污(wu)水流量(liàng)測量中(zhong)流量計(jì)的特點(diǎn)探究
發(fa)布日期(qī)：2025-12-01 浏覽次(cì)數：3244
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工控(kong)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(kao)性要求(qiú)已越來(lai)✨越高，文(wen)章介紹(shào)了電磁(ci)式、渦街(jiē)式、節流(liú)🏃🏻式等🤟幾(ji)種流量(liang)計的選(xuǎn)型設計(ji)，結合水(shuǐ)處理工(gōng)藝，從理(lǐ)論和實(shí)踐兩方(fang)面闡述(shu)各自的(de)特點。
國(guo)外一位(wei)流量專(zhuān)家F.C.Kinghoro曾說(shuō)過，流量(liàng)計是少(shao)數幾種(zhong)使用比(bi)㊙️制造艱(jiān)難的粘(zhān)性摩擦(ca)作用，還(hai)會産生(sheng)不穩定(dìng)的旋🍓渦(wo)和二次(cì)流等複(fu)雜流動(dong)現象。測(ce)量儀表(biǎo)本身受(shou)到衆✌️多(duō)因素，如(ru)：管道、口(kou)徑大小(xiǎo)、形狀（圓(yuan)形、矩形(xing)）、邊界條(tiao)件、介質(zhì)的物性(xing)🐆（溫度、壓(yā)力、密度(dù)、粘度、髒(zāng)污性、腐(fu)蝕性等(děng)）、流體的(de)流動狀(zhuang)态（紊流(liu)狀态、速(su)💁度分布(bù)等）以及(jí)安裝條(tiao)件與水(shui)平的影(ying)響。面💃🏻對(dui)國内外(wai)十幾♋類(lèi)、上百個(ge)品種的(de)流量儀(yí)表（先後(hòu)發展起(qǐ)來的容(róng)積式、差(cha)壓式、渦(wo)輪式、面(mian)積式、電(dian)磁式、超(chāo)聲波式(shì)💔和熱式(shi)流量計(jì)等類型(xing)），如何根(gen)據流🌐量(liang)、流态⭐、安(an)裝要求(qiu)與環境(jìng)條件、經(jing)濟性等(deng)因素合(he)理選型(xing)，是應用(yòng)好流量(liang)儀表的(de)🧡前提和(hé)基礎🥰。除(chú)了儀表(biao)自身質(zhi)量要得(de)到保證(zheng)，工藝數(shu)據的提(tí)供和儀(yí)表的安(an)裝、使用(yong)、維護是(shi)否合理(lǐ)也相當(dang)重要⚽。本(běn)文介紹(shao)電磁式(shì)、渦街式(shì)、節流式(shi)等幾種(zhong)流量計(jì)的選型(xing)設計。
1、電(dian)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(dai)末國内(nei)工業應(ying)用以來(lai)，七八十(shí)年代👄在(zai)流量測(ce)量中運(yùn)用和發(fā)展很快(kuai)。電磁流(liú)🌈量計的(de)工作原(yuan)理是♻️基(ji)于法拉(lā)第電磁(cí)感應定(ding)律，即被(bei)測介質(zhì)垂直于(yu)磁力線(xian)方向流(liu)動，因而(ér)在與介(jie)質流動(dòng)和磁力(lì)線都垂(chui)直的方(fang)向📞上産(chan)生一感(gan)應電動(dòng)勢EX感應(yīng)電動♌勢(shì)EX與被測(ce)介質流(liu)量（流速(su)🆚）成正比(bi)，電磁流(liu)量計不(bú)受溫度(dù)、壓力、粘(zhān)度、重🐇度(dù)等外界(jiè)因素🔞的(de)影🤟響，測(cè)量管🔴内(nèi)部無收(shou)縮或凸(tu)出部分(fen)💜的壓力(li)損失，另(lìng)外，流量(liàng)元件檢(jiǎn)測出💋的(de)zui初信号(hao)，是一個(ge)與流體(ti)平均🤟流(liú)速成線(xiàn)性變化(huà)的電壓(yā)，它與流(liu)體的其(qí)他性質(zhì)無關，具(jù)有很大(da)的*性。
根(gēn)據污水(shui)具有流(liú)量變化(hua)大、含雜(za)質、腐蝕(shí)性小、有(yǒu)一定的(de)導電能(néng)力等特(tè)性，測量(liàng)污水的(de)流量，電(diàn)磁流量(liàng)計是一(yi)個很好(hao)的選擇(ze)。它結構(gou)緊湊、體(ti)積小，安(ān)裝、操作(zuo)、維護方(fāng)便，如測(ce)量系🐆統(tǒng)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(jìng)下正常(cháng)工作。可(ke)選用氯(lǜ)丁橡膠(jiāo)襯裏💚，含(han)钼不鏽(xiù)鋼電極(ji)的電磁(cí)流量計(jì)，即可滿(man)足污水(shui)流量測(ce)量的要(yào)求。
