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污(wu)水流量測量(liàng)中流量計的(de)特點探究
  • 發(fā)布日期：2025-12-01      浏覽(lǎn)次數：3244
      • 　　工控摘(zhai)要： 環保産業(yè)對污水流量(liang)的測量和控(kong)制的度、可靠(kào)性要求已越(yuè)來越高，文章(zhang)介紹了電磁(cí)式、渦街式、節(jiē)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(chan)述各自的特(te)點。
      　　
      　　國外一位(wei)流量專家F.C.Kinghoro曾(céng)說過，流量計(ji)是少數幾種(zhong)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(he)二次流等複(fú)雜流動現象(xiang)。測量儀表本(ben)身受到衆多(duō)因素🔅，如：管道(dao)、口徑大小、形(xing)狀（圓形、矩形(xing)）、邊🏃🏻‍♂️界條件、介(jie)質的物性（溫(wen)度、壓力、密度(du)、粘度、髒污性(xìng)、腐蝕性等）、流(liú)體的流動狀(zhuàng)态（紊流狀态(tài)、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(lèi)、上百個品種(zhǒng)⛱️的流量✉️儀表(biao)（先後發展起(qi)💞來的容積式(shi)、差壓式、渦輪(lun)式、面積式、電(diàn)磁式、超聲波(bo)式和熱式流(liu)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(xìng)等因素合理(lǐ)選㊙️型，是應用(yòng)好流🐉量儀表(biao)的前提和基(ji)礎。除了儀表(biao)自♉身質量要(yào)得到保證，工(gong)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(jǐ)種流量計的(de)選型設計。
      　　
      　　1、電(diàn)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(shi)㊙️年代✉️在流量(liàng)測量中運用(yong)和發展很快(kuài)。電磁流量計(ji)的工⭐作原理(lǐ)是基于法拉(la)第電磁感應(yīng)定律，即被測(cè)介質垂直于(yú)磁力線方向(xiang)流動，因而在(zài)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(gan)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(zhòng)度等外界因(yin)素的影響，測(cè)量管内部無(wu)收縮或凸出(chū)部分♋的壓力(lì)損失，另外📱，流(liú)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(huà)的電壓，它與(yu)🍉流體的其他(ta)性質無關，具(jù)有很大的*性(xing)。
      　　
      　　根據污水具(ju)有流量變化(huà)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(liú)量，電磁流量(liàng)計是一個很(hen)好的選💋擇。它(tā)㊙️結構緊湊、體(tǐ)積小，安裝、操(cao)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻作、維護方便(biàn)，如測量系統(tǒng)采用智能化(huà)設計，整體密(mì)封加強，能在(zai)較惡劣的環(huán)境下正常工(gōng)作☔。可選用氯(lǜ)🔞丁橡膠襯裏(lǐ)👉，含钼不鏽鋼(gang)🐪電極的電磁(ci)㊙️流量計，即可(ke)🔞滿足污水流(liú)量測量的要(yao)求。
      　　
      　　某冶煉廠(chǎng)在生産中，由(yóu)于生産工藝(yi)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(liang)儀表不少都(dōu)選🙇‍♀️用旋渦流(liu)量計和孔闆(pǎn)✌️流量計。而實(shi)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(gǎi)用♌電磁流量(liang)計☁️偏差大大(dà)減小。
      　　
      　　2、渦街流(liu)量計選型設(she)計
      　　
      　　渦街流量(liang)計作爲一種(zhong)新型流量計(ji)，80年代中期以(yi)來⭕發💃展⭐較快(kuai)😍，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(guó)内使用渦街(jiē)流量計進行(háng)😍流量測量也(yě)愈來愈得到(dào)重視，目前我(wo)國已有性☀️能(néng)優良并🆚有自(zi)主知識産權(quan)的産品系列(lie)。渦街流量計(ji)是基于流體(ti)振動發展起(qi)來的，根據旋(xuán)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(wo)街流量計🍓幾(ji)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(yǔ)渦輪流💋量計(ji)相比，渦街流(liú)量計沒有可(kě)動的機械部(bù)件，維護工作(zuò)量👌小，儀表常(cháng)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(wéi)護簡單。