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污水(shui)流量測量中流量(liàng)計的特點探究
發(fa)布日期：2025-12-24 浏覽次數(shu)：3244
工控摘要：
環保産(chan)業對污水流量的(de)測量和控制的度(du)、可靠性要求已越(yue)來越高，文章介紹(shào)了電磁式、渦街式(shi)、節流式等幾種流(liu)量計的選型設計(jì)，結合水處理工藝(yi)，從理論和實踐兩(liǎng)方面闡🔴述各自🌈的(de)特點。
國外一位流(liu)量專家F.C.Kinghoro曾說過，流(liu)量計是少數幾種(zhong)使用比制造艱難(nán)的粘性摩擦作用(yong)，還會産生不穩定(dìng)的旋🍓渦和二次流(liú)等複雜流動現象(xiang)。測量儀表本身受(shòu)到衆多因素，如：管(guan)道、口徑大小、形狀(zhuang)📧（圓形、矩形）、邊界條(tiao)件、介質的物性（溫(wen)度、壓力🐪、密度、粘度(du)、髒污性、腐蝕性等(děng)）、流體的流動狀态(tài)（紊流狀态、速💜度分(fèn)布等）以及安裝條(tiáo)件與水平的影響(xiǎng)。面💁對國内外十幾(ji)類、上百個品種的(de)流量儀表（先❌後發(fa)展起來的容積式(shi)、差壓✨式、渦輪式、面(miàn)積式、電磁式、超聲(shēng)波式和熱式流量(liang)計等類型），如何根(gēn)據流量、流态、安裝(zhuāng)要求與環境條件(jian)、經濟性等因素合(hé)理選型，是應用好(hao)流量儀表的前提(tí)和基礎。除了儀表(biǎo)自身♉質量要得到(dao)保證，工藝❤️數據的(de)提供和儀表的安(an)😍裝、使‼️用、維護是否(fou)合理也相當重要(yào)。本文介紹電磁式(shi)、渦街式、節♋流🌈式等(děng)幾種流量計的選(xuǎn)型設計。
1、電磁流量(liang)計選型設計
電磁(cí)流量計自20世紀50年(nian)代末國内工業應(ying)用以來，七八十年(nián)代在❗流量測量中(zhong)運用和發展很快(kuài)。電磁流量計的工(gong)作原❤️理是基于♉法(fa)拉第電磁感應定(dìng)律，即被測介質垂(chuí)直于磁力㊙️線方向(xiang)流動，因而在與介(jiè)質👨❤️👨流動和磁力線(xiàn)都垂直的方向🔴上(shang)産生一感應電動(dòng)勢EX感應電動勢EX與(yu)被測介質流量（流(liú)速）成正比，電磁流(liu)量計不受📧溫♊度、壓(yā)力、粘度、重度等外(wài)界因素的影響，測(cè)量管内部無收縮(suō)或♋凸出部分的壓(ya)力損失，另外㊙️，流量(liàng)元件檢測出✉️的zui初(chū)信号，是一個⛹🏻♀️與🤩流(liu)體平均👣流速成線(xiàn)性變化的電壓，它(ta)與☀️流體的其他性(xìng)👅質無關，具有很大(dà)的*性。
根據污水具(jù)有流量變化大、含(hán)雜質、腐蝕性小、有(yǒu)一定的導電能力(lì)等特性，測量污水(shuǐ)的流量，電磁流量(liàng)計是一個💃🏻很好的(de)選擇。它結構緊湊(cou)、體積小，安裝、操作(zuo)、維護方便，如測量(liàng)系❤️統采用智能化(huà)設計，整體密封加(jia)強，能在較惡劣的(de)環境下💔正常工作(zuò)。可選用氯丁橡膠(jiāo)襯裏，含钼不鏽鋼(gang)🈲電極的電磁流量(liàng)計，即可滿足污水(shuǐ)流量🙇♀️測量的要求(qiú)。
