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污水流量(liàng)測量中流(liu)量計的特(te)點探究
發(fa)布日期：2025-12-15 浏(liú)覽次數：3244
工(gōng)控摘要：
環(huan)保産業對(dui)污水流量(liang)的測量和(he)控制的度(du)、可靠性♉要(yào)求已越來(lai)越高，文章(zhang)介紹了電(dian)磁式、渦街(jie)式、節流式(shì)等🚶幾種流(liu)量計的選(xuǎn)型設計，結(jie)合水處理(li)工藝，從理(lǐ)論和實踐(jian)兩方面闡(chan)述各自的(de)特點。
國外(wai)一位流量(liang)專家F.C.Kinghoro曾說(shuo)過，流量計(jì)是少數幾(jǐ)種使用比(bi)制造艱難(nán)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(za)流動現象(xiàng)。測量儀表(biao)本身受到(dào)衆🔴多因素(su)，如：管道🌂、口(kou)徑大小、形(xing)狀（圓形、矩(ju)形）、邊界條(tiáo)件、介質的(de)物性（溫度(du)、壓力、密度(dù)、粘度、髒污(wu)性、腐蝕性(xìng)等）、流體⭐的(de)流動狀态(tai)（紊流狀态(tài)、速度分布(bu)等）以🐇及安(an)裝條件與(yǔ)水平的影(ying)響。面對國(guo)内外十幾(jǐ)類、上百個(ge)品種的流(liu)量儀表（先(xiān)後發展起(qi)來的容積(ji)式、差壓式(shi)、渦輪式、面(mian)積式、電磁(ci)式、超聲波(bō)式📐和熱式(shì)流量計等(deng)類型），如何(hé)根據流量(liàng)、流态、安裝(zhuāng)要求與環(huán)境條件、經(jīng)濟性等因(yīn)素合理選(xuǎn)型，是應用(yong)好流量儀(yi)表的前提(tí)和基礎🌈。除(chú)了儀表自(zì)身質量要(yao)得到保證(zheng)，工藝數據(jù)的提供和(hé)儀表的安(an)裝、使用、維(wéi)護是否合(he)理也相當(dāng)重要。本文(wen)介紹電磁(cí)式、渦街式(shì)、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(yòng)以來，七✏️八(ba)💰十年代在(zài)流量測量(liàng)中運用和(he)發展很快(kuai)。電磁流♻️量(liang)計的工作(zuò)原理是基(ji)于💔法拉第(di)電磁感應(ying)定律，即被(bèi)測介質垂(chuí)直于磁力(li)線方向⛷️流(liu)動，因而在(zai)與介質流(liu)動和磁力(li)線都垂直(zhí)的方向上(shang)産生一感(gǎn)應電動勢(shi)EX感應電動(dong)勢EX與被測(ce)介質流量(liàng)（流速）成正(zheng)比，電磁流(liu)量計不受(shou)溫度、壓力(lì)、粘度、重度(du)等外界因(yin)素的影響(xiǎng)，測量管内(nèi)部無收縮(suō)或凸出部(bù)分的壓力(li)損失，另外(wài)，流量元件(jiàn)檢測出😄的(de)zui初信号，是(shì)一個與㊙️流(liú)體平均流(liú)速成線🔴性(xing)變化的電(dian)壓，它與流(liu)體的其他(tā)性質無關(guan)，具有很大(da)的*性🏒。
根據(ju)污水具有(yǒu)流量變化(huà)大、含雜質(zhi)、腐蝕性小(xiao)、有一定的(de)導👌電能力(lì)等特性，測(ce)量污水的(de)流量，電磁(cí)流量計是(shi)🤟一個很好(hǎo)的選🏃🏻擇。它(tā)✔️結構緊湊(còu)、體積小，安(ān)裝、操作、維(wéi)護方便，如(rú)測量系統(tong)采用智能(neng)化🔅設計，整(zheng)體密封加(jiā)強，能在較(jiao)惡劣的環(huan)境下🌈正常(chang)工作📧。可選(xuan)用氯💋丁橡(xiang)膠襯裏，含(han)钼不鏽鋼(gang)電極的電(dian)磁流量計(ji)，即可滿足(zu)污水流量(liang)測量的要(yao)求。
某冶煉(liàn)廠在生産(chan)中，由于生(sheng)産工藝的(de)需要，會産(chan)生大量的(de)工🎯業污水(shuǐ)，污水處理(li)分廠必須(xū)對污水的(de)流量進行(hang)監控。在以(yǐ)往的設計(ji)中，流量儀(yi)表不少都(dōu)選用旋渦(wo)流量計和(he)孔闆流量(liàng)計。而實際(jì)應用中發(fā)現測量的(de)流㊙️量顯示(shi)值與實際(jì)流量偏差(cha)較大，而改(gǎi)用🤩電磁流(liú)量計偏差(cha)大大減小(xiǎo)。
