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污(wu)水流量(liàng)測量中(zhōng)流量計(jì)的特點(dian)探究
發(fa)布日期(qī)：2025-12-07 浏覽次(cì)數：3244
工控(kong)摘要：
環(huan)保産業(ye)對污水(shuǐ)流量的(de)測量和(hé)控制的(de)度、可靠(kao)性👈要求(qiu)已越來(lai)越高，文(wén)章介紹(shao)了電磁(cí)式、渦街(jie)式、節流(liu)式等幾(jǐ)種流量(liang)🐇計的選(xuan)型設計(ji)，結合水(shuǐ)處理工(gong)藝，從理(li)論和實(shi)踐兩方(fāng)面闡述(shù)各自的(de)特點。
國(guo)外一位(wei)流量專(zhuan)家F.C.Kinghoro曾說(shuō)過，流量(liàng)計是少(shao)數幾種(zhǒng)使用比(bi)制造艱(jian)難的粘(zhan)性摩擦(cā)作用，還(hai)會産生(shēng)不穩定(ding)的旋渦(wō)和二次(cì)流等複(fu)雜流動(dòng)現象。測(cè)量儀表(biao)本身受(shou)到衆多(duo)因素🌍，如(rú)：管道、口(kou)徑大小(xiǎo)、形狀（圓(yuán)形、矩形(xíng)）、邊界條(tiáo)件、介質(zhì)的物性(xing)（溫度、壓(yā)力、密度(du)、粘度、髒(zāng)污性、腐(fǔ)📞蝕性等(děng)）、流體的(de)流動狀(zhuàng)态（紊流(liu)狀态、速(sù)度分布(bu)等）以及(ji)安裝條(tiáo)件與水(shui)平的影(yǐng)響。面對(duì)國内外(wai)十幾類(lèi)、上百個(gè)品種的(de)流量☎️儀(yi)表（先🈲後(hou)發展起(qi)來的容(róng)積式、差(chà)🌈壓式、渦(wō)輪式、面(miàn)積式、電(dian)磁式、超(chāo)聲波式(shi)和熱式(shì)流量計(jì)等類型(xing)），如何根(gen)據流量(liang)、流态、安(ān)裝要求(qiú)與環境(jìng)條⭐件、經(jīng)濟性等(deng)因素合(he)理選型(xíng)，是應用(yòng)好流量(liang)儀表的(de)✔️前提和(he)基礎✍️。除(chú)了儀表(biao)自身質(zhi)量要得(dé)到保證(zhèng)，工藝數(shu)據的提(tí)供和儀(yí)表的安(ān)☀️裝、使用(yòng)、維護是(shì)否合理(li)也相當(dang)重要。本(ben)文介紹(shào)電磁式(shi)、渦街式(shì)、節流式(shi)等幾種(zhong)㊙️流量計(ji)的選型(xíng)設計。
1、電(diàn)磁流量(liang)計選型(xing)設計
電(dian)磁流量(liàng)計自20世(shi)紀50年代(dài)末國内(nei)工業應(ying)用以來(lái)，七八十(shi)年代在(zai)👌流量測(cè)量中運(yùn)用和發(fā)展很快(kuai)。電磁流(liu)量計🔞的(de)工作原(yuán)理是🔴基(jī)于法拉(la)第電磁(cí)感應定(dìng)律，即被(bèi)測介質(zhi)垂直🥵于(yu)磁力線(xiàn)方向流(liu)動，因而(er)在與介(jie)質流動(dòng)和磁力(lì)線都垂(chui)直的方(fang)向上産(chǎn)生一感(gǎn)應電動(dong)🐉勢EX感應(ying)電動勢(shi)EX與被測(cè)介❌質流(liú)量（流速(sù)）成正比(bǐ)，電磁流(liú)量計不(bu)受溫度(dù)、壓力、粘(zhan)度、重度(du)等外界(jie)因素的(de)影響，測(ce)量管内(nèi)部無🌐收(shou)縮或凸(tu)出部分(fen)的壓力(lì)損失，另(ling)外⛹🏻♀️，流量(liàng)元件檢(jiǎn)測出的(de)zui初信号(hao)，是一個(gè)與✍️流體(ti)平均流(liu)速成線(xian)性變化(hua)的電🔅壓(ya)，它與流(liu)體的其(qí)他性質(zhì)無☀️關，具(jù)有很大(dà)的*性。
