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污(wū)水流量(liang)測量中(zhōng)流量計(jì)的特點(dian)探究
發(fā)布日期(qī)：2025-12-01 浏覽次(cì)數：3244
工控(kòng)摘要：
環(huan)保産業(yè)對污水(shuǐ)流量的(de)測量和(he)控制的(de)度、可靠(kào)性要求(qiú)已☎️越來(lai)越高，文(wen)章介紹(shao)了電磁(cí)式、渦街(jiē)式、節流(liu)❗式等⚽幾(ji)種流量(liang)計的🚶選(xuan)型🆚設計(jì)，結合水(shui)處理工(gong)藝，從理(li)論和實(shi)踐兩方(fang)面闡述(shù)各自🤟的(de)特點。
國(guo)外一位(wèi)流量專(zhuan)家F.C.Kinghoro曾說(shuō)過，流量(liàng)計是少(shao)數幾種(zhong)使用🌍比(bǐ)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(wo)和二次(cì)🏒流等複(fu)雜💃流動(dòng)現象。測(cè)量儀表(biǎo)本身受(shou)到衆多(duo)因素，如(ru)：管道、口(kǒu)徑大小(xiǎo)、形狀（圓(yuan)形、矩形(xíng)）、邊🚩界條(tiáo)件、介📱質(zhi)的物性(xing)（溫度、壓(yā)力、密度(du)、粘度、髒(zang)污性、腐(fǔ)蝕性等(děng)）、流體的(de)流動狀(zhuàng)态（紊流(liú)狀态、速(su)度分布(bu)等）以及(ji)安裝條(tiao)件與水(shuǐ)平的影(ying)響。面對(dui)國内外(wai)十幾類(lei)、上百個(gè)品種✉️的(de)流量儀(yi)表（先後(hou)發展起(qǐ)來的容(róng)積式、差(cha)壓🏃🏻式、渦(wō)輪式、面(mian)積式、電(diàn)磁式、超(chao)聲波式(shi)和熱式(shi)流量計(jì)等類型(xing)），如何根(gen)據流量(liàng)、流态、安(an)裝要求(qiú)與環境(jìng)條☀️件、經(jing)濟性等(děng)因素合(he)理選型(xing)，是應用(yong)好流量(liang)儀表的(de)前提和(he)基礎。除(chú)了儀表(biao)自身質(zhì)量要得(dé)到保證(zheng)，工藝數(shù)據的提(tí)供和儀(yi)表的安(ān)🔴裝、使㊙️用(yòng)、維護是(shi)否合理(lǐ)也相當(dang)重要。本(ben)文介紹(shao)電磁式(shì)、渦街式(shi)、節流式(shì)等幾種(zhong)流量計(ji)的選型(xing)設計👣。
1、電(dian)磁流量(liang)計選型(xíng)設計
電(diàn)磁流量(liàng)計自20世(shì)紀50年代(dai)末國内(nei)工業應(yīng)用以來(lai)，七八十(shí)年🌍代在(zai)流量測(ce)量中運(yun)用和發(fā)展很快(kuai)。電磁流(liú)量計的(de)工作原(yuan)理是基(jī)于法拉(la)第電磁(cí)感應定(ding)律，即被(bei)測介質(zhì)垂直于(yu)磁力線(xiàn)方向流(liu)動，因而(er)在與介(jiè)質💃流動(dòng)和磁力(lì)線都垂(chui)直的方(fāng)向上産(chan)生一感(gan)應電動(dong)勢EX感應(yīng)電動勢(shi)EX與被測(cè)介‼️質流(liú)量（流速(su)）成正比(bi)，電磁🔞流(liú)量計不(bú)受💛溫度(du)、壓力、粘(zhan)度、重度(dù)等外界(jie)因素的(de)影響，測(cè)量管✨内(nèi)部無收(shōu)縮或凸(tu)出部分(fèn)的壓力(li)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(xiàn)👣性變化(huà)的電壓(yā)，它與流(liu)體的其(qi)他性質(zhi)無關，具(jù)有很大(da)的*性。
