，孔🍓闆需經常清洗(xi)。如清洗不及時✊，測(ce)量精度降低，取壓(ya)管經常被污物堵(du)死，儀表無法🧑🏽🤝🧑🏻使用(yòng)。用孔闆的方式測(ce)流量時還有壓力(lì)損失大、維護量大(dà)等缺🤞點。因此改變(bian)取♻️壓方式，例如用(yong)徑距取壓法，就可(ke)以減少孔闆污物(wù)的影響。
4、結語
以上(shàng)幾種污水流量測(cè)量流量計中，電磁(cí)流量計性能較好(hǎo)，節流流量計應用(yong)範圍廣，而渦街流(liu)量計比較新型，并(bing)正在不斷發展。隻(zhi)有了解這幾種流(liu)量計各自的☔性能(neng)，才能對流量計選(xuǎn)🏃🏻型設計好，使污水(shui)流量的測量和控(kòng)制達到度和可靠(kào)性要求。
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