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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：2025-12-21 浏(liu)覽次數：3244
工(gōng)控摘要：
環(huan)保産業對(dui)污水流量(liàng)的測量和(hé)控制的度(dù)、可靠性要(yao)求已🔞越來(lai)越高，文章(zhang)介紹了電(diàn)磁式、渦街(jiē)式、節流式(shi)等幾種流(liú)量計的📞選(xuan)型設計，結(jié)合水處理(li)工藝，從👅理(lǐ)論和實踐(jian)兩方面闡(chǎn)述各自的(de)特點。
國外(wài)一位流量(liang)專家F.C.Kinghoro曾說(shuō)過，流量計(jì)是少數幾(jǐ)種使用比(bǐ)制造🔱艱✔️難(nan)的粘性摩(mo)擦作用，還(hai)會産生不(bú)穩定🔞的旋(xuán)渦和二次(ci)流等🐆複雜(zá)流動現象(xiàng)。測量儀表(biao)本身受到(dao)衆多因素(sù)，如：管道、口(kou)徑大小、形(xíng)狀♋（圓形、矩(jǔ)形）、邊界條(tiao)件、介🔞質的(de)物性（溫度(du)、壓力、密度(dù)、粘度🌂、髒污(wū)性、腐🔴蝕性(xìng)等）、流體⭕的(de)流動狀态(tài)（紊流狀态(tài)、速度分布(bu)等）以⭐及安(ān)裝條件👉與(yu)水平的影(ying)響。面⛷️對國(guó)内外十幾(jǐ)類、上百個(gè)品種的流(liú)量儀表（先(xiān)後發展起(qi)來的容積(ji)式、差壓式(shì)、渦輪式、面(miàn)積式✨、電磁(cí)式、超聲波(bo)式和熱式(shì)流量計等(děng)類型），如何(he)根據流量(liang)、流态、安裝(zhuāng)要求與環(huan)境條件、經(jing)濟性等因(yīn)素合理選(xuan)型，是應用(yong)好流量儀(yi)表的前提(ti)和基礎。除(chu)了儀表自(zì)身質量要(yao)得到保證(zhèng)，工藝數據(jù)的提供和(hé)儀表的安(an)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(liang)計的選型(xíng)設計。
1、電磁(ci)流量計選(xuan)型設計
電(diàn)磁流量計(ji)自20世紀50年(nián)代末國内(nei)工業應用(yong)以來，七八(ba)十年代在(zai)流量測量(liàng)中運用和(hé)發展很快(kuài)。電磁流量(liang)計的工作(zuò)原💋理是🌏基(jī)于法拉第(dì)電磁感應(yīng)定律，即被(bèi)測介質垂(chuí)直于磁力(lì)線方向流(liu)動，因而在(zai)與介質流(liu)動和磁🛀力(li)線都垂直(zhi)的方向上(shàng)産生一感(gan)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(liu)量計不受(shòu)溫㊙️度、壓力(li)、粘度、重🌂度(dù)等外界因(yīn)素的影🌂響(xiang)，測量管内(nèi)部無收縮(suō)或💜凸出部(bu)分的壓力(lì)損失，另外(wài)，流量元件(jiàn)檢測出的(de)zui初信号，是(shi)一個🔆與流(liu)體平均流(liu)速成線性(xìng)變化的電(diàn)壓，它與流(liú)體的其他(tā)性質無✍️關(guān)，具有很大(dà)的*性。
根據(jù)污水具有(you)流量變化(hua)大、含雜質(zhì)、腐蝕性小(xiao)、有一定的(de)導電能力(lì)等特性，測(cè)量污水的(de)流量，電磁(cí)流量計是(shì)一個很好(hǎo)🏒的選擇。它(ta)結構緊湊(cou)、體積小，安(an)裝、操作、維(wéi)護方便，如(rú)測量系統(tǒng)采用智能(néng)化設計，整(zhěng)體密封加(jiā)強，能☔在較(jiao)惡劣的環(huan)境下☔正常(cháng)工作。可選(xuǎn)用氯🌈丁橡(xiàng)膠襯裏，含(han)钼不鏽鋼(gāng)🌍電極的電(dian)磁流量計(jì)，即可👨❤️👨滿足(zu)污水流量(liang)測量的要(yao)求。