根(gen)據污水(shui)具有流(liu)量變化(huà)大、含雜(zá)質、腐蝕(shí)性小、有(yǒu)一定的(de)導電能(neng)力等特(te)性，測量(liàng)污水的(de)流量，電(dian)磁流量(liàng)計是一(yī)個很好(hǎo)🏒的選擇(ze)。它結構(gòu)緊湊、體(tǐ)積小，安(ān)裝、操作(zuò)、維護🈚方(fang)便，如測(cè)量系統(tǒng)采用智(zhì)能化設(shè)計，整體(ti)密😄封加(jiā)強，能在(zài)較惡劣(lie)的環境(jìng)下正常(chang)工作😘。可(kě)選用氯(lǜ)丁橡膠(jiao)襯裏，含(han)钼不鏽(xiù)鋼電極(jí)的電磁(cí)流量計(ji)，即可♉滿(mǎn)足污水(shuǐ)流量🚶♀️測(ce)量的要(yao)求。
某冶(yě)煉廠在(zài)生産中(zhōng)，由于生(shēng)産工藝(yì)的需要(yao)，會産生(shēng)大量的(de)工㊙️業污(wū)水，污水(shui)處理分(fen)廠必須(xu)對污水(shui)的流量(liang)進行監(jian)控。在☁️以(yǐ)往的設(shè)計中，流(liu)量儀表(biǎo)不少都(dou)選用旋(xuán)渦♊流量(liang)計和孔(kǒng)闆流量(liàng)計⚽。而實(shi)際應用(yòng)中發現(xian)測量的(de)流📱量顯(xian)示值與(yǔ)實際流(liú)量偏差(cha)較🛀大，而(er)改用🔆電(dian)磁流量(liàng)計🛀🏻偏差(chà)大大減(jiǎn)✔️小。
2、渦街(jiē)流量計(jì)選型設(shè)計
渦街(jiē)流量計(jì)作爲一(yī)種新型(xing)流量計(ji)，80年代中(zhōng)期以來(lái)發💞展較(jiao)💋快，它在(zai)流量測(cè)量方面(miàn)有着諸(zhū)多的優(you)點和長(zhang)處，在現(xiàn)☔代流量(liàng)測量中(zhong)應用越(yue)來越廣(guang)泛。在國(guo)内使用(yòng)渦街流(liu)量計進(jìn)行流量(liàng)測量也(ye)愈來愈(yù)得到重(zhong)視，目前(qian)我國已(yi)有性能(néng)優良并(bing)有自主(zhǔ)知識産(chan)權的🌈産(chǎn)品系列(liè)。渦街流(liú)量計是(shi)基于流(liú)體振🈲動(dòng)發展起(qi)來的，根(gen)據旋渦(wo)🈲的不同(tong)，檢測方(fāng)式從熱(re)絲式、熱(rè)敏式逐(zhú)漸發展(zhan)了應力(lì)式、磁敏(mǐn)式⛷️及差(chà)動開關(guan)電容式(shì)、超聲波(bo)式等。渦(wo)街流量(liang)計🌈幾乎(hū)可用于(yu)一切可(ke)形成旋(xuán)渦列的(de)場合，不(bu)僅可用(yòng)于封閉(bi)的管道(dao)，還可用(yòng)于開放(fàng)的溝槽(cáo)。與渦輪(lun)流量計(jì)相比，渦(wo)街流量(liang)計沒有(yǒu)可動的(de)機械部(bu)件♻️，維護(hù)工作量(liang)小🔞，儀表(biao)常數穩(wen)定；與孔(kǒng)闆式流(liú)量計相(xiàng)比，渦街(jie)流量計(jì)測量範(fan)圍大，壓(ya)力損失(shī)小，準确(què)度🐕高，安(an)裝與維(wei)護簡單(dān)。但渦街(jiē)流量計(ji)的環境(jing)相關參(can)數較多(duo)，容🔞易在(zai)使用現(xian)場被忽(hu)略而影(yǐng)🏃♀️響流量(liang)計性能(néng)的正确(què)發揮。