但渦(wo)街流量計的(de)環境相關參(cān)數較🧑🏾‍🤝‍🧑🏼多，容易(yì)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(liàng)計的原理是(shì)在流量計管(guan)道中，設置一(yi)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(děng)㊙️原因，在其下(xia)遊會産生兩(liǎng)列不對稱的(de)旋渦，這些🔞旋(xuán)渦在滞流件(jian)💃🏻的側後方分(fen)開，形成所謂(wèi)的卡門（Karman）旋渦(wo)❓列，兩列旋渦(wo)的旋轉方向(xiang)是相反的，卡(kǎ)門從理論上(shàng)證明了當h/L=0.281（h爲(wèi)兩旋渦列之(zhī)間的寬度，L爲(wei)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(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(dui)渦街流量計(ji)的使用也有(yǒu)一定的影響(xiǎng)。如果環境參(cān)數對流體流(liu)動狀❓态有影(ying)響🔴也會影響(xiang)到💚渦街流量(liàng)計的使用性(xing)能。
      　　
      　　經過實踐(jiàn)，如下幾個方(fāng)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(wō)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(zhi)：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(shou)旋渦能量的(de)限制，介質流(liu)速較低，則旋(xuán)渦的強度、旋(xuán)轉速度也低(di)，難以引起傳(chuán)感元件産生(sheng)響應信号，旋(xuán)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(qì)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(she)計時一定要(yao)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(xiàn)場環境條件(jiàn)複雜，選型時(shí)☎️除注意環境(jing)溫度、濕度、氣(qì)氛等條件外(wài)，還要考慮電(diàn)磁幹擾。在強(qiang)幹擾如高壓(yā)輸🔞電電站、大(dà)型整流所等(deng)場合，磁敏式(shi)、壓電應力式(shì)等儀表不💁能(neng)正常工作或(huo)不能準确測(cè)量🐪。
      　　
      　　（2）振動也是(shi)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(heng)向振動（垂直(zhí)于🧡管道軸線(xiàn)又垂直旋🚶‍♀️渦(wō)發生體軸線(xian)的振動），這種(zhǒng)影響在流量(liang)計結構設計(ji)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(zhang)度不能保證(zhèng)穩定渦街所(suo)必要的流動(dong)條件時，是不(bú)宜⭕選用的。即(ji)使是抗振性(xìng)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(shì)不可忽略的(de)。
      　　
      　　（3）介質溫度對(dui)渦街流量計(jì)的使用性能(néng)也有很大的(de)影響。如壓⛷️力(lì)應力式渦街(jie)流量計不能(neng)長期使用在(zài)300℃狀态下，因其(qi)絕緣阻抗會(huì)由常溫下的(de)10MΩ～100MΩ急降至1MΩ～10KΩ，輸出(chū)信号也🈲變小(xiǎo)，導緻測量特(te)性惡化，對此(cǐ)宜選用磁敏(mǐn)式或電容式(shi)結構。在測量(liang)系統中，傳感(gan)器💛與轉換器(qì)宜采用分離(lí)安裝方式，以(yi)免長期高溫(wēn)影響儀表可(kě)靠性和使用(yong)壽命。
      　　
      　　渦街流(liu)量計是一種(zhong)比較新型的(de)流量計，處于(yu)發展階段，還(hái)不很成熟，如(rú)果選擇不當(dāng)，性能也不能(néng)很好發揮。隻(zhi)有經過合理(li)選型、正确安(ān)裝後，還需要(yào)在使用過程(chéng)中認真定期(qi)維護，不斷積(jī)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(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(zhǎng)，用量zui多。現在(zai)常見的爲圓(yuan)孔闆型和錐(zhuī)💋形入口闆型(xíng)，其工作原理(lǐ)是在流體管(guǎn)道中加入一(yi)孔闆節流件(jiàn)，通過導壓管(guan)引入壓差變(bian)送器測出節(jie)流件上、下遊(you)的壓差，根據(ju)所測的壓差(cha)經過計算即(jí)得出流量的(de)瞬時值。由于(yu)導壓管内水(shuǐ)的不流動性(xing)，在較⛱️寒冷地(dì)區，冬天🐅室外(wai)安裝的孔闆(pan)取壓管容易(yì)✨凍裂（凍✌️住），使(shǐ)差壓儀器無(wu)法正常工作(zuò)。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(wu)法使用。用孔(kǒng)闆的方式測(ce)流量時還有(you)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(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(ji)中，電磁流量(liang)計性能較好(hao)，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(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(ce)量和控制達(da)到度和可靠(kao)性要求👅。
  • 上一(yī)篇：我國儀器(qi)儀表行業未(wèi)來研發方向(xiàng)
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