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    流量計(jì)種類以及選型方法

    2017-02-27 12:06:00  來源：黃偉
    工業(yè)對(duì)污水流量的計(jì)量和操控的精確度、牢靠性需求已越來越高，文章介紹了電磁式、渦街式、節(jié)流式等幾種流量計(jì)的選型描繪，結(jié)合水處置工藝，從理論和實(shí)習(xí)兩方面論述各自的特色。
    國(guó)外一位流量專家F.C.Kinghoro曾說過，流量計(jì)是少量幾種運(yùn)用比制作困難的粘性摩擦作用，還會(huì)發(fā)作不穩(wěn)定的旋渦和二次流等雜亂活動(dòng)現(xiàn)象。
    計(jì)量外表本身受到很多要素，如：管道、口徑大小、形狀（圓形、矩形）、邊界條件、介質(zhì)的物性（溫度、壓力、密度、粘度、臟污性、腐蝕性等）、流體的活動(dòng)狀況（紊流狀況、速度分布等）以及設(shè)備條件與水平的影響。
    面臨國(guó)內(nèi)外十幾類、上百個(gè)品種的流量外表（先后開展起來的容積式、差壓式、渦輪式、面積式、電磁式、超聲波式和熱式流量計(jì)等類型），如何依據(jù)流量、流態(tài)、設(shè)備需求與環(huán)境條件、經(jīng)濟(jì)性等要素合理選型，是運(yùn)用好流量外表的前提和基礎(chǔ)。除了外表本身質(zhì)量要得到確保，工藝數(shù)據(jù)的供給和外表的設(shè)備、運(yùn)用、保護(hù)是否合理也相當(dāng)重要。本文介紹電磁式、渦街式、節(jié)流式等幾種流量計(jì)的選型描繪。
    1、電磁流量計(jì)選型描繪
    電磁流量計(jì)自20世紀(jì)50年代末國(guó)內(nèi)首次工業(yè)運(yùn)用以來，七八十年代在流量計(jì)量中運(yùn)用和開展很快。電磁流量計(jì)的作業(yè)原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律，即被測(cè)介質(zhì)筆直于磁力線方向活動(dòng)，因而在與介質(zhì)活動(dòng)和磁力線都筆直的方向上發(fā)作一感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EX感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EX與被測(cè)介質(zhì)流量（流速）成正比，電磁流量計(jì)不受溫度、壓力、粘度、重度等外界要素的影響，計(jì)量管內(nèi)部無收縮或凸出部分的壓力丟失，別的，流量元件檢測(cè)出的開始信號(hào)，是一個(gè)與流體均勻流速成精確線性改變的電壓，它與流體的其他性質(zhì)無關(guān)，具有很大的優(yōu)越性。
    依據(jù)污水具有流量改變大、含雜質(zhì)、腐蝕性小、有必定的導(dǎo)電才干等特性，計(jì)量污水的流量，電磁流量計(jì)是一個(gè)很好的挑選。它結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，設(shè)備、操作、保護(hù)便利，如計(jì)量體系采用智能化描繪，全體密封加強(qiáng)，能在較惡劣的環(huán)境下正常作業(yè)�？蛇x用氯丁橡膠面料，含鉬不銹鋼電極的電磁流量計(jì)，即可滿足污水流量計(jì)量的需求。
    某冶煉廠在生產(chǎn)中，因?yàn)樯a(chǎn)工藝的需求，會(huì)發(fā)作很多的工業(yè)污水，污水處置分廠有必要對(duì)污水的流量進(jìn)行監(jiān)控。在以往的描繪中，流量外表不少都選用旋渦流量計(jì)和孔板流量計(jì)。而實(shí)踐運(yùn)用中發(fā)現(xiàn)計(jì)量的流量顯現(xiàn)值與實(shí)踐流量偏差較大，而改用電磁流量計(jì)偏差大大減小。
    2、渦街流量計(jì)選型描繪
