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污水流量(liàng)測量中流(liu)量計的特(te)點探究
發(fā)布日期：2025-12-13 浏(liu)覽次數：3244
工(gōng)控摘要：
環(huán)保産業對(dui)污水流量(liàng)的測量和(he)控制的度(dù)、可靠性要(yào)求已越來(lái)越高，文章(zhang)介紹了電(diàn)磁式、渦街(jiē)式、節流式(shi)等幾種流(liu)量計的選(xuǎn)型㊙️設計，結(jie)合水處理(li)工藝，從理(li)論和實踐(jian)兩方面闡(chan)述各自的(de)特點。
國外(wài)一位流量(liàng)專家F.C.Kinghoro曾說(shuo)過，流量計(jì)是少數幾(ji)種使用比(bi)制造艱難(nán)的粘性摩(mó)擦作用，還(hái)會産生不(bu)穩定的旋(xuan)渦和二次(ci)流等複雜(za)流動現象(xiang)。測量儀表(biao)本身受到(dào)衆多因素(sù)，如：管道、口(kou)徑大小、形(xing)狀（圓形、矩(ju)形）、邊界條(tiáo)件、介質的(de)物性（溫度(du)、壓力、密度(dù)、粘度、髒污(wū)性、腐蝕性(xing)等）、流體的(de)流動狀态(tai)（紊流狀态(tai)、速度分布(bù)等）以及安(an)裝條件與(yu)🔆水平的影(yǐng)響。面對國(guo)内外十幾(ji)類、上百個(ge)品種的流(liú)量儀表（先(xiān)後發展起(qǐ)💔來的容積(jī)式、差🤟壓式(shì)、渦輪式、面(mian)積式、電磁(ci)式、超聲波(bo)式和熱式(shi)流量計等(děng)類型），如何(hé)根據流量(liang)、流态、安裝(zhuāng)要求與環(huan)⛷️境條🌈件、經(jīng)濟性等因(yīn)素合理選(xuǎn)🔴型，是應用(yòng)好流量儀(yi)表的🏃🏻前提(ti)和基礎。除(chu)了儀表自(zì)身質量要(yào)得到保證(zhèng)，工藝數據(jù)😄的提供和(hé)儀表的安(ān)裝、使用、維(wei)護是否合(hé)理也相當(dang)重要。本文(wen)介紹電磁(ci)式、渦街式(shi)、節流⛱️式等(deng)幾種流量(liàng)計的選型(xíng)設計。
1、電磁(ci)流量計選(xuǎn)型設計
電(dian)磁流量計(ji)自20世紀50年(nián)代末國内(nei)工業應用(yòng)以來，七八(ba)十年代在(zài)流量測量(liàng)中運用和(hé)發展很快(kuai)。電磁流⭐量(liàng)計的工作(zuò)原理是基(ji)于法拉第(di)電磁感應(ying)定律，即🤩被(bei)測介質垂(chui)直于磁力(lì)🏃線方向流(liú)動，因而在(zài)與介質流(liu)動和磁💜力(li)線都垂🏒直(zhi)的方向上(shang)産生一感(gǎn)應電動勢(shì)EX感應電動(dong)勢EX與被測(cè)介質流量(liang)（流速）成正(zhèng)比，電磁流(liú)量計不受(shou)💃🏻溫⛱️度、壓力(lì)、粘度、重度(du)等外界因(yīn)素的影響(xiǎng)，測量管内(nèi)部無♍收縮(suō)或凸出部(bù)分的壓力(lì)損失，另❌外(wài)，流量元件(jian)檢測出🐇的(de)zui初信号，是(shi)一個與流(liú)體平均流(liú)速成線性(xìng)變化的電(diàn)📱壓，它與流(liú)體的其他(ta)性♈質無😄關(guan)，具有很大(da)的*性。
根據(jù)污水具有(yǒu)流量變化(hua)大、含雜質(zhi)、腐蝕性小(xiao)、有一定⛱️的(de)導電能力(lì)等特性，測(ce)量污水的(de)流量，電磁(cí)流量計是(shi)一個很好(hao)的選擇。它(tā)結構緊湊(còu)、體積小，安(ān)裝、操作、維(wei)護☀️方便，如(rú)測量系統(tong)采用智能(néng)化設計，整(zhěng)體密🐕封加(jiā)強，能在較(jiào)惡劣的環(huán)境下正常(chang)工作。可選(xuan)用氯❤️丁橡(xiàng)膠襯裏，含(hán)钼不鏽鋼(gāng)電極的電(dian)磁流量計(ji)，即可📐滿足(zú)污水流量(liang)測量的要(yào)求。
某冶煉(liàn)廠在生産(chan)中，由于生(sheng)産工藝的(de)需要，會産(chan)生大量的(de)工業污水(shui)，污水處理(li)分廠必須(xū)對污水的(de)流量進行(háng)監控。在以(yi)往的設計(jì)中，流量儀(yí)表不少都(dou)選📧用旋渦(wo)流量計和(he)孔闆流量(liang)計。而實際(jì)應用中發(fā)現測量的(de)流🈲量顯示(shì)值與實際(jì)流量偏差(chà)較大，而改(gai)用電磁流(liu)量計偏差(chà)大大減小(xiao)。
