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污水(shuǐ)流量測量中流量(liàng)計的特點探究
發(fa)布日期：2025-12-01 浏覽次數(shù)：3244
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工控摘要：
環保産(chan)業對污水流量的(de)測量和控制的度(dù)、可靠性✊要求已越(yuè)來越高，文章介紹(shao)了電磁式、渦街式(shì)、節流式等幾種流(liú)量計的💞選型設計(jì)，結合水處理工藝(yi)，從理論和實踐兩(liang)👌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(zhǒng)使用比制造艱難(nan)的粘性摩擦作用(yong)，還會産生不穩定(ding)的旋渦和二次流(liu)等複雜流動現象(xiàng)。測量儀表本身🐕受(shòu)到衆多因素，如：管(guǎn)道、口徑大小、形狀(zhuàng)（圓形、矩形）、邊界條(tiao)件、介質的物性（溫(wēn)度、壓力、密度、粘度(dù)、髒污性、腐蝕性等(děng)）、流體的流動狀态(tai)（紊流狀态、速度分(fen)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(fā)展起來的容積式(shì)、差壓式、渦輪式、面(miàn)積式、電磁式、超聲(sheng)波式和熱式流量(liàng)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(he)理選型，是應用好(hǎo)流量儀表的前提(tí)和基礎。除了儀表(biao)自身質量要得到(dao)保證，工藝⚽數據的(de)提供和儀表的安(ān)裝、使用、維護是否(fǒu)合理也相當重要(yào)🌍。本文介紹電磁式(shì)、渦街式、節流式等(děng)幾種流量計的選(xuan)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(nián)代末國内工業應(ying)用以來，七八十年(nián)🏃🏻代在流量測量中(zhōng)運用和發展很快(kuài)。電磁流🛀量計👉的工(gōng)作原理是基于法(fa)拉第電磁感應定(dìng)律，即被測介質垂(chui)直于磁力❌線方向(xiàng)流動，因而在與介(jie)質流動和磁力線(xiàn)都垂直的方向上(shang)産生一感應電動(dong)勢EX感應電動勢EX與(yu)被測介質流量（流(liu)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(liú)體平均流速成線(xian)性變化的電壓，它(ta)與流體的其他性(xing)質無關，具有很大(da)的*性。
根據污水具(jù)有流量變化大、含(hán)雜質、腐蝕性小、有(you)一定👅的導😘電能力(lì)等特性，測量污水(shui)的流量，電磁流量(liang)計是一個很好的(de)選擇。它✌️結構緊湊(cou)、體積小，安裝、操作(zuò)、維護方便，如測量(liang)系統采用✨智能化(hua)設計，整體密🍓封加(jia)強，能‼️在較惡劣的(de)環境下正常工作(zuo)。可選用氯丁橡膠(jiao)襯裏㊙️，含钼不鏽鋼(gang)電極的電磁🔱流量(liang)計，即可滿足污水(shui)流量測量的要求(qiu)。
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(wu)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(biǎo)不少都選💁用旋渦(wō)流量計和孔闆㊙️流(liu)量計⁉️。而實際應用(yong)中發現測量的流(liú)量顯示值與實際(jì)流量偏差較大，而(er)改用🤩電磁流量計(ji)🌍偏差大大減小。
2、渦(wō)街流量計選型設(she)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(liu)量測量方面有着(zhe)諸多的優點和♈長(zhang)處，在現代流量測(cè)量中📱應用越來越(yuè)廣泛。在國内使用(yong)渦街流量♻️計進行(hang)流量測量也愈來(lái)愈得到重視，目前(qián)我國已有性能優(yōu)良并有自主知識(shi)産權的👈産品系列(lie)。渦街流量計是基(jī)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(sheng)🔞波式等。