    渦街流量計(jì)作為一種新式流量計(jì)，80年代中期以來開展較快，它在流量計(jì)量方面有著許多的利益和利益，在現(xiàn)代流量計(jì)量中運(yùn)用越來越廣泛。在國(guó)內(nèi)運(yùn)用渦街流量計(jì)進(jìn)行流量計(jì)量也愈來愈得到注重，目前我國(guó)已有功能優(yōu)良并有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的商品系列。渦街流量計(jì)是基于流體振蕩開展起來的，依據(jù)旋渦的不一樣，檢測(cè)方法從熱絲式、熱敏式逐漸開展了應(yīng)力式、磁敏式及差動(dòng)開關(guān)電容式、超聲波式等。渦街流量計(jì)幾乎可用于一切可構(gòu)成旋渦列的場(chǎng)合，不只可用于關(guān)閉的管道，還可用于開放的溝槽。與渦輪流量計(jì)對(duì)比，渦街流量計(jì)沒有可動(dòng)的機(jī)械部件，保護(hù)作業(yè)量小，外表常數(shù)穩(wěn)定；與孔板式流量計(jì)對(duì)比，渦街流量計(jì)計(jì)量規(guī)模大，壓力丟失小，準(zhǔn)確度高，設(shè)備與保護(hù)簡(jiǎn)略。但渦街流量計(jì)的環(huán)境相關(guān)參數(shù)較多，簡(jiǎn)單在運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)被忽略而影響流量計(jì)功能的正確發(fā)揚(yáng)。
    渦街流量計(jì)的原理是在流量計(jì)管道中，設(shè)置一滯流件，當(dāng)流體流經(jīng)滯流件時(shí)，因?yàn)闇骷獗淼臏髯饔玫仍�，在其下游�?huì)發(fā)作兩列不對(duì)稱的旋渦，這些旋渦在滯流件的側(cè)后方分隔，構(gòu)成所謂的卡門（Karman）旋渦列，兩列旋渦的旋轉(zhuǎn)方向是相反的，卡門從理論上證明了當(dāng)h/L=0.281（h為兩旋渦列之間的寬度，L為兩個(gè)相鄰旋渦間的間隔）時(shí)，旋渦列是穩(wěn)定的雷諾數(shù)Re是表征粘性流體活動(dòng)特性的一個(gè)無量綱數(shù)，其物理意義是流體活動(dòng)的慣性力與粘滯力的比值。因而，流體的活動(dòng)狀況對(duì)渦街流量計(jì)的運(yùn)用也有必定的影響。若是環(huán)境參數(shù)對(duì)流體活動(dòng)狀況有影響也會(huì)影響到渦街流量計(jì)的運(yùn)用功能。
    通過實(shí)習(xí)，如下幾個(gè)方面臨渦街流量計(jì)的運(yùn)用都有影響，應(yīng)對(duì)這些疑問進(jìn)行分析。
    （1）渦街流量計(jì)的計(jì)量規(guī)模較大，通常10：1，但計(jì)量下限受許多要素約束：Re＞10000是渦街流量計(jì)作業(yè)的*基本條件，除此以外，它還受旋渦能量的約束，介質(zhì)流速較低，則旋渦的強(qiáng)度、旋轉(zhuǎn)速度也低，難以導(dǎo)致傳感元件發(fā)作響應(yīng)信號(hào)，旋渦頻率f也小，還會(huì)使信號(hào)處置發(fā)作困難。計(jì)量上限則受傳感器的頻率響應(yīng)（如磁敏式通常不超越400Hz）和電路的頻率約束，因而描繪時(shí)必定要對(duì)流速規(guī)模進(jìn)行核算、核算，依據(jù)流體的流速進(jìn)行挑選。運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件雜亂，選型時(shí)除注意環(huán)境溫度、濕度、氣氛等條件外，還要思考電磁攪擾。在強(qiáng)攪擾如高壓輸電電站、大型整流所等場(chǎng)合，磁敏式、壓電應(yīng)力式等外表不能正常作業(yè)或不能準(zhǔn)確計(jì)量。
