污(wū)水流量測量(liàng)中流量計的(de)特點探究
發(fa)布日期：2025-12-01 浏覽(lan)次數：3244
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工控摘(zhai)要：
環保産業(yè)對污水流量(liàng)的測量和控(kong)制的度、可靠(kao)性要😄求已🙇♀️越(yuè)來越高，文章(zhāng)介紹了電磁(cí)式、渦街式、節(jiē)流🌈式等⁉️幾種(zhǒng)流量計的選(xuan)型設計，結合(he)水處理工藝(yi)，從理論和實(shi)踐兩方面闡(chǎn)🔞述各自的特(te)點。
國外一位(wèi)流量專家F.C.Kinghoro曾(céng)說過，流量計(jì)是少數幾種(zhong)使☔用比制造(zào)艱難的粘性(xing)摩擦作用，還(hai)會産生不穩(wen)定的旋渦和(he)🆚二次流等🏒複(fú)雜🍓流動現象(xiàng)。測量儀表本(běn)身受到衆🤞多(duō)因素，如：管道(dào)、口徑大小、形(xíng)狀（圓形、矩形(xing)）、邊界條件、介(jiè)質的物性🧡（溫(wen)度、壓力🥰、密度(du)、粘度、髒污性(xing)、腐💰蝕性等）、流(liu)體的流動狀(zhuang)态🧡（紊流狀态(tài)、速度分布等(deng)）以✌️及安裝條(tiáo)件與✉️水平的(de)影響。面㊙️對國(guo)内外十幾👅類(lèi)、上百個品種(zhong)的流量儀表(biǎo)（先後發展起(qǐ)⁉️來的容積式(shi)、差壓式、渦輪(lún)式、面積式⛹🏻♀️、電(dian)磁式、超聲波(bo)式和熱式流(liu)量計等類型(xing)），如何根據流(liú)量、流态📐、安裝(zhuang)要求與環境(jing)條件、經濟性(xìng)等因素合理(li)選型，是應用(yòng)好流量儀表(biǎo)的📐前提和基(ji)礎。除了儀表(biao)自身質量要(yào)得到保證，工(gong)藝數據的提(ti)供和儀表的(de)安裝、使用、維(wei)護是否合理(li)也❌相當重要(yao)⭕。本文介紹電(dian)磁式、渦街式(shi)、節流式等幾(jǐ)種流量計的(de)選型設計。
1、電(dian)磁流量計選(xuǎn)型設計
電磁(ci)流量計自20世(shì)紀50年代末國(guó)内工業應用(yòng)以來，七✌️八十(shi)年代㊙️在流量(liàng)測量中運用(yòng)和發展很快(kuai)。電磁流量計(ji)的工🔞作原理(lǐ)是基于法拉(lā)第電磁感應(ying)定律，即🐅被測(cè)介質垂直于(yu)磁力線方向(xiang)🐆流動，因而在(zài)與介質流動(dòng)和磁力線都(dōu)垂直的方向(xiang)‼️上産生一感(gan)應電動勢EX感(gǎn)應電動勢EX與(yu)被測介質流(liu)量（流速㊙️）成正(zheng)比，電磁㊙️流量(liàng)計不受溫度(dù)、壓力、粘度、重(zhòng)度等外界因(yin)素的影響，測(ce)量管内部無(wú)收縮或凸出(chu)部分😍的壓力(li)損失，另外，流(liú)量元件檢測(ce)出🏃🏻♂️的zui初信号(hao)，是一個與流(liú)體平均流速(su)成線性變化(huà)的電壓，它與(yǔ)流體的其他(ta)性質無關，具(ju)有很大的*性(xing)。
根據污水具(jù)有流量變化(hua)大、含雜質、腐(fu)蝕性小、有一(yī)定⁉️的☂️導🌈電能(neng)力等特性，測(ce)量污水的流(liu)量，電磁流量(liàng)計是一個很(hěn)好‼️的選擇。它(ta)結構緊湊、體(ti)積小，安裝、操(cāo)作、維護方便(biàn)，如測量系🔴統(tǒng)采用💃🏻智能化(huà)設計，整體密(mi)🈲封加強，能在(zai)較惡劣的環(huan)境下正常工(gōng)作。可選用氯(lü)😘丁橡膠襯裏(lǐ)♻️，含钼不鏽鋼(gang)電極的電磁(ci)流量計，即可(kě)🈲滿足污水流(liu)量測量的要(yao)求。