渦街流量(liang)計♈幾乎可用于一(yī)切可形成旋渦列(liè)的場合，不僅可用(yong)于封閉的管道，還(hái)可用于開放✔️的溝(gou)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(liàng)小，儀表常數穩定(ding)；與孔闆🛀式流量計(ji)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(xiàn)場被忽略而影響(xiǎng)流量計性能的正(zheng)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(yin)，在其下遊會産生(shēng)兩列不對稱的旋(xuán)渦，這些旋渦在滞(zhi)流件的側後方分(fèn)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(lǐ)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(shí)，旋渦列是穩定的(de)雷諾數Re是表征粘(zhān)性流體🌈流動特性(xìng)的一個無量綱數(shu)，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(dòng)狀态對渦街流量(liang)計的使用也‼️有一(yi)定的影響。如果環(huan)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(neng)。
經過實踐，如下幾(jǐ)個方面對渦街流(liú)量計的使用都有(yǒu)影響，應對這些問(wèn)題進行分析。
（1）渦街(jie)流量計的測量範(fàn)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(liu)量計工作的zui基本(ben)條件，除此以外，它(tā)還受旋渦能量的(de)限制，介質流速較(jiào)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(xuán)渦頻率f也小，還會(hui)使信号處理發生(shēng)🌈困難。測量上限則(ze)受傳感器的頻率(lü)響應（如磁敏式📱一(yī)般不超過400Hz）和電路(lu)的頻率限🔴制，因此(ci)設計時🔴一定要對(duì)流速範圍進🚩行計(ji)算、核算，根據流體(tǐ)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(gàn)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(què)測量。
（2）振動也是該(gai)類儀表的一大勁(jin)敵。因此在使用時(shí)注意避✏️免機械振(zhen)動，尤其是管道的(de)橫向振動（垂直于(yu)管道軸線又垂直(zhí)旋渦發🏃生體軸線(xian)的振動），這種影🔞響(xiǎng)在流量計結構設(shè)計上是無法抑制(zhì)和消除的。由于渦(wō)街信号對流場❓影(yǐng)響同樣敏感，故直(zhi)管段長度🔞不能保(bǎo)證穩💰定渦街所必(bì)要的流動條件時(shi)，是不宜選用的。即(jí)使是抗振性較強(qiang)的電容式、超聲波(bo)式，保證流體爲充(chong)分發展的單向流(liu)，也是不可忽略的(de)。
（3）介質溫度對渦街(jie)流量計的使用性(xìng)能也有很大的影(ying)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(kang)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(xuan)用磁敏式或電容(rong)式結構。在測量系(xi)統中，傳感器與轉(zhuǎn)換器宜采用分離(li)安裝方式，以㊙️免長(zhang)期高溫影響儀表(biǎo)可靠性和使用壽(shòu)命。
渦街流量計是(shì)一種比較新型的(de)流量計，處于發展(zhǎn)階段，還不很成熟(shú)，如果選擇不當，性(xìng)能也不能很好發(fā)揮。隻有🌈經過合理(li)選型、正确安裝後(hòu)，還需要在使用過(guò)程♉中認真定期維(wei)🏃🏻♂️護，不斷積累經驗(yàn)，提高對系統故障(zhàng)的預見性以及判(pàn)斷、處理問題的能(néng)力，從而達到令人(ren)滿意的效果。
3、節流(liú)式流量計選型設(shè)計
節流式流量計(ji)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(zài)常見的爲圓孔闆(pǎn)型和錐形入❌口闆(pǎn)型，其工作原理是(shi)在流體管道中加(jia)入🔆一孔闆📞節流件(jian)，通過導壓管引入(rù)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(nèi)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(shí)，孔闆需經常清洗(xǐ)。如清洗不及時，測(ce)量精度降低，取壓(ya)管經常被㊙️污物堵(dǔ)死，儀表無法使用(yong)。用孔闆的方式測(cè)流量時還有壓力(lì)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(kě)以減少孔闆污💯物(wu)的影響。
4、結語
以上(shàng)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(zhī)有了解這幾種流(liú)量計✉️各自的💔性能(néng)，才能對流量計選(xuǎn)型設計⭐好，使污水(shuǐ)流量的測量和控(kòng)制達到度和可靠(kào)性要求🏃🏻。
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