2、渦街流量(liàng)計選型設(shè)計
渦街流(liu)量計作爲(wei)一種新型(xíng)流量計，80年(nian)代中期以(yi)來發展㊙️較(jiào)快☂️，它♈在流(liú)量測量方(fāng)面有着諸(zhu)多的優點(dian)和✍️長處，在(zài)現代流量(liang)測🧡量中應(ying)用越來越(yuè)廣泛。在國(guo)内使用渦(wo)街流量🔞計(ji)進行流量(liàng)測量也愈(yù)🚶來愈得到(dao)重視，目前(qián)我國已有(yǒu)性能優良(liáng)并有自主(zhu)知識産權(quan)的産品系(xi)列。渦❄️街流(liú)量計是🤞基(jī)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(sī)式、熱敏式(shi)逐漸發展(zhǎn)了💁應力式(shi)、磁敏式及(jí)差動開關(guān)電容式、超(chao)聲波式等(děng)。渦街流量(liang)計幾乎可(ke)用于一切(qie)可形成旋(xuán)渦列的場(chǎng)合，不僅可(ke)用于封閉(bi)的管道，還(hai)可用于開(kai)放的溝槽(cao)。與渦輪流(liu)量計相比(bi)，渦街流量(liàng)計沒有可(kě)動🛀🏻的機械(xiè)部件，維護(hu)工作量小(xiǎo)，儀表常數(shu)穩定；與孔(kong)闆♋式流量(liàng)計相比，渦(wō)街流量計(jì)測量♻️範圍(wei)大，壓力損(sun)失🔴小，準确(què)度高，安裝(zhuang)與維護簡(jian)單。但渦街(jiē)流量計的(de)環境相關(guan)參數較🌏多(duo)，容易在使(shi)用現場被(bèi)忽略而影(yǐng)✔️響📐流量計(jì)性能的正(zheng)确發揮。
渦(wō)街流量計(jì)的原理是(shi)在流量計(jì)管道中，設(she)置一滞流(liú)件，當流體(tǐ)流經滞流(liú)件時，由于(yu)滞流件表(biao)面的滞🆚流(liu)作用等原(yuán)因，在其下(xià)遊會産生(sheng)兩列不對(dui)稱的旋渦(wō)，這些旋渦(wō)在滞流件(jian)的側後方(fāng)分開，形成(chéng)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(fan)的，卡門😄從(cóng)理論上證(zhèng)明了當h/L=0.281（h爲(wei)兩旋渦列(liè)之間的寬(kuān)度，L爲兩🌂個(gè)相鄰旋渦(wo)間的距離(lí)）時，旋渦列(liè)是穩定的(de)雷✌️諾數Re是(shì)表征粘性(xing)流體流動(dòng)特性的一(yi)個無量綱(gang)數，其物🚶♀️理(lǐ)♍意義是流(liú)體流動的(de)慣性力與(yǔ)粘滞力♋的(de)比值。因🐪此(cǐ)，流體的流(liu)動狀态對(duì)渦街流量(liàng)計的使用(yòng)也有一⭐定(ding)的影響。如(ru)果環境參(can)數對流體(tǐ)流動狀🌏态(tài)有影響也(ye)會影響到(dao)🈲渦街流量(liàng)計的❤️使用(yong)性能。
經過(guo)實踐，如下(xia)幾個方面(miàn)對渦街流(liú)量計的使(shi)用都有影(yǐng)響，應對這(zhè)些問題進(jìn)行分析。
（1）渦(wo)街流量計(jì)的測量範(fan)圍較大，一(yī)般10：1，但測量(liàng)下限受許(xu)多因素限(xiàn)制：Re＞10000是渦街(jiē)流量計工(gōng)作的zui基本(ben)條件，除此(ci)以外，它⛷️還(hai)受旋渦能(neng)量的限制(zhi)，介質流速(sù)較低，則旋(xuán)渦的強度(dù)、旋轉速度(du)也低，難以(yi)引起傳感(gan)元件産生(sheng)響應信号(hao)，旋渦頻㊙️率(lü)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(chuan)感器的頻(pín)率響應（如(ru)磁敏式一(yī)般不超過(guò)400Hz）和🐕電路的(de)頻率限制(zhì)，因此設計(ji)時♻️一定要(yào)對流速範(fàn)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(za)，選型💋時除(chú)注意環境(jing)溫度、濕度(dù)、氣氛等條(tiáo)🧡件外，還要(yao)考慮電磁(ci)幹擾。在♉強(qiang)幹擾如高(gao)壓輸電電(diàn)站❓、大型整(zhěng)流所等場(chang)合，磁敏🛀🏻式(shì)、壓電應力(li)式等儀表(biao)不能正常(cháng)工作或不(bu)能準确測(cè)量。