某冶煉廠(chang)在生産中，由(you)于生産工藝(yi)的需要，會産(chǎn)生大量的工(gong)業污水，污水(shui)處理分廠必(bi)須對污水的(de)流量進行監(jian)控。在👣以往的(de)設計中，流量(liàng)儀表不少都(dōu)選用旋渦流(liú)量計和孔闆(pǎn)♌流量計🐆。而實(shi)際☎️應用中發(fa)現測量的流(liú)量顯示值與(yu)實際流🌈量偏(piān)差較大，而改(gǎi)用電磁流量(liang)計偏差大大(dà)減小。
2、渦街流(liú)量計選型設(shè)計
渦街流量(liang)計作爲一種(zhong)新型流量計(jì)，80年代中期以(yǐ)來發展較快(kuai)，它在流量測(ce)量方面有着(zhe)諸多的優點(dian)和長處💜，在現(xian)代流量測量(liàng)中🐪應用越來(lái)越廣泛。在國(guó)内使用渦街(jiē)流量計進行(háng)流量測✉️量也(yě)愈來愈得到(dào)重視，目前我(wo)國已有性能(neng)優良并有自(zi)主知識産權(quan)的産品系列(liè)。渦街流量計(jì)是基于流體(ti)振動發展起(qi)來🏒的，根據旋(xuán)渦的不同，檢(jiǎn)測方式從熱(rè)絲式、熱敏式(shi)逐漸發展了(le)應力式、磁敏(min)式及差動開(kai)關電容式、超(chāo)聲波式等。渦(wo)街流量計幾(ji)乎可用于一(yi)切可🥰形成旋(xuán)渦列的場合(he)✉️，不僅可用于(yú)🧡封閉的⛱️管道(dao)，還可用于㊙️開(kāi)放的溝槽。與(yǔ)渦輪流量計(jì)相比，渦街流(liú)量計🌈沒有可(ke)動🈚的機械部(bù)件，維護工作(zuo)量小，儀表常(cháng)數穩定；與孔(kong)闆⛷️式流量計(ji)相比，渦街流(liu)量計測量範(fan)圍大，壓力損(sun)失小，準确度(dù)🙇♀️高，安裝與維(wei)護簡單。但渦(wō)街㊙️流量計的(de)環境相關參(can)數較多，容易(yì)在使用現場(chǎng)被忽略而影(yǐng)響🏃♀️流量計性(xing)能的正确發(fā)揮。
渦街流量(liàng)計的原理是(shì)在流量計管(guan)道中，設置一(yi)滞🔞流💜件，當🐅流(liu)體流經滞流(liú)件時，由于滞(zhì)流件表面的(de)滞流作用等(děng)原因，在其下(xia)遊會産生兩(liǎng)列不對稱的(de)旋⭐渦，這些旋(xuan)渦在滞流件(jiàn)的側後方分(fen)開，形成所謂(wei)的卡門（Karman）旋渦(wo)列，兩列旋渦(wo)的旋轉方向(xiàng)是相反的，卡(ka)門從理論上(shang)證明了當h/L=0.281（h爲(wèi)兩💔旋渦列之(zhī)間的寬度，L爲(wèi)兩個相鄰旋(xuán)渦間的距離(li)）時，旋渦列是(shi)穩定的雷諾(nuo)數Re是表征粘(zhan)性流體🏃流動(dòng)特性的一個(gè)無量綱數，其(qí)物理意義是(shi)流體流動的(de)慣性力與粘(zhan)滞力🆚的比值(zhi)。因此，流體的(de)流動狀态對(dui)渦街流量計(ji)的使用也有(you)一定的影響(xiǎng)。如果環境參(cān)數對流體流(liú)動狀态有影(yǐng)響也會影響(xiǎng)到♉渦街流量(liang)計的使用性(xing)能。
經過實踐(jiàn)，如下幾個方(fāng)面對渦街流(liu)量計的使用(yong)都有⭐影響，應(ying)對☀️這些問題(ti)進行分析。
（1）渦(wō)街流量計的(de)測量範圍較(jiao)大，一般10：1，但測(ce)量下限受許(xu)多因素限制(zhì)：Re＞10000是渦街流量(liàng)計工作的zui基(ji)本條件，除此(ci)以外，它還受(shou)旋渦能量❗的(de)限制，介質流(liu)速較低，則旋(xuán)渦的強度、旋(xuan)轉速度也低(dī)，難以引起傳(chuan)感元件産生(shēng)響應信🔴号，旋(xuán)渦頻率f也小(xiao)，還會使信号(hao)處理發生困(kùn)難。測量上限(xian)則受傳感器(qì)的頻率響🧑🏾🤝🧑🏼應(yīng)（如磁敏式✊一(yi)般不超過400Hz）和(hé)電路的頻率(lǜ)限制，因此設(shè)計時一定要(yao)對流速範圍(wéi)進行計算、核(hé)算，根據流體(tǐ)的流速進行(háng)選擇。使用現(xian)場環🔞境條件(jian)複雜，選型時(shi)除注意環境(jing)溫度、濕度、氣(qì)氛等條🆚件外(wai)，還要考慮電(diàn)磁幹🏃♂️擾。在強(qiang)幹擾如高壓(yā)輸電電站🈚、大(da)型整流所等(děng)場合，磁敏式(shi)、壓電應力🥵式(shi)等儀表不☁️能(neng)正常工作或(huo)不能準确🌍測(cè)量。