渦(wō)街流量(liàng)計的原(yuán)理是在(zài)流量計(ji)管道中(zhong)，設置一(yi)滞㊙️流件(jian)，當流體(tǐ)流經滞(zhì)流件時(shi)，由于滞(zhi)流件表(biǎo)面的滞(zhì)👉流作用(yòng)等🍉原因(yin)，在其下(xia)遊✂️會産(chan)生兩列(lie)不對稱(chēng)的旋渦(wō)，這些旋(xuán)渦在滞(zhi)流件的(de)側後🔱方(fang)分開，形(xíng)成所謂(wèi)的卡門(mén)（Karman）旋渦列(lie)，兩列旋(xuán)渦的旋(xuan)轉方向(xiang)是相🔴反(fan)的，卡門(mén)從理論(lun)上證明(ming)了當h/L=0.281（h爲(wèi)兩旋渦(wo)列之間(jian)的寬度(du)，L爲兩🌂個(gè)相鄰旋(xuan)渦間的(de)距離）時(shí)，旋渦列(liè)是穩定(dìng)的雷諾(nuò)數Re是表(biao)征粘性(xìng)流體📧流(liu)動特性(xìng)的一個(ge)無量綱(gāng)數，其物(wù)理意義(yi)是流體(tǐ)流動的(de)慣性力(li)與粘滞(zhi)✉️力的比(bi)值。因此(cǐ)，流體的(de)流動狀(zhuang)态對渦(wo)街流量(liang)計的使(shi)用也有(you)一定的(de)影響。如(rú)果環境(jìng)參數對(duì)流體流(liú)動狀态(tai)有影響(xiang)也會影(yǐng)響到渦(wō)街流量(liang)計的使(shi)用性能(néng)。
經過實(shi)踐，如下(xià)幾個方(fāng)面對渦(wō)街流量(liang)計的使(shi)用都🔞有(yǒu)影響，應(ying)對這些(xiē)問題進(jìn)行分析(xi)。
（1）渦街流(liú)量計的(de)測量範(fàn)圍較大(da)，一般10：1，但(dan)測量下(xià)限受許(xu)多因素(sù)限制：Re＞10000是(shi)渦街流(liu)量計工(gōng)作的zui基(ji)本條件(jiàn)，除此以(yǐ)🧑🏽🤝🧑🏻外，它還(hái)受旋渦(wō)能量的(de)限制，介(jie)質流速(sù)較低，則(zé)🌍旋渦的(de)💃🏻強度、旋(xuan)🌈轉速度(dù)也低，難(nán)以引起(qǐ)傳感元(yuan)件産生(sheng)響應信(xin)号，旋渦(wō)頻🐕率f也(yě)小，還會(hui)使信号(hào)處理發(fa)生困難(nan)。測量上(shang)限則受(shou)傳感器(qi)的頻率(lǜ)響😍應（如(ru)磁敏式(shì)一般不(bu)超過400Hz）和(hé)電路的(de)頻率限(xian)制，因此(cǐ)設計時(shi)一定要(yao)對流速(sù)範圍進(jin)行計算(suàn)、核算，根(gēn)據流體(tǐ)的流速(sù)進行選(xuǎn)擇。使用(yòng)現場環(huan)境條件(jiàn)複雜，選(xuan)型時🔱除(chu)注意環(huán)境溫度(dù)、濕度、氣(qi)氛等條(tiáo)件外，還(hái)要考慮(lǜ)電磁幹(gan)擾。在強(qiang)幹擾如(ru)高壓輸(shu)電電站(zhan)、大型整(zheng)流所等(deng)場合，磁(ci)敏式、壓(ya)電應力(li)式等儀(yí)表不能(neng)🆚正常工(gong)作或不(bu)能準确(que)🔅測量。
（2）振(zhèn)動也是(shì)該類儀(yi)表的一(yī)大勁敵(di)。因此在(zài)使用時(shí)注意避(bì)免機☁️械(xiè)振動，尤(you)其是管(guan)道的橫(heng)向振動(dong)（垂直于(yú)管道軸(zhóu)線又垂(chuí)🌈直旋渦(wo)發生體(ti)軸線的(de)振動），這(zhè)種影響(xiǎng)在流量(liang)計結構(gou)設計上(shang)是無😘法(fǎ)抑制和(he)消除的(de)。由于渦(wo)街信🛀号(hao)對流場(chǎng)❤️影響同(tóng)樣敏感(gan)，故直管(guǎn)段長度(dù)🧑🏾🤝🧑🏼不能保(bǎo)證穩定(ding)渦街所(suo)必要的(de)流動條(tiao)件時，是(shì)不宜選(xuan)用的。即(ji)使是抗(kàng)振性較(jiào)強的🐕電(dian)容式、超(chao)聲波式(shì)，保證流(liú)體爲充(chōng)分發㊙️展(zhǎn)的單💋向(xiang)流，也是(shì)不可忽(hū)略的。