某冶煉廠在生産(chǎn)中，由于生産工藝(yì)的需要，會産生大(da)量的工業污水，污(wū)水處理分廠必須(xū)對污水的流量進(jin)行監控。在以往‼️的(de)設計中，流量儀表(biao)不少都選用旋渦(wo)流量計和孔闆流(liú)量計。而實際應用(yòng)中發現測量的流(liú)量顯示值與實際(ji)流量偏差較大，而(er)改用電磁流量計(ji)偏差大大減小。
2、渦(wo)街流量計選型設(shè)計
渦街流量計作(zuò)爲一種新型流量(liang)計，80年代中期以來(lai)發展較快，它在流(liú)量測量方面有着(zhe)諸多的優點和長(zhang)處，在現代流量測(ce)量中應用越來越(yue)廣泛。在國内使用(yong)渦街流量計進行(háng)流量測量也愈來(lái)愈得到重視，目前(qián)我國已有性能優(you)良并有自主知😘識(shi)産權的産品系列(lie)。渦街流量計是☔基(ji)于流體振動發展(zhan)起來💁的，根據旋渦(wō)的不同，檢測方式(shi)從熱絲式、熱敏式(shì)逐漸發展了🆚應力(lì)式、磁敏式及差動(dòng)開關電容式、超聲(shēng)波☂️式等。渦街流量(liàng)計☀️幾乎可用于一(yi)切可形成旋渦列(lie)的場合，不僅可用(yong)于封閉的管道，還(hái)可用于開放的溝(gōu)槽。與渦輪流量計(ji)相比，渦街流量計(jì)沒有可動💚的機械(xiè)部件，維護工作量(liang)小，儀表常數穩定(ding)；與孔闆式流量計(jì)相比，渦街流量計(ji)測🌈量🌈範圍大，壓力(li)損失小，準确度🐅高(gao)，安裝與維護簡單(dān)。但♍渦街流量計的(de)環境相關參數較(jiào)多，容易在使用現(xian)場被忽略而影⛱️響(xiang)🌍流量計性能的正(zhèng)确發揮。
渦街流量(liang)計的原理是在流(liu)量計管道中，設置(zhì)一滞流件，當流體(ti)流經滞流件時，由(yóu)于滞流件表面的(de)滞流作用等原因(yīn)，在其下遊會産生(shēng)兩列不對稱的旋(xuán)渦，這些旋渦在滞(zhì)流件的側後方分(fen)開✉️，形成所謂的卡(ka)門（Karman）旋渦列，兩列旋(xuán)渦的旋轉方向是(shi)相反的，卡門從理(li)論上證明了當h/L=0.281（h爲(wei)兩🥰旋渦列之間的(de)寬度，L爲兩🔞個相鄰(lin)旋渦間的距離）時(shi)，旋渦列是穩定的(de)雷諾數Re是表征粘(zhan)性流體流動特性(xìng)的一個無量綱數(shù)，其物理意義是流(liu)體流動🌈的慣性力(li)與粘滞力的比值(zhí)。因此，流體的⭐流動(dong)狀态對渦街流💔量(liang)計的使用也有一(yi)定的影響。如果環(huán)境參數對流體流(liú)動狀👣态有影響也(yě)會影響到渦街流(liú)量計的使用性能(néng)。
經過實踐，如下幾(ji)個方面對渦街流(liu)量計的使用都有(yǒu)影🐆響💞，應對這些問(wen)題進行分析。
（1）渦街(jiē)流量計的測量範(fan)圍較大，一般10：1，但測(ce)量下限受許多因(yīn)素限制：Re＞10000是渦街流(liú)量計工作的zui基本(běn)條件，除此以外，它(ta)還受旋渦能量的(de)限制，介質流速較(jiao)低，則旋渦的♊強度(du)、旋轉速度也低，難(nán)以引起傳感元件(jian)産生響應信号，旋(xuan)渦頻率f也小，還會(huì)使信号處理發生(sheng)⛹🏻♀️困難。測量上限則(zé)受傳感器的頻率(lǜ)響應（如磁敏式一(yī)般不超過400Hz）和電路(lù)的頻率限制，因此(ci)設計時一定要對(dui)流速範圍進❌行計(ji)算、核算，根據流體(ti)的流速進行選擇(ze)。使用現場環境條(tiáo)件複雜，選型時除(chu)注意環境溫度、濕(shi)㊙️度、氣氛等條件外(wài)，還要考慮電磁幹(gan)擾。在強幹擾如高(gāo)壓輸電電站、大型(xing)整流所等場合，磁(cí)敏💛式、壓電應力式(shì)等儀表不能正常(chang)工作或不能準确(que)測量。
