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工控摘(zhai)要：
環保産業(ye)對污水流量(liàng)的測量和控(kòng)制的度、可靠(kao)性要求已越(yuè)🙇🏻來越高，文章(zhāng)介紹了電磁(ci)式、渦街式、節(jie)流式等幾種(zhong)💁流量計的選(xuan)型設計，結合(hé)水處理工藝(yì)，從理論和實(shí)踐兩方面闡(chan)述各自的特(tè)點。
國外一位(wei)流量專家F.C.Kinghoro曾(céng)說過，流量計(jì)是少數幾種(zhǒng)使用比制造(zao)艱🈚難的粘性(xìng)摩擦作用，還(hai)會産生不穩(wěn)定的旋渦和(he)🔞二次流等㊙️複(fú)雜流動現象(xiàng)。測量儀表本(běn)身受到衆多(duo)因素，如：管道(dao)♈、口徑大小、形(xing)狀（圓形、矩形(xing)）、邊界條件、介(jie)質的物性（溫(wen)度、壓力、密度(du)、粘度、髒污性(xing)、腐♈蝕性等）、流(liú)體的流動狀(zhuàng)态（紊流狀态(tai)、速度分布等(děng)）以🐇及安裝條(tiáo)件與🧑🏾🤝🧑🏼水平的(de)影響。面🐅對國(guo)内外十幾類(lèi)、上百個品種(zhǒng)的流量🔱儀表(biǎo)（先後發展起(qi)來的容積式(shi)、差壓式、渦輪(lún)式、面積式❓、電(diàn)磁式、超聲波(bō)式和熱式流(liú)量計等類型(xíng)），如何根據流(liú)量、流态、安裝(zhuang)要求與環境(jìng)條件、經濟性(xing)等因素☂️合理(lǐ)選型，是應用(yong)好流量儀表(biǎo)的前提和基(ji)礎。除了儀表(biǎo)自身質量要(yao)得到保證，工(gong)藝🔱數據的提(ti)供和儀表的(de)安☔裝、使用💜、維(wéi)護是否合理(li)也相當重要(yao)。本文介紹電(dian)磁式、渦街式(shì)、節🐕流式等幾(jǐ)種♋流量計的(de)選型設計。
1、電(diàn)磁流量計選(xuǎn)型設計
電磁(ci)流量計自20世(shì)紀50年代末國(guo)内工業應用(yòng)以來，七八🐇十(shi)😍年代在流量(liàng)測量中運用(yong)和發展很快(kuài)。電磁流量計(ji)的工🚶♀️作原理(li)是基于法拉(lā)第電磁感應(yīng)定律，即被測(cè)介質垂直于(yú)磁力♈線方向(xiàng)流動，因而在(zai)與介質🛀🏻流動(dòng)和磁🔴力線都(dōu)垂直的方向(xiàng)上産生一感(gǎn)應電動勢EX感(gan)應電動勢EX與(yu)被測介質流(liú)量（流速）成正(zheng)比，電磁流量(liàng)計不受溫度(dù)、壓力、粘度、重(zhòng)㊙️度等外界因(yīn)素的影響，測(cè)量管内部無(wu)收縮或凸出(chū)部分的壓力(li)損失，另✨外，流(liu)量元件檢測(cè)出的zui初信号(hao)，是一個與流(liu)體平均流速(sù)成線性變化(huà)的電壓，它與(yu)流體的其他(ta)性質無關，具(ju)有很大的*性(xìng)。
根據污水具(ju)有流量變化(hua)大、含雜質、腐(fǔ)蝕性小、有一(yī)定的導電能(neng)力等特性，測(ce)量污水的流(liu)量，電磁流量(liàng)計是一個很(hen)好㊙️的選擇。它(ta)結構緊湊、體(ti)積小，安裝、操(cao)作、維護方便(bian)，如測量系統(tǒng)采用智能化(hua)設計，整體密(mì)封加強，能在(zai)較惡劣🔱的環(huán)境下正常工(gōng)作。可選用氯(lǜ)丁橡膠襯裏(lǐ)，含钼不鏽鋼(gang)電極的電磁(ci)流量計，即可(kě)滿足污水流(liu)量測量的要(yào)求。
某冶煉廠(chǎng)在生産中，由(yóu)于生産工藝(yi)的需要，會産(chǎn)生💘大量的工(gong)業污水，污水(shui)處理分廠必(bì)須對污水的(de)流量進行監(jiān)控。在以往的(de)設計中，流量(liàng)儀表不少都(dōu)選用旋渦流(liu)量計💃和孔闆(pǎn)流量計。而實(shí)際應用中發(fā)現測量的流(liu)量顯示值💃與(yu)實際流量偏(piān)差較大，而改(gai)用電磁流量(liàng)計偏差大大(da)減小。