（2）振動也(yě)是該類儀(yi)表的一大(da)勁敵。因此(ci)在使用時(shi)注意避🍓免(mian)機械🧑🏾🤝🧑🏼振動(dòng)，尤其是管(guan)道的橫向(xiàng)振動（垂直(zhí)于管道軸(zhóu)線又垂直(zhí)旋渦發生(sheng)體軸線的(de)振動），這種(zhǒng)影響在流(liu)✂️量計結構(gou)設計⚽上是(shì)無❗法抑制(zhi)和消除的(de)。由于渦街(jie)信🤟号對流(liú)場🐅影響同(tong)樣❤️敏感，故(gù)直管段長(zhang)度✨不能保(bao)證穩定渦(wo)街所必要(yào)的流動條(tiao)件時，是不(bu)宜選用的(de)。即使🈲是抗(kang)振性較強(qiang)的電容式(shi)、超聲波式(shì)，保證流體(ti)爲充分發(fa)展的單向(xiàng)流，也是不(bú)可忽略的(de)。
（3）介質溫度(du)對渦街流(liu)量計的使(shǐ)用性能也(ye)有很大的(de)影響❤️。如壓(yā)力應力式(shi)渦街流量(liang)計不能長(zhǎng)期使用在(zài)300℃狀态下，因(yin)其絕緣阻(zǔ)抗會由常(chang)溫下的10MΩ～100MΩ急(ji)降至1MΩ～10KΩ，輸出(chū)信号也變(biàn)小，導緻測(cè)量特性惡(è)化，對此♋宜(yí)選用磁敏(mǐn)式或電容(rong)式結構。在(zài)測量系統(tong)中，傳感器(qì)與轉換器(qì)🏃宜采用分(fèn)離安裝方(fang)式，以免長(zhǎng)期高溫影(ying)響儀表可(ke)🐉靠性和使(shi)用壽命。
渦(wo)街流量計(ji)是一種比(bi)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(dāng)，性能也不(bu)能很好發(fā)揮💰。隻有💚經(jing)過📐合理選(xuǎn)型、正确安(an)裝後，還需(xū)要在使用(yong)過程中認(rèn)真定期維(wéi)護，不斷積(jī)累經驗，提(ti)高對系統(tong)故障的💃🏻預(yù)見性以及(ji)判斷、處㊙️理(lǐ)問題的能(neng)力，從而㊙️達(da)到令人滿(mǎn)🈚意的效果(guo)。
3、節流式流(liú)量計選型(xing)設計
節流(liu)式流量計(jì)是早期大(dà)量使用的(de)一種測量(liang)流量的計(jì)量裝置，其(qi)曆史zui長，用(yòng)量zui多。現在(zai)常見的爲(wèi)圓孔闆型(xing)和錐🏃♂️形入(ru)口闆型，其(qí)🈲工作原理(lǐ)是在流體(ti)管道中加(jiā)入一孔闆(pǎn)節流件，通(tōng)過導壓管(guǎn)引🔴入壓差(chà)變送器測(ce)出節流件(jiàn)上、下遊的(de)壓差，根據(ju)所測的壓(yā)差經過計(jì)算即得出(chu)流量的瞬(shun)🔴時值。由于(yu)導壓管内(nei)水的不流(liú)動性，在較(jiao)寒冷地區(qū)，冬天室外(wài)安裝的孔(kong)🈲闆取壓管(guǎn)容易凍裂(liè)（凍㊙️住），使差(chà)壓儀器無(wú)法正常工(gong)作。測量較(jiao)髒的污水(shui)時，孔闆需(xū)經常清洗(xi)。如🛀清洗不(bu)及時，測量(liang)精度降低(dī)，取壓管⭐經(jīng)常被污物(wù)堵死，儀表(biǎo)無法使用(yong)。用孔闆的(de)方式測流(liú)量時還有(you)壓力損失(shī)大、維護量(liang)大等缺點(diǎn)。因此改變(bian)🧡取壓方式(shi)，例如用徑(jing)距取‼️壓法(fa)，就可以減(jian)少孔闆污(wu)物的影響(xiang)。
4、結語
以上(shang)幾種污水(shui)流量測量(liang)流量計中(zhōng)，電磁流量(liang)計性能較(jiao)好，節流流(liú)量計應用(yòng)範圍廣，而(er)渦街流量(liang)計比較新(xīn)型，并正在(zai)不斷發展(zhǎn)。隻有了解(jie)這幾種流(liu)量計各自(zì)的✉️性能，才(cái)✂️能對流量(liàng)計選型設(shè)計好，使污(wū)水流量的(de)測量和控(kong)制達到度(du)和可靠性(xing)要求。