某冶煉(lian)廠在生産(chǎn)中，由于生(shēng)産工藝的(de)需要，會産(chǎn)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(hang)監控。在以(yi)往的設計(jì)中，流量儀(yí)表不少都(dōu)選㊙️用旋渦(wo)流量計和(hé)孔闆流量(liàng)計。而實際(ji)應用中發(fā)現測量的(de)流量顯示(shi)值與實際(jì)流🍓量偏差(chà)較大，而改(gai)用電磁流(liú)量計偏差(chà)大大減小(xiǎo)。
2、渦街流量(liàng)計選型設(she)計
渦街流(liu)量計作爲(wei)一種新型(xing)流量計，80年(nian)代中期以(yi)來發展較(jiao)快，它在流(liú)量測量方(fāng)面有着諸(zhū)多的優點(dian)和長處，在(zai)現代流量(liang)測量中應(yīng)用越來越(yue)廣泛。在國(guo)内使用渦(wo)街流量♉計(ji)進行流量(liang)測🌐量也愈(yù)來愈得到(dào)重♈視，目前(qián)我國已有(you)性能優良(liang)并有自主(zhu)知識産權(quan)的産品系(xì)列。渦街流(liú)量計是基(ji)于流體振(zhèn)動發展起(qi)來的，根據(ju)旋渦的不(bú)同，檢測方(fāng)式從熱絲(si)式、熱敏式(shi)逐漸發展(zhǎn)了應力式(shi)、磁敏式及(ji)差動開關(guan)電容式、超(chao)聲波式等(deng)。渦街流量(liàng)計⛷️幾乎可(kě)用于一切(qie)可形成旋(xuan)渦♋列的場(chǎng)合🔱，不僅可(ke)用于封閉(bì)的管道，還(hái)可用于🔞開(kai)放⛷️的溝槽(cao)。與渦輪流(liú)量計相比(bǐ)，渦街流量(liàng)計沒有可(ke)動的機械(xie)部件，維護(hù)工作量小(xiao)😘，儀表常數(shù)穩定；與孔(kǒng)闆式流量(liang)計相比，渦(wō)街流量計(jì)測量範圍(wéi)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(guan)參數較多(duo)，容易在使(shǐ)用現場被(bèi)忽略而影(ying)響流量計(jì)性能的正(zheng)确發揮。
渦(wo)街流量計(ji)的原理是(shi)在流量計(jì)管道中，設(shè)置一滞流(liu)件，當流體(ti)流經滞流(liú)件時，由于(yú)滞流件表(biǎo)面的滞流(liú)作用等原(yuán)因，在其下(xia)遊會産生(shēng)兩列不對(duì)稱的旋渦(wō)，這些旋渦(wo)在🤟滞流件(jiàn)的側後方(fāng)分開，形成(cheng)所謂的卡(ka)門（Karman）旋渦列(liè)，兩列旋渦(wō)的旋轉方(fāng)向是相反(fǎn)的，卡門從(cong)理論上證(zhèng)🚩明了當h/L=0.281（h爲(wèi)兩旋渦列(lie)之間♌的寬(kuan)度，L爲兩個(gè)相鄰旋渦(wo)間❗的距離(li)）時，旋渦列(lie)是穩定的(de)雷諾數Re是(shi)表征粘性(xìng)流體流動(dòng)特性的一(yi)個♻️無量綱(gāng)數，其物理(li)🚶♀️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(liú)動狀态對(dui)渦街流量(liàng)計的使用(yong)也有一定(dìng)的影響。如(ru)果環境參(can)數對流體(tǐ)流動狀态(tài)有影響也(yě)會影響到(dào)💋渦街流量(liàng)計🌏的使用(yong)性能。
經過(guo)實踐，如下(xià)幾個方面(miàn)對渦街流(liú)量計的使(shi)用都有影(yǐng)響，應對這(zhe)些問題進(jìn)行分析。
（1）渦(wo)街流量計(ji)的測量範(fàn)圍較大，一(yī)般10：1，但測量(liang)下限受許(xu)多因素限(xian)制：Re＞10000是渦街(jie)流量計工(gōng)作的zui基本(ben)條件，除此(ci)以外，它還(hái)受旋渦🔴能(néng)量的限制(zhì)，介質流速(sù)較低，則旋(xuán)渦的強度(dù)、旋轉速度(du)也低，難以(yǐ)引起🥵傳感(gan)元件産生(shēng)響應信号(hao)，旋渦頻率(lǜ)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(chuán)感器的頻(pin)率響應（如(ru)磁敏式一(yī)般不超過(guo)400Hz）和㊙️電路的(de)頻率限制(zhi)，因此設計(jì)時一定要(yao)對流速範(fan)圍進行計(jì)算、核算，根(gēn)據🐉流體的(de)流速進行(hang)選擇。使用(yòng)現場環境(jing)條件複雜(zá)，選型時除(chú)注意環境(jìng)溫度、濕度(du)、氣氛等條(tiao)🈲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(chang)合，磁敏式(shi)、壓電應力(li)式等儀表(biǎo)不能正常(cháng)工作或不(bu)能準确測(ce)量✔️。
