污水流量測量中流量計的特點探究-廣州迪川儀器儀表有限公司
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污水流量(liàng)測量中流量計(ji)的特點探究
    　　工控摘要： 環(huán)保産業對污水(shui)流量的測量和(he)控制的度、可靠(kào)性♋要求已🏃🏻‍♂️越來(lái)✉️越高，文章介紹(shào)了電磁式、渦街(jiē)式、節流式等幾(jǐ)種💋流量🏃‍♂️計的選(xuǎn)型設計，結合水(shui)處理工藝，從理(lǐ)論和🔴實踐兩方(fang)面闡述各自的(de)特點。
    　　
    　　國外一位(wèi)流量專家F.C.Kinghoro曾說(shuō)過，流量計是少(shǎo)數幾種使用🌍比(bǐ)制造艱難的粘(zhan)性摩擦作用，還(hái)會産生不穩定(dìng)的旋渦和🧡二次(cì)流等☁️複雜流動(dòng)現象。測量儀表(biao)本身受到衆☀️多(duo)因素，如：管道、口(kǒu)徑大小、形狀（圓(yuán)形、矩形）、邊界條(tiáo)件、介質的物性(xing)💃🏻（溫度、壓力、密度(du)、粘度、髒污性、腐(fǔ)蝕性等）、流體的(de)流動狀态（紊流(liu)狀态、速度分布(bù)等）以及安裝條(tiáo)件與水平的影(yǐng)響。面對國内外(wài)十幾類、上百個(ge)品種的流量👌儀(yi)表（先後發展起(qi)來的容積式、差(cha)壓💃式、渦輪式、面(mian)積式㊙️、電磁式、超(chāo)聲波式和熱式(shì)流量🏃‍♀️計等類型(xing)🤞），如何根據流量(liàng)、流态、安裝要求(qiu)與環境條件、經(jīng)濟性等因素合(he)理選型，是應用(yong)好流量儀表的(de)❗前提和基礎。除(chu)了儀表自🈲身質(zhì)量要得到保證(zheng)，工藝✏️數據🍉的提(ti)供和儀表的安(ān)裝、使用🈲、維護是(shì)否合理也相當(dang)重要。本文介紹(shao)電磁式、渦街式(shi)、節流式等幾種(zhong)流量計的選型(xing)設計。
    　　
    　　1、電磁流量(liàng)計選型設計
    　　
    　　電(dian)磁流量計自20世(shi)紀50年代末國内(nèi)工業應用以來(lai)，七⛹🏻‍♀️八十年代♋在(zài)流量測量中運(yùn)用和發展很快(kuài)。電磁流量計🥰的(de)工作原✉️理是基(jī)于🐕法拉第電磁(cí)感應定律，即被(bei)測介🏃質垂直于(yu)磁力線方向流(liu)動，因而在與介(jiè)質流動和磁力(lì)線都垂直的方(fang)向上産生一感(gan)應電動😍勢EX感應(yīng)電動勢EX與被測(ce)介🌈質流量（流速(su)📧）成正比，電磁🐕流(liú)量計不受溫度(du)、壓力、粘度、重度(du)等外界因素🔱的(de)影響，測量管内(nèi)部無收縮或⛷️凸(tū)出部分的壓力(li)損失，另外🤞，流量(liàng)元件檢測出的(de)zui初信号，是一個(ge)🐆與流體平均流(liú)速成線性變化(hua)的電🤩壓，它與流(liu)體的其他性質(zhì)無關，具有很大(da)的*性。
    　　
    　　根據污水(shui)具有流量變化(huà)大、含雜質、腐蝕(shí)性小、有一🥵定的(de)導電☁️能力等特(te)性，測量污水的(de)流量，電磁流量(liang)🔆計是🈚一個👨‍❤️‍👨很好(hao)的選擇。它🌈結構(gòu)緊湊、體積小，安(ān)裝、操作、維護方(fang)便，如測量系😘統(tong)采用智能化設(she)計，整體密🌈封加(jia)強，能在較惡劣(lie)的環境下㊙️正常(chang)工作。可選用氯(lǜ)丁橡膠襯裏，含(han)钼不鏽鋼電極(jí)的電磁流量計(jì)，即可滿足污水(shuǐ)流量測量的要(yao)求。
    　　
    　　某冶煉廠在(zai)生産中，由于生(shēng)産工藝的需要(yao)，會産生大量的(de)工業污水，污水(shui)處理分廠必須(xū)對污水的流量(liang)進行監控。在以(yǐ)往的設計中，流(liú)量儀表不少都(dōu)選✂️用旋渦流量(liang)計😘和孔闆流量(liang)計。而實際應用(yòng)中發現測量的(de)流量顯示值與(yǔ)實際流量偏差(chà)較大，而改用🔞電(dian)磁流量計❓偏差(chà)大大減小。