根(gēn)據污水(shui)具有流(liu)量變化(huà)大、含雜(za)質、腐蝕(shi)性小、有(yǒu)一📞定✔️的(de)導電能(néng)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(hao)的選㊙️擇(zé)。它結構(gòu)緊湊、體(ti)積小，安(ān)裝、操🐇作(zuo)、維護🈲方(fang)便，如測(ce)量系統(tong)采用智(zhi)能化設(she)計，整體(ti)密封加(jia)強，能♋在(zai)較惡劣(lie)的環境(jing)下正常(cháng)工作。可(kě)選用氯(lǜ)❤️丁橡膠(jiao)襯裏，含(hán)钼不鏽(xiù)鋼電極(ji)的電磁(ci)流量計(ji)，即可滿(mǎn)足污水(shui)流量測(cè)量的要(yào)求。
某冶(ye)煉廠在(zai)生産中(zhōng)，由于生(sheng)産工藝(yì)的需要(yao)，會産生(shēng)大量的(de)工業污(wū)水，污水(shuǐ)處理分(fen)廠必須(xū)對污水(shuǐ)的流量(liang)進🏃🏻♂️行監(jian)控。在以(yi)往的設(shè)計中，流(liú)量儀表(biǎo)不少都(dou)選用旋(xuán)渦流量(liang)計😘和孔(kong)闆流量(liang)計。而實(shi)際應用(yong)中發現(xian)測量的(de)流量顯(xian)示值😄與(yu)實際流(liu)❓量偏差(chà)較大，而(er)改用電(dian)磁流量(liang)計偏差(chà)大大減(jian)小。
2、渦街(jie)流量計(jì)選型設(shè)計
渦街(jiē)流量計(jì)作爲一(yī)種新型(xíng)流量計(ji)，80年代中(zhōng)期以來(lái)發展較(jiào)快，它在(zài)流量測(cè)量方面(mian)有着諸(zhū)多的優(you)點和長(zhǎng)處🧡，在現(xiàn)代流量(liàng)測量中(zhong)應用越(yuè)來越廣(guang)泛。在國(guó)内🐇使用(yòng)渦街流(liu)量計進(jin)行⛹🏻♀️流量(liàng)測量也(ye)愈來愈(yù)得到重(zhong)視，目前(qián)我國已(yǐ)有性能(neng)優良并(bing)有自主(zhǔ)知♻️識産(chan)權的産(chan)品系列(liè)。渦街流(liu)量計是(shì)基于流(liú)體振動(dong)發展起(qi)來的，根(gēn)據旋渦(wō)的不同(tong)，檢測方(fang)式從熱(re)絲式、熱(re)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(bō)式等。渦(wo)街流量(liàng)計💘幾乎(hū)可用于(yu)一切可(ke)形成旋(xuán)渦列的(de)場合，不(bú)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(lún)流量計(jì)相🌈比，渦(wō)街流量(liang)計沒有(you)可動的(de)機械部(bù)件，維護(hu)工作量(liang)小，儀表(biǎo)常數穩(wěn)定；與孔(kǒng)闆式流(liú)量計相(xiang)比，渦街(jiē)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(wéi)護簡單(dan)。