（2）振動也是(shi)該類儀表的(de)一大勁敵。因(yīn)此在使用時(shí)注意避免機(jī)械振動，尤其(qi)是管道的橫(heng)向振動（垂直(zhí)于管道軸線(xiàn)又垂直旋渦(wō)發生體軸線(xian)的振動），這種(zhǒng)影響在流量(liang)計結構設計(jì)上是無法抑(yì)制和消除的(de)。由于渦街信(xin)㊙️号對流場影(ying)響同樣敏感(gǎn)，故直管段長(zhang)度不能保證(zheng)穩定渦街所(suo)必要的流動(dong)條件時，是不(bú)宜選用的。即(jí)使😘是抗振性(xìng)較強的電容(róng)式、超聲波😄式(shi)，保證流體爲(wei)🔞充分發展的(de)單向流，也是(shì)🧑🏾🤝🧑🏼不可忽略的(de)。
（3）介質溫度對(duì)渦街流量計(ji)的使用性能(néng)也有很大的(de)影響。如壓力(li)應力式渦街(jiē)流量計不能(neng)長期使用在(zai)300℃狀态下，因其(qi)絕緣阻抗會(hui)由常溫下的(de)10MΩ～100MΩ急降至1MΩ～10KΩ，輸出(chu)信号也變小(xiao)，導緻測量特(tè)性惡♌化，對此(ci)宜選用磁敏(min)式或電容式(shì)結構。在測量(liàng)系統中，傳感(gǎn)器🐇與轉換器(qì)宜采用分離(lí)安裝方式，以(yi)免長期高溫(wen)影響儀表可(ke)🧑🏾🤝🧑🏼靠性和使用(yòng)壽♈命。
渦街流(liu)量計是一種(zhǒng)比較新型的(de)流量計，處于(yu)發展🏃🏻♂️階段，還(hái)不很💜成熟，如(rú)果選擇不當(dāng)，性能也不能(neng)很好☁️發揮。隻(zhī)有♌經過合理(li)選型、正确安(ān)裝後，還需要(yào)在使用過程(cheng)中認真♈定期(qi)維❌護，不斷積(jī)累經驗，提高(gāo)對系✨統故障(zhàng)的🈲預見性以(yi)及判斷、處理(lǐ)問題的能力(li)，從而💚達到令(ling)人滿意的效(xiao)果。
3、節流式流(liú)量計選型設(shè)計
節流式流(liú)量計是早期(qi)大量使用的(de)一種測量流(liu)量的計量裝(zhuāng)置，其曆史zui長(zhǎng)，用量zui多。現在(zài)常見的爲圓(yuan)孔闆型和錐(zhui)形入口闆型(xing)，其工作原理(li)是在流體管(guan)道✨中加入一(yi)孔闆節流件(jiàn)，通過導壓管(guan)引入壓差變(biàn)送器測出節(jiē)流件上、下🛀🏻遊(yóu)的壓差，根據(jù)所測的壓差(chà)經🏒過計算即(jí)得出流量的(de)瞬時值。由于(yú)導壓管内水(shuǐ)的不流動性(xìng)，在較💃寒冷地(dì)區，冬天室外(wai)安裝的孔闆(pan)取👌壓管容易(yì)凍裂（凍住），使(shǐ)差壓儀器無(wú)法正常工作(zuo)。測量較髒的(de)污水時，孔闆(pǎn)需經常清洗(xǐ)。如清洗不及(ji)時，測量精度(du)降低，取壓管(guǎn)經常被🌂污物(wu)堵死，儀表無(wu)法使用。用孔(kǒng)闆的方式測(ce)流💔量時還有(yǒu)壓力損失大(da)、維護量大等(děng)缺點。因此改(gai)變取壓方式(shì)，例如用徑距(ju)取壓法，就可(ke)以減少孔闆(pǎn)污物的影響(xiǎng)。
4、結語
以上幾(jǐ)種污水流量(liang)測量流量計(ji)中，電磁流量(liàng)計性能較好(hǎo)，節🈚流流量計(jì)應用範圍廣(guǎng)，而渦街流量(liang)計比較新型(xíng)，并正在🈲不斷(duan)發展。隻有了(le)解這幾種流(liu)量計🍉各自的(de)性能，才能對(duì)流量計選型(xing)設計🏃♂️好，使污(wu)水流😘量的測(ce)量和控制達(dá)到度和可靠(kao)性要求。