（2）振動也是該(gai)類儀表的一大勁(jin)敵。因此在使用時(shi)注意避免機械振(zhèn)動，尤其是管道的(de)橫向振動（垂直于(yú)管道軸線又垂直(zhí)旋渦發生體軸線(xian)的振動），這種影響(xiang)在流量計結構設(she)計㊙️上是無法抑制(zhi)和消除的。由🈲于渦(wo)街信号對流場影(ying)響同樣敏感，故直(zhí)管段長度不能保(bao)證穩定渦街所必(bi)🔴要的流動條件時(shi)，是不宜選用的。即(jí)使是抗振性較強(qiáng)的電容式、超聲波(bo)式，保證流體爲充(chōng)分發展的單向流(liú)，也是不可忽略的(de)。
（3）介質溫度對渦街(jiē)流量計的使用性(xìng)能也有很大的💞影(yǐng)響🐅。如壓力應力式(shì)渦街流量計不能(néng)長期使用在300℃狀态(tài)下，因其絕緣阻抗(kàng)會由常溫下的10MΩ～100MΩ急(jí)降至1MΩ～10KΩ，輸出信号也(yě)變小，導緻測量特(te)性惡化，對此✔️宜選(xuǎn)用磁敏式或電容(róng)式結構。在測量系(xì)統中，傳感器與轉(zhuǎn)換器🍉宜采用分離(lí)安裝方式，以免長(zhǎng)期高溫影響儀表(biao)可靠性和使用壽(shou)🔱命。
渦街流量計是(shi)一種比較新型的(de)流量計，處于發展(zhǎn)✨階段😘，還不很成熟(shu)，如果選擇不當，性(xing)能也不能很好發(fa)揮。隻有經過合理(lǐ)選型、正确安裝後(hòu)，還需要在使🎯用過(guo)程中認真定期維(wei)👌護，不斷積累經驗(yàn)，提高對系統故障(zhang)的預見性以及判(pàn)斷、處理問題的😄能(néng)力，從而🈚達到令人(rén)滿意的效果。
3、節流(liu)式流量計選型設(she)計
節流式流量計(jì)是早期大量使用(yong)的一種測量流量(liang)✂️的計量裝置，其曆(li)史zui長，用量zui多。現在(zai)常見的爲圓孔闆(pan)型♍和錐形入口闆(pǎn)型，其工作原理是(shì)在流體管道♉中加(jia)入一孔闆節流件(jiàn)，通過導🚩壓管引☁️入(ru)壓差變送器測出(chu)節流件上、下遊的(de)壓差，根據所測👉的(de)壓差經過計算即(ji)得出流量的瞬時(shi)值。由于導💚壓管内(nei)水的🔞不流動性，在(zai)🈲較寒冷地區，冬天(tian)🐇室外安裝的孔闆(pan)取壓管容易凍裂(liè)（凍住），使差📧壓儀器(qi)無法正常工作。測(cè)量較髒的污水時(shi)，孔♉闆需經常清洗(xi)。如清洗不及時✨，測(ce)量精度降低，取壓(yā)管🈲經常被污物堵(du)死，儀表無法🤞使用(yòng)。用孔闆的方式測(ce)流量時還有壓力(li)損失大、維🚶護量大(da)等缺點。因此改變(biàn)取壓方式，例如用(yòng)徑距取壓法，就可(ke)以減少孔闆污物(wù)的影響。
4、結語
以上(shang)幾種污水流量測(ce)量流量計中，電磁(cí)流量計性能較🔆好(hao)♋，節流流量計應用(yòng)範圍廣，而渦街流(liú)量計比👨❤️👨較新型，并(bing)正在不斷發展♈。隻(zhi)有了解這幾種流(liú)量計各自的性能(neng)，才🐇能對流量計選(xuan)型設計好，使污水(shuǐ)流❌量的測量⛹🏻♀️和控(kong)制達到度和可靠(kào)性要求。
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