2、渦街流(liú)量計選型設(shè)計
渦街流量(liàng)計作爲一種(zhong)新型流量計(ji)，80年代中期以(yǐ)來發展較快(kuai)，它在流量測(cè)量方面有着(zhe)諸多的優點(diǎn)和長處，在現(xiàn)✉️代流量測量(liang)中❓應用越來(lái)越廣泛。在國(guó)内使用渦🌐街(jiē)流量計進行(háng)🍓流量測量也(ye)愈來愈得到(dao)重視，目前我(wǒ)國已有性能(neng)優良并有自(zì)主知識産權(quan)的産品系列(liè)。渦街流量計(jì)是☁️基于流體(tǐ)振⚽動發展起(qi)來的，根據旋(xuan)渦的不同，檢(jiǎn)測方式從熱(rè)絲式、熱敏式(shì)逐漸發展了(le)應力式、磁敏(min)式及差動開(kai)關電容式、超(chāo)聲💋波式等。渦(wo)街流量計❗幾(jǐ)乎可用于一(yi)切可形成旋(xuán)渦列的場合(hé)，不僅可用于(yu)😍封閉的管道(dao)，還可用于🎯開(kai)放的溝槽。與(yu)渦輪流量計(jì)相比，渦街流(liú)量計沒有可(ke)動🌈的機械部(bu)件，維護工作(zuo)量小，儀表常(cháng)數穩定；與孔(kong)闆📧式流🎯量計(ji)相比，渦街流(liu)量計測量範(fan)圍大，壓力損(sǔn)失🔴小，準确度(dù)高，安裝與維(wéi)護簡單。但渦(wō)街💛流量計的(de)環境相關參(can)數較多，容易(yi)在使用現場(chǎng)被忽略而影(ying)響流量計性(xìng)能的正确發(fa)揮。
渦街流量(liàng)計的原理是(shì)在流量計管(guǎn)道中，設置一(yi)滞流件，當流(liú)體流經滞流(liú)件時，由于滞(zhi)流件表面的(de)滞流作🥰用等(děng)原因，在其下(xia)遊會産生兩(liǎng)列不對稱的(de)旋渦，這些⭐旋(xuan)渦在滞流件(jiàn)🏃的側後方分(fen)開，形成所謂(wèi)的卡門（Karman）旋渦(wo)列，兩列旋渦(wo)的旋轉方向(xiang)是相反的，卡(ka)門⭐從理論上(shàng)證明了當h/L=0.281（h爲(wei)兩旋渦列之(zhi)間👌的寬度，L爲(wei)兩個相鄰旋(xuán)渦間的距離(lí)）時，旋渦列是(shi)穩定的雷諾(nuo)數✔️Re是表征粘(zhan)🥰性流體流動(dong)特性的一個(ge)無量綱數，其(qi)物理意義是(shì)流體流動的(de)慣性力與粘(zhān)滞力的比值(zhi)。因此，流體的(de)‼️流動狀态對(duì)渦街流量計(ji)的使用也有(yǒu)一定的影響(xiang)。如果環境參(cān)數對流體流(liu)動狀态有影(ying)響⭕也會影響(xiǎng)到渦街流量(liàng)計的🥰使用性(xìng)能。
經過實踐(jiàn)，如下幾個方(fāng)面對渦街流(liu)量計的使用(yòng)都有影響㊙️，應(ying)㊙️對🐪這些問題(tí)進行分析。
（1）渦(wo)街流量計的(de)測量範圍較(jiao)大，一般10：1，但測(ce)量下限受許(xu)多因素限制(zhì)：Re＞10000是渦街流量(liàng)計工作的zui基(jī)本條件，除此(ci)以🔴外，它還受(shòu)旋渦能量的(de)限制，介質流(liú)速較低，則旋(xuán)渦的強度、旋(xuán)轉速度✌️也低(di)，難以引起傳(chuán)感元件産生(sheng)響應信号，旋(xuan)渦頻率f也小(xiǎo)，還會使信号(hao)處理發生困(kùn)難。測量上限(xian)則受傳感🔞器(qi)的頻率響應(ying)（如磁敏式✏️一(yi)般不超過400Hz）和(hé)電路的頻率(lǜ)限制，因此設(shè)計時一定要(yào)對流速範圍(wéi)進🏃♀️行計算、核(he)算，根據流體(ti)的流速進行(háng)🔞選擇。使用現(xiàn)場環境條件(jian)複雜，選型時(shi)除注意環㊙️境(jìng)溫度、濕度、氣(qi)氛等條件外(wài)，還要考慮電(dian)磁幹🈲擾。在💚強(qiáng)幹擾如高壓(yā)輸電電站💋、大(da)型整流所等(deng)場合，磁敏式(shi)、壓電應力式(shi)等儀表不能(neng)正常工作或(huò)不能準确🌍測(cè)量。