某冶(yě)煉廠在(zai)生産中(zhong)，由于生(shēng)産工藝(yi)的需要(yao)，會産生(shēng)大量的(de)工業污(wu)水，污水(shui)處理分(fen)廠必須(xu)對污水(shui)的流量(liàng)進行監(jian)控。在以(yǐ)往的設(she)計中，流(liú)量儀表(biao)不少都(dou)選🧡用旋(xuan)渦流量(liàng)計和孔(kǒng)闆流量(liàng)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(liú)量偏差(cha)較大，而(er)改用💃電(dian)磁流量(liàng)計偏差(cha)大大減(jian)小。
2、渦街(jie)流量計(ji)選型設(she)計
渦街(jiē)流量計(ji)作爲一(yi)種新型(xíng)流量計(ji)，80年代中(zhōng)期以來(lai)發展較(jiào)快🚩，它在(zai)流量測(cè)量方面(miàn)有着諸(zhu)多的優(you)點和長(zhǎng)處💃🏻，在現(xian)代流量(liang)測量中(zhong)🔴應用越(yue)來越廣(guang)泛。在國(guó)内使用(yong)渦🏃街流(liú)量計進(jìn)行流量(liang)測量也(yě)愈來愈(yu)得到重(zhòng)🔅視，目前(qián)我國已(yǐ)有性能(néng)優良并(bìng)有自主(zhǔ)知識産(chan)權的産(chan)品系列(liè)。渦街流(liu)量計是(shi)基于流(liú)體振動(dòng)發展起(qǐ)來的，根(gēn)據旋渦(wo)的不同(tong)，檢測方(fāng)式♈從熱(rè)絲式、熱(re)敏式逐(zhu)漸發展(zhǎn)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(hu)可用于(yú)一切可(ke)💛形成旋(xuán)渦列的(de)場合，不(bu)僅可用(yòng)于封閉(bì)的管道(dao)，還可用(yòng)于開放(fàng)的溝槽(cáo)。與渦輪(lun)流量計(ji)相比，渦(wo)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(xiàng)比，渦街(jiē)流量計(ji)測量範(fàn)圍大，壓(ya)力損失(shi)小，準确(què)度✉️高，安(ān)裝與維(wéi)護簡單(dan)。但渦街(jiē)流🌈量計(jì)的環境(jing)相關參(can)數較多(duo)，容易在(zai)使用現(xiàn)場🔱被忽(hu)略而影(yǐng)響🌈流量(liang)計性能(néng)的正确(què)發揮。
渦(wo)街流量(liàng)計的原(yuán)理是在(zai)流量計(ji)管道中(zhong)，設置一(yī)滞流件(jian)✏️，當流體(tǐ)流經滞(zhì)流件時(shí)，由于滞(zhì)流件表(biǎo)面的滞(zhi)流作☀️用(yong)等原因(yīn)🈚，在其下(xia)遊會産(chǎn)生兩列(lie)不對稱(cheng)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(wei)的卡門(men)（Karman）旋渦列(lie)，兩列旋(xuan)渦的旋(xuan)轉方向(xiàng)是相反(fǎn)的，卡門(mén)從理論(lun)上證🧑🏾🤝🧑🏼明(míng)了當h/L=0.281（h爲(wèi)兩旋渦(wo)列之間(jiān)的寬度(du)，L爲兩個(ge)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(xing)流體流(liú)動特性(xing)的一個(ge)🎯無量綱(gang)數，其物(wu)理意義(yi)是流體(ti)流動的(de)慣性力(li)與粘滞(zhi)☀️力的比(bi)值。因🏒此(ci)，流體的(de)流動狀(zhuang)态對渦(wō)街流量(liàng)計的使(shi)用也有(yǒu)一定的(de)影響。如(ru)果環境(jing)參數🌏對(dui)流體流(liú)動狀态(tài)有影響(xiang)也會影(yǐng)響到渦(wō)街流量(liàng)計☀️的使(shǐ)用性能(néng)。
經過實(shí)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(yīng)對這些(xie)問題進(jìn)行分析(xī)。
（1）渦街流(liu)量計的(de)測量範(fàn)圍較大(da)，一般10：1，但(dan)測量下(xia)限受許(xǔ)多🔞因素(su)限制：Re＞10000是(shì)渦街流(liu)量計工(gōng)作的zui基(ji)本條件(jian)，除此以(yǐ)外，它還(hai)受旋渦(wo)能量的(de)限制，介(jiè)質流速(su)較低，則(ze)㊙️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(ye)小，還會(huì)使信号(hào)處理發(fa)生困難(nan)。測量上(shàng)限則受(shou)傳感器(qì)的頻率(lǜ)響應（如(ru)磁敏式(shì)一般不(bú)超過400Hz）和(he)✏️電路的(de)頻率限(xian)制，因此(cǐ)設計時(shí)一定要(yào)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(xuan)擇。使用(yong)現場環(huán)境條件(jian)複雜，選(xuǎn)型時除(chú)注意環(huán)境溫度(du)、濕度、氣(qi)氛等條(tiáo)件外，還(hai)要考慮(lü)電磁幹(gan)擾。