（2）振動也(yě)是該類儀(yi)表的一大(dà)勁敵。因此(cǐ)在使用時(shi)注意避免(miǎn)機械振動(dong)，尤其是管(guǎn)道的橫向(xiàng)振動（垂直(zhí)于管道🚶♀️軸(zhou)線🐇又垂直(zhi)旋渦發生(shēng)體軸線的(de)振動），這種(zhǒng)影響在流(liú)量計結構(gòu)設計🥰上是(shi)無法抑制(zhi)和消除的(de)。由于渦街(jie)信号對流(liu)場影響同(tong)樣敏感，故(gu)直管段長(zhǎng)度不能保(bǎo)證穩定渦(wo)街所必要(yào)的流動條(tiáo)件時，是不(bu)宜選用的(de)。即使是抗(kàng)振性較強(qiang)的電容式(shi)、超聲波式(shì)，保證流體(tǐ)爲💛充分發(fa)展的單🆚向(xiang)流，也是不(bu)可忽略的(de)。
（3）介質溫度(dù)對渦街流(liú)量計的使(shǐ)用性能也(yě)有很大的(de)影響。如✏️壓(ya)🙇♀️力應力式(shì)渦街流量(liàng)計不能長(zhang)期使用在(zai)300℃狀态下，因(yin)其絕緣阻(zu)抗會由常(chang)溫下的10MΩ～100MΩ急(ji)降至1MΩ～10KΩ，輸出(chu)信号也變(biàn)小，導緻測(ce)量特性惡(e)化，對此🈲宜(yi)選用磁敏(min)式或電容(rong)式結構。在(zài)測量系統(tǒng)中，傳感器(qì)與轉換器(qi)💁宜采用分(fen)離安裝方(fang)式，以免長(zhang)期高溫✌️影(ying)響儀表可(ke)靠性和使(shǐ)用壽命。
渦(wo)街流量計(jì)是一種比(bǐ)較新型的(de)流量計，處(chù)于發展階(jiē)段，還不很(hen)🧑🏾🤝🧑🏼成熟，如果(guo)選擇不當(dang)，性能也不(bu)能很好發(fā)揮。隻有🌍經(jīng)過合理選(xuan)型、正确安(ān)裝後，還需(xū)要在使用(yong)過程中認(rèn)真☔定期維(wéi)護，不斷積(ji)累經🎯驗，提(tí)高對系統(tong)故障的預(yù)見性以及(jí)判斷、處理(lǐ)問題的📱能(neng)力，從而達(dá)到令人滿(man)✂️意的效果(guǒ)。
3、節流式流(liú)量計選型(xing)設計
節流(liu)式流量計(ji)是早期大(da)量使用的(de)一種測量(liang)流量的計(jì)量裝置，其(qí)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(rù)🚶♀️口闆型，其(qí)工作原理(li)是在流體(tǐ)管道中加(jiā)入一孔闆(pan)節流件，通(tōng)過導壓管(guǎn)引入壓差(chà)變送✨器測(cè)出節流件(jian)上、下❌遊的(de)壓差，根據(ju)所測的壓(ya)差經❗過計(ji)算即得出(chū)流量的瞬(shùn)時值。由于(yú)導壓管内(nèi)水的🔴不流(liu)動性，在較(jiào)寒冷地區(qu)，冬天室外(wai)安裝的孔(kong)闆取壓管(guan)容易凍裂(liè)（凍住），使差(chà)壓儀器無(wu)💞法正常工(gong)作。測量較(jiao)髒的污水(shui)時，孔☎️闆需(xū)經常清洗(xǐ)。如清洗不(bú)及時，測量(liàng)精度降低(dī)，取壓管經(jīng)常被污物(wu)堵死，儀表(biǎo)🐇無法使用(yòng)。用孔闆的(de)方🤞式測流(liu)量時還有(you)壓力損失(shi)大、維護量(liàng)大等缺點(dian)。因此改變(bian)❄️取壓方式(shi)，例如用徑(jìng)距取壓法(fǎ)，就可以減(jiǎn)少孔闆污(wu)🎯物的影響(xiǎng)。
4、結語
以上(shang)幾種污水(shui)流量測量(liàng)流量計中(zhōng)，電磁流量(liàng)計性能較(jiao)好，節流流(liú)量計應用(yòng)範圍廣，而(er)渦街流量(liàng)計比較新(xīn)型，并正在(zai)不斷發展(zhǎn)。隻有了解(jie)這幾種流(liú)量計各自(zi)的性能，才(cai)能對流量(liàng)計選型設(she)計好，使污(wū)水流量的(de)測量和控(kòng)制達到度(du)和可靠性(xìng)要求。