但渦街(jie)流🍉量計(jì)的環✏️境(jìng)相關參(can)數較多(duō)，容易在(zai)使用現(xian)場☂️被忽(hū)略而影(ying)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(jì)管道中(zhong)，設置一(yi)滞流件(jiàn)，當流體(tǐ)流經滞(zhi)流件時(shí)，由于滞(zhì)流件表(biao)面的滞(zhi)流作用(yòng)等原因(yīn)，在其下(xià)遊🏃🏻會産(chan)生兩列(lie)不對稱(chēng)的旋🔴渦(wo)，這些🏃🏻旋(xuan)渦在滞(zhì)流件的(de)側後🌈方(fang)分開⭕，形(xing)成所謂(wèi)的卡門(men)（Karman）旋渦列(lie)，兩列旋(xuan)渦的旋(xuán)轉方向(xiang)是相💚反(fan)的，卡門(mén)從理論(lùn)上證明(ming)了當h/L=0.281（h爲(wei)兩❌旋渦(wo)列之間(jiān)💔的寬度(du)，L爲兩個(gè)相鄰旋(xuan)渦間的(de)距離）時(shi)，旋渦列(liè)是穩定(dìng)的雷諾(nuò)數Re是表(biǎo)征粘💰性(xìng)流體🔱流(liú)動特性(xing)的一個(ge)無量綱(gāng)數，其物(wù)理🛀意義(yì)是流體(ti)流動的(de)慣性力(lì)與粘滞(zhi)力的比(bi)值。因此(cǐ)，流體的(de)流動狀(zhuang)态對渦(wō)街流量(liàng)計的使(shǐ)用也有(you)一🔞定的(de)影響。如(ru)果環境(jìng)參數對(duì)流體流(liu)動狀🍉态(tai)有影響(xiǎng)也會影(ying)響到渦(wo)街流量(liang)計🤩的使(shǐ)用性能(neng)。
經過實(shi)踐，如下(xià)幾個方(fāng)面對渦(wō)街流量(liang)計的使(shǐ)用都有(yǒu)影響，應(ying)🍓對👄這些(xie)問題進(jin)行分析(xi)。
（1）渦街流(liu)量計的(de)測量範(fàn)圍較大(da)，一般10：1，但(dàn)測量下(xia)限受許(xu)多因素(su)限制：Re＞10000是(shì)渦街流(liu)量計工(gōng)作的zui基(jī)本條件(jiàn)，除📞此以(yǐ)外，它☀️還(hái)受旋渦(wo)能量的(de)限制，介(jiè)質流速(su)較低，則(zé)旋渦的(de)🏃強度、旋(xuan)轉速度(du)也低，難(nan)以引起(qǐ)傳感元(yuan)件産生(sheng)響應信(xìn)号，旋渦(wō)頻✨率f也(yě)小，還🐪會(hui)使信号(hào)處理發(fa)生🛀🏻困難(nán)。測量上(shàng)限則受(shòu)傳感器(qì)的頻率(lǜ)響應（如(ru)磁敏式(shì)一般不(bu)超過400Hz）和(he)電路的(de)頻率限(xian)制，因此(ci)設計時(shi)一定要(yào)對流速(su)範圍進(jìn)行計算(suan)👉、核算，根(gēn)據流體(tǐ)的流速(su)進👨❤️👨行選(xuǎn)擇。使用(yòng)現場環(huan)境條件(jian)複雜，選(xuǎn)型時除(chu)注意環(huan)境溫度(du)、濕度、氣(qi)氛等條(tiao)件外，還(hai)要考慮(lǜ)電磁幹(gàn)擾。在強(qiang)幹擾如(rú)高壓輸(shū)電電站(zhan)、大型整(zhěng)流所等(deng)場合，磁(ci)敏🔞式、壓(ya)電應力(li)式等儀(yi)表不能(neng)🔱正常工(gōng)作或不(bú)能準确(que)🌈測量。
（2）振(zhen)動也是(shì)該類儀(yí)表的一(yī)大勁敵(di)。因此在(zài)使用時(shi)注意避(bi)🔅免機械(xie)振動，尤(you)其是管(guan)道的橫(héng)向振動(dong)（垂直于(yú)管道軸(zhou)線🌈又垂(chui)直旋渦(wō)發生體(ti)軸線的(de)振動），這(zhè)種影🈲響(xiǎng)在流量(liàng)計結構(gou)設計上(shàng)是無法(fǎ)抑制🤞和(hé)消除的(de)。由于渦(wo)街信🌏号(hao)對流場(chang)👌影響同(tong)樣🌍敏感(gǎn)，故直管(guǎn)段長度(dù)不能保(bao)證穩定(dìng)渦街所(suo)必💋要的(de)流動條(tiáo)件時，是(shi)不宜🔆選(xuǎn)用的。即(jí)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(chong)分發展(zhan)的單🈲向(xiang)流，也是(shì)❤️不可忽(hu)略的。