在強(qiang)幹擾如(ru)高壓輸(shu)電電站(zhàn)、大型整(zheng)流所等(deng)場合，磁(cí)敏式、壓(yā)電應力(lì)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(shi)該類儀(yí)表的一(yī)大勁敵(dí)。因此在(zai)使用時(shi)注意避(bì)免機械(xiè)振動，尤(yóu)其是管(guǎn)道的橫(heng)向振動(dong)（垂直于(yú)管道軸(zhou)線又垂(chui)直旋渦(wō)發生體(tǐ)軸線的(de)振動），這(zhè)種影響(xiǎng)在流㊙️量(liàng)計結構(gòu)設計💃🏻上(shang)是無法(fa)抑制和(he)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(guan)段長度(dù)🙇🏻不能保(bao)證穩定(dìng)渦街所(suǒ)必要的(de)流動條(tiao)♍件時，是(shi)不宜選(xuan)用的。即(jí)使是抗(kàng)振性較(jiao)強的電(diàn)容式、超(chāo)聲波式(shi)，保證流(liú)體爲充(chong)分發展(zhan)的單向(xiàng)流，也是(shì)不可忽(hū)略的。
（3）介(jiè)質溫度(du)對渦街(jiē)流量計(jì)的使用(yòng)性能也(yě)有很大(dà)的影響(xiǎng)。如🔴壓力(li)應力式(shi)渦街流(liu)量計不(bu)能長期(qi)使用在(zai)300℃狀态下(xia)，因🈲其絕(jue)緣阻抗(kang)會由常(cháng)溫下的(de)10MΩ～100MΩ急降至(zhi)1MΩ～10KΩ，輸出♉信(xìn)号也變(bian)小，導緻(zhì)測量特(tè)性惡化(hua)，對此宜(yí)選用磁(ci)敏式或(huò)電容式(shi)結構。在(zài)測量系(xi)統☎️中，傳(chuan)感器與(yǔ)轉換器(qì)宜采用(yòng)分離安(ān)裝方式(shì)，以♊免長(zhang)期高溫(wēn)影響儀(yí)表可靠(kào)性和使(shǐ)用壽命(mìng)。
渦街流(liu)量計是(shi)一種比(bi)較新型(xing)的流量(liang)計，處于(yu)發展階(jie)段，還不(bu)很成熟(shu)，如果選(xuan)擇不當(dāng)，性能也(ye)不能很(hen)好發揮(hui)。隻有經(jing)過合理(li)選型、正(zhèng)确安裝(zhuang)後，還需(xu)要在使(shi)用過程(cheng)中認真(zhen)定期維(wéi)護，不斷(duàn)積累經(jīng)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(mǎn)意的效(xiào)果。
3、節流(liú)式流量(liang)計選型(xing)設計
節(jiē)流式流(liu)量計是(shi)早期大(da)量使用(yong)的一種(zhong)測量流(liu)量的計(ji)量裝置(zhì)，其曆史(shi)zui長，用量(liàng)zui多。現在(zai)常見的(de)爲圓孔(kǒng)闆型和(he)錐形入(rù)口闆型(xíng)，其工作(zuò)原理是(shi)在流體(ti)管道中(zhōng)加入一(yī)孔闆節(jie)流件，通(tong)過導🈲壓(ya)管引入(rù)壓差變(biàn)送器測(cè)出節流(liú)件上、下(xià)遊的壓(yā)差，根據(ju)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(dao)壓管内(nei)水的不(bú)流動性(xing)，在較寒(hán)冷地區(qu)，冬天室(shì)外安裝(zhuāng)的孔闆(pǎn)取壓管(guǎn)容易凍(dòng)裂（凍住(zhu)），使差壓(ya)儀器無(wu)法正常(cháng)工作。測(ce)😍量較髒(zang)的污水(shuǐ)時，孔闆(pǎn)需經常(cháng)清洗。如(rú)清洗不(bu)及時，測(cè)量精度(dù)降低，取(qu)壓管♉經(jīng)常被污(wū)物堵死(si)，儀表無(wú)法使用(yong)。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(da)等缺點(diǎn)。因此改(gai)變取壓(yā)方式，例(lì)如用徑(jìng)距取壓(ya)法♋，就可(ke)以減少(shǎo)孔闆污(wu)📱物的影(ying)響。
4、結語(yǔ)
以上幾(jǐ)種污水(shui)流量測(ce)量流量(liàng)計中，電(diàn)磁流量(liang)計性🔞能(néng)較好，節(jiē)流流量(liàng)計應用(yong)範圍廣(guǎng)，而渦街(jiē)流量計(ji)比較新(xin)✉️型，并正(zheng)在不斷(duan)發展。隻(zhī)有了解(jiě)這幾種(zhǒng)流量計(ji)各自的(de)性能，才(cai)能對流(liu)量計選(xuǎn)型設計(ji)好，使污(wu)水流量(liang)的測量(liang)㊙️和控制(zhi)達到度(du)和可👉靠(kào)性要求(qiú)。
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