    　　
    　　2、渦街(jiē)流量計選型設(shè)計
    　　
    　　渦街流量計(ji)作爲一種新型(xíng)流量計，80年代中(zhōng)期以來發展較(jiào)快☁️，它在流量測(cè)量方面有着諸(zhu)多的優點和長(zhǎng)處，在現代流量(liàng)測☁️量中⭕應用越(yuè)來越廣泛。在國(guo)内使用渦街流(liu)量計進行流量(liàng)測量也愈來愈(yù)得到重視，目前(qian)我國已有性能(neng)優良并🏒有自主(zhǔ)知識産權的🔆産(chǎn)品系列。渦街流(liu)量計是基于流(liú)體振動發展起(qǐ)來的，根據旋渦(wō)的不同，檢測方(fang)式從熱絲式、熱(re)敏式逐漸發展(zhan)了應力式、磁敏(min)式及差動開關(guān)電容式、超聲波(bō)式等。渦街流量(liàng)計🔞幾乎可用于(yu)一切可形成旋(xuan)渦列的場合，不(bu)僅可用于封閉(bì)的🏃🏻‍♂️管道，還可用(yong)于開放的溝槽(cao)。與渦輪流量計(jì)相比，渦街流量(liang)計沒有可動的(de)機械部件，維護(hù)工作量小，儀表(biǎo)常數穩定；與孔(kong)闆式流量計相(xiang)比，渦街流量計(ji)測🚶‍♀️量範圍大，壓(yā)力損失小，準确(que)度高，安裝與維(wei)護簡單。但渦街(jiē)流量計的環境(jìng)相關參數較多(duo)，容易在使用現(xian)場被忽略而影(ying)響👅流量計性能(néng)的正确發揮。
    　　
    　　渦(wo)街流量計的原(yuán)理是在流量計(ji)管道中，設置一(yi)滞流件，當流體(tǐ)流經滞流件時(shí)，由于滞流件表(biao)面的滞流作用(yòng)等原因🥰，在其下(xia)遊🙇‍♀️會産生兩列(lie)不對稱的旋渦(wō)，這些旋渦在滞(zhi)流件的側後方(fang)分開⛷️，形成所謂(wèi)的卡門（Karman）旋渦列(lie)，兩列旋♉渦的旋(xuan)轉方向是相反(fan)的，卡門👣從理論(lun)上證明了當h/L=0.281（h爲(wèi)兩旋渦列之間(jian)的寬度，L爲兩個(gè)相鄰旋渦間的(de)距離）時，旋渦🐉列(liè)是穩定的雷諾(nuò)數Re是表征粘性(xìng)流體流動特性(xing)的一個無量綱(gang)數，其物理意義(yì)是流體流動🌂的(de)慣性力與粘滞(zhi)力的比值。因此(ci)，流體的🏃‍♀️流動狀(zhuang)态對渦街流量(liang)計的使用也有(you)一定的影響。如(rú)果環境參數🌈對(duì)流體流動狀态(tài)有影響也會影(yǐng)響到渦街流量(liàng)計的使用性能(néng)。
    　　
    　　經過實踐，如下(xia)幾個方面對渦(wō)街流量計的使(shi)用都有☎️影響，應(ying)🐕對這些問題進(jìn)行分析。
    　　
    　　（1）渦街流(liu)量計的測量範(fan)圍較大，一般10：1，但(dan)測量下限受許(xǔ)多因素限制：Re＞10000是(shì)渦街流量計工(gong)作的zui基本條件(jian)，除此以外，它還(hai)受旋渦🙇‍♀️能量的(de)限制，介質流速(sù)較低，則旋渦的(de)強度、旋轉速度(dù)也低，難📞以引起(qi)傳感元件産生(shēng)響應信号，旋渦(wō)頻率f也小，還會(huì)使信号處理發(fa)生♈困難。測量上(shang)限則受傳感器(qi)的頻率響應（如(ru)磁敏式💛一般不(bú)超過400Hz）和電路的(de)頻率限制，因此(ci)設計時一定要(yào)對流速範圍進(jìn)⭕行計算、核算，根(gen)據流體的流速(su)進行選擇。使用(yong)現場環境條件(jian)複雜，選型時除(chú)注意環境溫度(du)、濕度、氣氛等條(tiao)件外，還要考慮(lǜ)電磁幹擾。在強(qiang)幹擾如高壓輸(shu)電電站、大型整(zhěng)流所等場合，磁(ci)敏式、壓電應力(lì)式等儀表不能(neng)正常工作或不(bú)能準确測量。