（3）介(jiè)質溫度(dù)對渦街(jiē)流量計(ji)的使用(yong)性能也(yě)有很大(dà)的影響(xiǎng)。如壓力(lì)❓應力式(shì)渦街流(liu)量計不(bú)能長期(qi)使用在(zai)📞300℃狀态下(xia)，因🧡其絕(jué)❤️緣阻抗(kàng)會由常(chang)溫下的(de)10MΩ～100MΩ急降至(zhì)1MΩ～10KΩ，輸出信(xin)号也☂️變(bian)小，導緻(zhi)測量特(te)性惡化(hua)，對此宜(yí)選用磁(cí)敏式或(huo)電容式(shì)結構。在(zài)測量系(xì)統中，傳(chuán)感器與(yǔ)轉換器(qì)宜采用(yong)分離安(ān)裝方式(shi)，以免長(zhǎng)期高溫(wen)影響儀(yi)表可💋靠(kao)性和使(shi)用壽命(mìng)。
渦街流(liú)量計是(shì)一種比(bǐ)較新型(xing)的流量(liàng)計，處于(yu)發展階(jie)段，還不(bú)很成熟(shú)，如果選(xuan)擇不當(dāng)，性能也(yě)不能很(hen)好發揮(hui)。隻有經(jing)過合理(lǐ)選型、正(zhèng)确安裝(zhuāng)後，還需(xū)要在使(shǐ)用過程(cheng)中認真(zhēn)定期維(wéi)✊護，不斷(duan)積累經(jīng)驗，提高(gao)對系統(tong)故障的(de)預見性(xìng)以及判(pàn)斷、處理(li)問題的(de)☎️能力，從(cong)而達到(dào)令人滿(mǎn)意的效(xiao)果。
3、節流(liu)式流量(liang)計選型(xing)設計
節(jiē)流式流(liú)量計是(shi)早期大(dà)量使用(yòng)的一種(zhǒng)測量流(liu)量的計(jì)量裝置(zhì)，其曆史(shi)zui長，用量(liang)zui多。現在(zài)常見的(de)爲圓孔(kong)闆型和(he)錐形入(rù)🔞口闆型(xíng)，其🍉工作(zuò)原理是(shì)在流體(tǐ)管道🥰中(zhōng)加入👨❤️👨一(yī)孔闆節(jiē)流件，通(tong)過導壓(ya)管引入(rù)壓差變(bian)送📱器測(cè)出節流(liu)件上、下(xià)♉遊的壓(ya)差，根據(jù)所測的(de)壓差經(jīng)💰過計算(suan)即得出(chu)流量的(de)瞬🐇時值(zhí)。由于導(dao)壓管内(nei)水的不(bu)流動性(xing)，在較寒(han)冷地區(qū)，冬天室(shi)外安裝(zhuāng)的孔🏃🏻♂️闆(pǎn)取壓管(guan)容易凍(dòng)裂（凍♌住(zhù)），使差壓(ya)儀器無(wu)法正常(chang)工作。測(ce)🔴量較髒(zāng)的污水(shui)時，孔📱闆(pan)需經常(cháng)清洗。如(ru)清洗不(bu)及時，測(cè)量精度(dù)降低，取(qǔ)壓管經(jing)常被污(wu)物堵死(sǐ)，儀表無(wú)法使用(yòng)。用孔闆(pan)的方式(shi)測流量(liàng)時還有(yǒu)壓力損(sǔn)失大、維(wei)護量大(dà)等缺點(diǎn)。因此改(gǎi)變取壓(yā)方式，例(li)如用徑(jing)距取✏️壓(ya)法，就可(kě)以減少(shǎo)孔闆污(wū)物的📧影(yǐng)響。
4、結語(yǔ)
以上幾(ji)種污水(shuǐ)流量測(cè)量流量(liàng)計中，電(diàn)磁流量(liang)計性能(neng)較好‼️，節(jiē)流流量(liang)計應用(yòng)範圍廣(guang)，而渦街(jie)流量計(jì)比較新(xīn)👌型，并正(zheng)在不斷(duan)發展。隻(zhi)有了解(jiě)這幾種(zhǒng)流量計(ji)🔴各自的(de)性能，才(cai)能對流(liú)量計選(xuan)型設計(ji)好，使污(wū)水流💔量(liàng)的測量(liang)和控制(zhi)達到度(du)和可靠(kào)性要求(qiú)。
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