（2）振動也是(shì)該類儀表的(de)一大勁敵。因(yin)此在使用時(shi)注意避⭐免機(jī)械振動，尤其(qi)是管道的橫(heng)向振動（垂直(zhí)于管道軸線(xiàn)⁉️又垂直旋渦(wo)發生體軸線(xian)的振動），這種(zhǒng)影響在流量(liàng)計結構設計(ji)🈲上是無法抑(yi)制和消除的(de)。由于渦街信(xin)号對流場影(yǐng)響同樣敏感(gan)，故直管段長(zhǎng)度不能保證(zhèng)穩定渦街所(suo)必要的流動(dong)條件時，是不(bú)宜選用的。即(jí)使👨❤️👨是抗振性(xìng)較強的🔞電容(rong)式、超聲波式(shi)，保證流體爲(wei)充分發展的(de)單向流，也是(shì)不可忽略的(de)。
（3）介質溫度對(duì)渦街流量計(ji)的使用性能(neng)也有很大的(de)影響。如壓力(li)應力式渦街(jie)流量計不能(néng)長期使用在(zài)300℃狀态下，因🈚其(qí)絕緣阻抗會(huì)由常溫下的(de)10MΩ～100MΩ急降至1MΩ～10KΩ，輸出(chū)信号也變小(xiǎo)，導緻測量特(tè)性惡🌈化，對此(ci)📐宜選用磁敏(mǐn)式或電容式(shi)結構。在測量(liàng)系統中，傳感(gǎn)器與轉換器(qì)宜采用分離(lí)安裝方式，以(yi)免長期高溫(wen)影響儀表可(kě)靠性和使用(yong)🐉壽命。
渦街流(liú)量計是一種(zhong)比較新型的(de)流量計，處于(yú)發展階段，還(hai)❤️不很成熟，如(ru)果選擇不當(dāng)，性能也不能(néng)很好🏃發揮❗。隻(zhī)有🔴經過☀️合理(lǐ)選型、正确安(ān)裝後，還需要(yào)在使用過程(cheng)中認真定期(qī)維護，不斷積(jī)累經驗，提高(gāo)對系統故障(zhàng)的✏️預見性以(yǐ)及判斷、處理(li)問題的能力(lì)，從而達到令(ling)人滿👈意的效(xiào)果。
3、節流式流(liú)量計選型設(shè)計
節流式流(liu)量計是早期(qī)大量使用的(de)一種測量流(liu)量的計量裝(zhuāng)置，其曆史zui長(zhang)，用量zui多。現在(zai)常見的爲圓(yuán)孔闆型和錐(zhuī)形入口闆型(xíng)，其工作原理(lǐ)是在流體管(guǎn)道中加入一(yi)孔闆節流件(jiàn)，通過導壓管(guan)引入壓差變(biàn)送❤️器測出節(jie)流件上、下遊(yóu)的壓差，根據(ju)所測的壓差(chà)經🔱過計算即(ji)得出流量的(de)瞬時值。由于(yu)導壓管内水(shuǐ)的♊不流動性(xìng)，在較寒冷地(di)區，冬天室外(wài)安裝的孔😘闆(pan)取壓管容易(yì)凍裂（凍住），使(shǐ)差壓儀器無(wu)法正常工作(zuò)。測量較髒的(de)污水時，孔❗闆(pǎn)需經常清洗(xǐ)。如🏃清洗不及(jí)時，測量精度(du)降低，取壓管(guan)經常被污物(wu)堵死，儀表無(wú)法👨❤️👨使用。用孔(kong)闆的方💁式測(ce)流量時還有(you)壓力損失大(dà)、維護量大等(deng)缺點。因此改(gai)變取壓方式(shì)，例如用徑距(ju)取壓法，就可(ke)以減少孔闆(pan)污物的影響(xiang)。
4、結語
以上幾(ji)種污水流量(liang)測量流量計(ji)中，電磁流量(liàng)計性能較🙇♀️好(hao)，節😘流流量計(ji)應用範圍廣(guang)，而渦街流量(liàng)計比💃較新型(xíng)，并正在不斷(duàn)🐆發展。隻有了(le)解這幾種流(liu)量計各自的(de)性能，才能對(duì)流量計選型(xing)設計好，使污(wū)水流量的測(cè)量和控制達(dá)到度和可靠(kào)性要求。