2、渦街流量(liàng)計選型設(shè)計
渦街流(liú)量計作爲(wei)一種新型(xíng)流量計，80年(nian)代中期以(yǐ)來⛷️發展較(jiào)快🍓，它在流(liú)量測量方(fang)面有着諸(zhu)多的優點(diǎn)和長處，在(zài)現代流量(liàng)測量中應(ying)用越來越(yue)廣泛。在國(guó)内使用渦(wō)街流量計(ji)進行流量(liàng)測量也愈(yu)來愈得到(dào)重🐇視，目前(qian)我💛國已有(yǒu)性能優良(liáng)并有自主(zhu)知識産權(quan)的🌏産品系(xì)列。渦🐉街流(liu)量計是基(ji)于流體振(zhen)動發展起(qi)來的，根據(jù)旋渦🍉的不(bú)同，檢測方(fāng)式從熱絲(si)式、熱敏式(shi)逐漸發展(zhan)了🚶♀️應力式(shi)、磁敏式及(jí)差動開🐅關(guān)電容式、超(chāo)聲波式等(děng)。渦街流量(liang)計🎯幾乎可(ke)用于一切(qiē)可形成旋(xuán)渦列的場(chang)合，不僅可(ke)用于封閉(bi)的⛷️管道，還(hai)可用于開(kāi)放🌂的溝槽(cáo)。與渦輪流(liú)量計相比(bǐ)，渦街流量(liàng)計🤩沒有可(ke)動✏️的機械(xiè)部件，維護(hu)工作量小(xiao)，儀表常數(shu)穩定；與孔(kǒng)闆式流🧑🏽🤝🧑🏻量(liang)計相比，渦(wo)街流量計(ji)測量🔞範圍(wei)大，壓力損(sun)失小，準确(que)度高，安裝(zhuāng)與維護簡(jian)單。但渦街(jie)🈲流量計的(de)環境相關(guān)參數較多(duō)，容易在使(shǐ)用現場✨被(bei)忽略而影(ying)響流量計(ji)性能的正(zheng)确發揮。
渦(wō)街流量計(ji)的原理是(shi)在流量計(ji)管道中，設(shè)置一滞🔱流(liú)☂️件，當流體(tǐ)🈲流經滞流(liu)件時，由于(yú)滞流件表(biǎo)面的滞流(liu)作用等原(yuan)因，在其🧡下(xia)遊會産生(sheng)兩列不對(dui)稱的旋渦(wo)，這些旋渦(wō)在滞流件(jian)的側後方(fāng)分開🌏，形成(chéng)所謂的卡(ka)門（Karman）旋渦列(liè)，兩列旋✍️渦(wo)的旋轉方(fāng)向是相反(fǎn)的，卡門💜從(cong)理論上證(zheng)明了當h/L=0.281（h爲(wèi)兩旋渦列(liè)之間👈的寬(kuān)度，L爲兩☎️個(gè)相鄰旋渦(wo)間的距離(lí)）時，旋渦列(liè)是穩定的(de)雷諾數Re是(shì)表征粘性(xìng)流體流動(dòng)特性的一(yī)個無量綱(gāng)數，其物❄️理(lǐ)🌈意義是流(liu)體流動✍️的(de)慣性力與(yu)粘滞力的(de)比值。因🏃🏻此(cǐ)，流體的流(liu)動狀态對(dui)渦街流量(liàng)計的使用(yong)也🈲有一定(ding)的影響。如(ru)果環境參(can)數🈲對流體(tǐ)流動狀态(tai)有影響也(yě)會影響到(dao)渦街流量(liang)計的使用(yòng)性能。
經過(guò)實踐，如下(xià)幾個方面(miàn)對渦街流(liú)量計的使(shǐ)用都有影(yǐng)響，應對這(zhe)些問題進(jìn)行分析。
（1）渦(wō)街流量計(jì)的測量範(fàn)圍較大，一(yī)般10：1，但測量(liàng)下限受許(xu)多因素👨❤️👨限(xian)制：Re＞10000是渦街(jiē)流量計工(gong)作的zui基本(ben)條件，除此(ci)以外，它還(hai)受旋渦能(néng)量🔅的限制(zhi)，介質流速(su)較低，則旋(xuán)渦的強度(du)、旋轉速度(dù)也低，難以(yi)引起傳感(gǎn)元件産生(sheng)響應信号(hao)，旋渦頻率(lü)f也小，還會(huì)使信号處(chù)理發生困(kun)難。測量上(shàng)限則受傳(chuan)感器的頻(pín)率響應（如(ru)磁敏式一(yī)般不超過(guò)400Hz）和電路的(de)頻率限💚制(zhi)，因此設計(jì)時一定要(yào)對流速範(fan)圍進行計(jì)算、核算，根(gēn)據流體的(de)流速進💜行(háng)選擇。使用(yong)現場環🤟境(jing)條件複雜(za)，選型時除(chu)注意環境(jing)溫度、濕度(dù)、氣氛等條(tiáo)🚶件外，還要(yao)考慮電磁(cí)幹擾。在強(qiang)幹擾如高(gāo)壓輸電電(dian)站、大型整(zhěng)流所等場(chǎng)合，磁敏🔱式(shì)、壓電應力(li)式等儀表(biao)不能正常(chang)工作或不(bú)能準确測(ce)量。