    　　
    　　（2）振(zhen)動也是該類儀(yi)表的一大勁敵(dí)。因此在使用時(shí)注意避💰免機械(xiè)振動，尤其是管(guǎn)道的橫向振動(dong)（垂直于管道軸(zhóu)線又垂直旋📐渦(wo)發👨‍❤️‍👨生體軸線的(de)振動），這種影響(xiǎng)在流量計結構(gou)設計上是無法(fa)抑制和消除的(de)。由于渦街信号(hào)對流場影響同(tong)樣敏感，故直管(guan)段長度不能保(bǎo)證穩定渦街所(suo)必要的流動條(tiao)件時，是不宜👈選(xuǎn)用的。即使是抗(kàng)振性較強的電(diàn)容式、超聲波式(shi)，保證流體爲充(chōng)分發展的單向(xiàng)流，也是不可忽(hū)略的。
    　　
    　　（3）介質溫度(dù)對渦街流量計(ji)的使用性能也(ye)有很大的影響(xiang)。如✨壓力應力式(shi)渦街流量計不(bu)能長期使用在(zai)300℃狀态下，因其絕(jue)緣阻💋抗會由常(chang)溫下的10MΩ～100MΩ急降至(zhì)1MΩ～10KΩ，輸出☂️信号也變(bian)小，導緻測量特(te)性惡化，對此宜(yí)選用磁敏🍉式或(huo)電容式結構。在(zài)🏃🏻測量系統中，傳(chuan)感器與轉換器(qi)宜采用分離🏃安(ān)裝方式，以免長(zhang)期高溫影響儀(yí)表可💃🏻靠性和使(shǐ)用壽命。
    　　
    　　渦街流(liú)量計是一種比(bǐ)較新型的流量(liang)計，處于發展階(jie)㊙️段，還不很成熟(shu)，如果選擇不當(dāng)，性能也不能很(hěn)好發揮。隻有經(jing)過合理選型、正(zhèng)确安裝後，還需(xū)要在使用過程(cheng)中認真🚶‍♀️定期維(wéi)護，不斷積累經(jīng)驗，提高對系統(tǒng)故障的👅預見性(xìng)以及判斷、處理(lǐ)問題的🔞能力，從(cóng)而🐅達到令人滿(man)意的效果。
    　　
    　　3、節流(liú)式流量計選型(xing)設計
    　　
    　　節流式流(liú)量計是早期大(dà)量使用的一種(zhǒng)測量流量的🏃‍♂️計(ji)量裝📐置❤️，其曆史(shi)zui長，用量zui多。現在(zài)常見的爲圓孔(kong)闆型🌍和錐形入(rù)口闆型，其工作(zuò)原理是在流體(ti)管道中加入一(yi)孔闆節流件，通(tong)過導🆚壓管引入(rù)壓差變送器測(cè)出節流件上、下(xia)遊的壓差，根據(ju)所測的壓差經(jīng)過計算即得✉️出(chu)流量的瞬時值(zhi)。由于導壓管内(nei)水的不流動性(xing)，在📐較寒冷地區(qū)，冬天室外安裝(zhuāng)的孔闆取♈壓管(guan)容易凍裂（凍住(zhù)），使差壓儀器無(wu)法正常工作。測(cè)量較髒的污水(shui)時，孔闆需經常(cháng)清洗。如清洗不(bú)及時，測量精度(dù)降低，取壓管經(jīng)常被🐕污物堵死(si)，儀表無法使用(yòng)。用孔闆的方式(shi)測流☀️量時還有(you)壓力損失大、維(wei)🛀🏻護量大等缺點(diǎn)。因此改變取壓(ya)方式，例如用徑(jìng)距取🧡壓法🛀🏻，就可(kě)以減少孔闆污(wū)物的影響。
    　　
    　　4、結語(yǔ)
    　　
    　　以上幾種污水(shui)流量測量流量(liàng)計中，電磁流量(liang)計性能較好，節(jie)🔴流流量計應用(yòng)範圍廣，而渦街(jiē)流量計比較新(xīn)型，并正在不斷(duàn)發展。隻有了解(jie)這幾種流量計(jì)各自的🔞性能，才(cái)能對流量計選(xuan)型設計好，使污(wū)水流💛量的測量(liang)和控制達到度(dù)和可靠性要求(qiu)🙇🏻。
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