（3）介(jiè)質溫度(dù)對渦街(jie)流量計(jì)的使用(yong)性能也(yě)有很大(dà)的影響(xiang)。如壓力(lì)應力式(shi)渦街流(liu)量計不(bú)能長期(qī)使用在(zai)📐300℃狀态下(xià)，因🈲其絕(jué)緣阻抗(kang)會由常(chang)溫下的(de)10MΩ～100MΩ急降至(zhì)1MΩ～10KΩ，輸出信(xin)号也變(biàn)小，導緻(zhì)測量特(tè)性惡化(hua)，對此宜(yi)選用磁(cí)敏式或(huo)電容式(shì)結構。在(zài)測量系(xi)統中，傳(chuán)感器與(yǔ)轉換器(qì)宜采用(yòng)分離🛀🏻安(an)裝方式(shì)，以✨免長(zhǎng)期高溫(wēn)😍影響儀(yi)表可✉️靠(kào)性和使(shǐ)用🌈壽命(mìng)。
渦街流(liu)量計是(shì)一種比(bǐ)較新型(xíng)的流量(liàng)計，處于(yú)發展階(jie)段，還不(bu)很成熟(shu)，如果選(xuǎn)擇不當(dāng)，性能也(ye)不能很(hen)好🧑🏽🤝🧑🏻發揮(huī)。隻有♋經(jing)過合理(li)選型、正(zhèng)确安裝(zhuāng)後，還需(xu)要在使(shǐ)用過程(cheng)中認真(zhēn)定期維(wéi)護，不斷(duan)🔅積累經(jing)驗，提高(gao)對系✏️統(tong)故障的(de)預見性(xing)以及判(pan)斷、處理(lǐ)問題的(de)能力，從(cong)而達到(dào)令人滿(man)意的效(xiao)果。
3、節流(liu)式流量(liàng)計選型(xíng)設計
節(jiē)流式流(liú)量計是(shi)早期大(dà)量使用(yong)的一種(zhong)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(hé)錐形入(rù)🌐口闆型(xing)，其工作(zuò)原理是(shì)在流體(ti)管道‼️中(zhōng)加入一(yī)孔闆節(jiē)流件，通(tōng)過導壓(yā)管引入(ru)壓差變(biàn)送器測(cè)出節流(liú)件上、下(xià)遊的壓(yā)差，根據(jù)所測的(de)壓差經(jing)過計算(suan)即得出(chu)流量的(de)瞬時值(zhí)。由于導(dǎo)壓管内(nèi)水的不(bu)流動性(xìng)，在較寒(han)冷地區(qū)，冬天室(shì)外安裝(zhuang)的孔闆(pan)取壓管(guǎn)容易凍(dong)裂（凍住(zhù)），使差壓(yā)儀器無(wu)法正常(chang)工作。測(ce)量較髒(zang)的污水(shuǐ)時，孔闆(pǎn)需經常(chang)清洗。如(ru)清洗不(bú)及時♌，測(ce)量精度(du)降低，取(qu)壓管經(jīng)常被污(wu)物堵死(si)，儀表無(wu)法使用(yòng)。用孔闆(pan)的方式(shì)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(ya)方式，例(lì)如用徑(jìng)距取壓(yā)法，就可(ke)以減少(shao)孔闆污(wū)物的影(yǐng)響。
4、結語(yu)
以上幾(jǐ)種污水(shui)流量測(ce)量流量(liang)計中，電(diàn)磁流量(liang)計性能(neng)🐕較好，節(jiē)流流量(liàng)計應用(yong)範圍廣(guǎng)，而渦街(jie)流量計(ji)比較新(xīn)🈲型，并正(zhèng)在不斷(duàn)發展。隻(zhī)有了解(jiě)這幾種(zhǒng)流量計(jì)各自的(de)性能，才(cai)能對流(liú)量計選(xuǎn)型設計(ji)好，使污(wū)水流量(liang)的測量(liàng)和控制(zhi)達到度(dù)和可靠(kào)性要求(qiú)。
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