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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：2025-12-07 浏覽次數(shù)：3244
工控摘要：
環保産(chǎn)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(liu)量計的選型設計(ji)，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(liú)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(yòng)，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(guan)道、口徑大小、形狀(zhuang)（圓形、矩形）、邊界條(tiao)件、介質的物性🔞（溫(wēn)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(tiao)件與🐅水平的影響(xiǎng)。面對國内外十幾(jǐ)類、上🈲百個品種🚶♀️的(de)流量儀表（先後發(fa)展起來的容積式(shì)、差壓🏃♀️式、渦輪式、面(mian)積式、電磁式、超聲(sheng)波式和熱式流量(liang)計等類型），如何根(gen)據流量、流态、安裝(zhuang)要求與環📧境條件(jiàn)、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(dào)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(deng)幾種📞流量計的選(xuan)型設計。
1、電磁流量(liang)計選型設計
電磁(ci)流量計自20世紀50年(nián)代末國内工業應(yīng)用以來，七八🛀🏻十年(nian)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(fǎ)拉第電磁感應定(ding)律，即被測介質垂(chuí)直于磁力線方向(xiàng)流動，因而在與介(jie)質流動和磁力線(xian)都垂直的方向上(shàng)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(yā)力損失，另❌外，流量(liàng)元件檢測出的zui初(chu)信号，是一個與流(liú)體平均流速成線(xiàn)性變化的電壓，它(ta)與流體的其他性(xing)質無✉️關，具有很大(dà)的*性。
根據污水具(ju)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(shuǐ)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(jiā)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(dà)量✌️的工業污水，污(wū)水處理分廠必須(xū)對污水的流量進(jìn)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(jì)流量偏差較大，而(ér)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(zuo)爲一種新型流量(liang)計，80年代中期以來(lái)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(yòng)渦街流量計進行(hang)流量測量也愈來(lái)愈得到重❄️視，目前(qian)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(shì)從熱絲式、熱敏🆚式(shì)逐漸發展了應力(lì)式、磁敏式及差動(dong)開關電容式、超聲(sheng)波式等。渦街流量(liàng)計幾乎可用于一(yi)切可🈚形成旋渦✨列(liè)的場合，不僅可用(yòng)于封閉的管道，還(hai)可用于開放🈚的溝(gou)槽。與渦輪流量計(jì)相比，渦街流量計(jì)沒有可動的機械(xie)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(jì)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(zhi)一滞流件♉，當☁️流體(ti)♉流經滞流件時，由(you)于滞流件表面的(de)滞流作用等原因(yin)，在其下遊🤟會産生(sheng)兩列不對稱的旋(xuan)渦，這些✨旋渦在❓滞(zhì)流件的側後方分(fen)開，形成所謂的卡(kǎ)門（Karman）旋渦列，兩列旋(xuán)渦的旋轉♈方向是(shì)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(lín)旋渦間的距離）時(shí)，旋渦列是穩定的(de)雷諾數Re是表征粘(zhan)性流體⛷️流動特性(xing)的一個無量綱數(shù)，其物理意義是流(liú)體流動的慣性力(li)與粘滞力的比值(zhi)。因‼️此，流體的流動(dong)狀态對✔️渦街流量(liàng)計的使用也有一(yī)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(neng)。
經過實踐，如下幾(jǐ)個方面對渦街流(liu)量計的使用都有(you)影響，應☀️對🈲這些問(wen)題進行分析。
（1）渦街(jiē)流量計的測量範(fàn)圍較大，一般10：1，但測(cè)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(tā)還受旋渦能量的(de)限制，介質流速較(jiào)低，則旋渦的強度(dù)、旋轉速度也低，難(nan)☀️以引起傳感元件(jiàn)産生響應信号，旋(xuán)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(yi)般不超過🈲400Hz）和電路(lù)的頻率限💃制，因此(cǐ)設計時一定要對(duì)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(wai)，還要考慮電磁幹(gan)擾。在強幹擾如高(gāo)壓輸電電站、大型(xíng)整流所等場合，磁(cí)敏㊙️式、壓電應力式(shì)等儀表不能正常(cháng)工作或不能準确(què)測量。
（2）振動也是該(gāi)類儀表的一大勁(jìn)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(zhi)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(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(bǎo)證穩定渦街所必(bì)要的流動條件時(shi)，是不宜選用的。即(ji)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(jie)流量計的使用性(xing)能也有很大的影(yǐng)響。如壓力應力式(shi)渦街流量計不能(néng)長期使用在☁️300℃狀态(tai)下，因其絕緣阻抗(kàng)會由常溫下的10MΩ～100MΩ急(ji)降至1MΩ～10KΩ，輸出信号也(ye)變小，導緻測量特(tè)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(biao)可靠性和使用☁️壽(shou)命。
渦街流量計是(shì)一種比較新型的(de)流量計，處于發展(zhan)💃階段，還不很成熟(shú)，如果選擇不當，性(xing)能也不能很好🌈發(fā)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(pan)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(shè)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(pǎn)型和錐💜形入口闆(pǎn)型，其工作原理是(shì)在流體管道中加(jiā)入一孔闆節流件(jian)⭕，通過導壓管引入(rù)壓差變送器測出(chū)節🏃♀️流件上、下🌈遊的(de)壓差，根據所測🈲的(de)壓差經過計算即(jí)得出流量的瞬時(shi)值。由于導壓管内(nei)水的不流動性，在(zài)較🔱寒冷地區，冬天(tiān)室外安裝的孔闆(pǎn)取壓管容易凍裂(lie)（凍住），使差壓儀器(qi)無🈚法正常工作。測(ce)量較髒的污水時(shi)，孔闆需經常清洗(xǐ)。如清洗不及時🚩，測(cè)量精度降低，取壓(ya)管經常被污物堵(du)死，儀表無法❌使用(yòng)。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(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(cè)量流量計中，電磁(ci)流量計性能較好(hǎo)，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(shui)流量的測量和控(kòng)制達到度和可靠(kao)性要求。
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