    （2）振蕩也是該類外表的一大勁敵。因而在運(yùn)用時(shí)注意防止機(jī)械振蕩，尤其是管道的橫向振蕩（筆直于管道軸線又筆直旋渦發(fā)作體軸線的振蕩），這種影響在流量計(jì)結(jié)構(gòu)描繪上是無法按捺和消除的。因?yàn)闇u街信號(hào)對(duì)流場(chǎng)影響相同敏感，故直管段長(zhǎng)度不能確保穩(wěn)定渦街所必要的活動(dòng)條件時(shí)，是不宜選用的。即使是抗振性較強(qiáng)的電容式、超聲波式，確保流體為充分隔展的單向流，也是不可忽略的。
    （3）介質(zhì)溫度對(duì)渦街流量計(jì)的運(yùn)用功能也有很大的影響。如壓力應(yīng)力式渦街流量計(jì)不能長(zhǎng)期運(yùn)用在300℃狀況下，因其絕緣阻抗會(huì)由常溫下的10MΩ～100MΩ急降至1MΩ～10KΩ，輸出信號(hào)也變小，導(dǎo)致計(jì)量特性惡化，對(duì)此宜選用磁敏式或電容式結(jié)構(gòu)。在計(jì)量體系中，傳感器與轉(zhuǎn)換器宜采用分離設(shè)備方法，避免長(zhǎng)期高溫影響外表牢靠性和運(yùn)用壽命。渦街流量計(jì)是一種對(duì)比新式的流量計(jì)，處于開展階段，還不很老練，若是挑選不當(dāng)，功能也不能很好發(fā)揚(yáng)。只要通過合理選型、正確設(shè)備后，還需求在運(yùn)用過程中仔細(xì)定期保護(hù)，不斷積累經(jīng)歷，提高對(duì)體系故障的預(yù)見性以及判別、處置疑問的才干，然后到達(dá)令人滿意的作用。
    3、節(jié)流式流量計(jì)選型描繪
    節(jié)流式流量計(jì)是前期很多運(yùn)用的一種計(jì)量流量的計(jì)量設(shè)備，其前史*長(zhǎng)，用量*多�，F(xiàn)在常見的為圓孔板型和錐形入口板型，其作業(yè)原理是在流體管道中參加一孔板節(jié)省件，通過導(dǎo)壓管引入壓差變送器測(cè)出節(jié)省件上、下游的壓差，依據(jù)所測(cè)的壓差通過核算即得出流量的瞬時(shí)值。因?yàn)閷?dǎo)壓管內(nèi)水的不活動(dòng)性，在較寒冷區(qū)域，冬天室外設(shè)備的孔板取壓管簡(jiǎn)單凍裂（凍住），使差壓儀器無法正常作業(yè)。計(jì)量較臟的污水時(shí)，孔板需常常清潔。如清潔不及時(shí)，計(jì)量精度降低，取壓管常常被污物堵死，外表無法運(yùn)用。用孔板的方法測(cè)流量時(shí)還有壓力丟失大、保護(hù)量大等缺點(diǎn)。因而改變?nèi)悍椒ǎ缬脧骄嗳悍�，就可以削減孔板污物的影響。
    4、靶式流量計(jì)選型描繪
    靶式流量計(jì)的計(jì)量規(guī)模寬，流速低。計(jì)量原理是在相同管道內(nèi)，流速越高對(duì)阻流件的作用力也就越大，多大作用力就對(duì)應(yīng)著多少流量。靶式流量計(jì)關(guān)于計(jì)量無腐蝕性的污水是有很大的適應(yīng)性。因?yàn)榘惺搅髁坑?jì)耐臟污、靈敏度高、抗阻塞等利益。但是在很多酸堿性污水很難得到推行。
    5、超聲波明渠流量計(jì)
    超聲波明渠流量計(jì)首要運(yùn)用在明渠上，對(duì)計(jì)量污水也有必定的優(yōu)越性。適用于水庫(kù)、河流、水利工程、城市供水、污水處置、農(nóng)田灌溉、水政水資源等矩形、梯形明渠及涵洞的流量計(jì)量。明渠流量計(jì)品種很多，常見的有堰式明渠流量計(jì)和槽式明渠流量計(jì)兩大類。
    以上幾種污水流量計(jì)量流量計(jì)中，電磁流量計(jì)功能較好，節(jié)省流量計(jì)運(yùn)用規(guī)模廣，而渦街流量計(jì)對(duì)比新式，并正在不斷開展。只要了解這幾種流量計(jì)各自的功能，才干對(duì)流量計(jì)選型描繪好，使污水流量的計(jì)量和操控到達(dá)精確度和牢靠性需求
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    黃偉
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