（2）振動也(ye)是該類儀(yi)表的一大(dà)勁敵。因此(ci)在使用時(shi)注意避免(miǎn)機械振動(dòng)，尤其是管(guan)道的橫向(xiàng)振動（垂直(zhi)于🈲管道軸(zhou)線又垂直(zhí)旋渦發生(sheng)體軸線的(de)振動），這種(zhǒng)影響在流(liu)量計結構(gou)設計上是(shi)無🔞法抑制(zhì)和消除的(de)。由💋于渦街(jie)信号對流(liú)場影響同(tong)樣💘敏感，故(gù)直管段長(zhǎng)度不能保(bao)證穩定渦(wō)街所必要(yào)的流動條(tiao)件時，是不(bú)宜選用的(de)。即使是抗(kang)振性較強(qiang)的電容式(shi)、超聲波式(shi)，保證流體(ti)爲充分發(fā)展的單向(xiàng)流，也是不(bu)可忽略的(de)。
（3）介質溫度(dù)對渦街流(liu)量計的使(shi)用性能也(ye)有很大的(de)影響。如壓(ya)力應力式(shi)渦街流量(liang)計不能長(zhang)期使用在(zai)300℃狀态下，因(yīn)其絕緣阻(zu)抗會由常(cháng)溫下的10MΩ～100MΩ急(ji)降至1MΩ～10KΩ，輸出(chū)信号也變(biàn)小，導💛緻測(cè)量特性惡(è)化，對此宜(yí)選用磁敏(min)式或電容(rong)式結構。在(zài)♍測量系統(tǒng)中，傳感器(qi)與轉換器(qi)宜采用分(fèn)離安裝方(fang)式，以免長(zhǎng)期高溫影(yǐng)響儀表可(kě)靠性和使(shǐ)用壽💰命。
渦(wō)街流量計(ji)是一種比(bi)較新型的(de)流量計，處(chu)于發展階(jie)段✂️，還✊不很(hěn)成熟，如果(guǒ)選擇不當(dāng)，性能也不(bu)能很好發(fa)揮。隻有經(jīng)過合理選(xuǎn)型、正确安(an)裝後，還需(xu)要在使用(yong)過程中認(ren)真定期維(wei)護，不斷積(ji)累經🏒驗，提(ti)高對系統(tǒng)故障的預(yu)見性以㊙️及(jí)判斷、處理(li)問題的🐇能(neng)力，從而達(da)到令人滿(man)意的效果(guǒ)。
3、節流式流(liu)量計選型(xíng)設計
節流(liu)式流量計(jì)是早期大(dà)量使用的(de)一種測量(liang)流量✏️的計(jì)量裝置，其(qi)曆史zui長，用(yong)量zui多。現在(zai)常見的爲(wei)圓孔闆型(xing)🔅和錐👄形入(ru)🥵口闆型，其(qi)工作原理(li)是在流體(tǐ)管道中加(jia)入一孔闆(pǎn)節流件，通(tong)過導壓管(guǎn)引入壓差(chà)變送器測(cè)出節流件(jiàn)上、下遊的(de)壓差，根據(jù)所測🚶♀️的壓(yā)差經過計(ji)算即得出(chū)流量的瞬(shùn)🐇時值。由于(yu)導壓管内(nei)水的⛹🏻♀️不流(liú)動性，在較(jiào)寒冷地區(qū)，冬天室外(wài)安裝的孔(kǒng)闆取壓管(guǎn)容易凍裂(liè)（凍住），使差(chà)壓儀器無(wu)法正常工(gōng)作。測量較(jiao)髒的污水(shuǐ)時，孔闆需(xu)經常清洗(xi)。如清✊洗不(bú)及時，測量(liang)精度降低(dī)，取壓管經(jīng)常被污物(wu)堵死，儀表(biǎo)無法⭐使用(yong)。用孔闆的(de)方🙇♀️式測流(liu)量時還有(yǒu)壓力損失(shī)大、維護量(liang)大等缺🧑🏾🤝🧑🏼點(dian)。因此改變(biàn)取壓方式(shi)，例如用徑(jìng)距取🥵壓法(fa)，就可以減(jian)少孔闆污(wu)物的🤞影響(xiǎng)。
4、結語
以上(shàng)幾種污水(shui)流量測量(liàng)流量計中(zhong)，電磁流量(liàng)計性能較(jiào)好✏️，節流流(liu)量計應用(yong)範圍廣，而(er)渦街流量(liang)計比🥵較新(xin)型，并正在(zai)不斷發展(zhan)⁉️。隻有了解(jie)這幾種流(liu)量計🐆各自(zì)的👉性能，才(cái)能對流量(liàng)計選型設(shè)計好，使污(wū)水流量的(de)測量和控(kòng)制達到度(du)和可❓靠性(xing)要求。
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