污水管道計量表

電磁流量計的工作原理是法拉第電磁感應(yīng)定律，在流量計中，測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第試驗中的導(dǎo)電金屬桿，上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場，當(dāng)有介質(zhì)流過時，則會產(chǎn)生感應(yīng)電壓，管道內(nèi)部的兩個電極測量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，測量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯（橡膠，特氟隆等）實現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。

應(yīng)用行業(yè)：
適用于測量封閉管道中導(dǎo)電液體和漿液的體積流量，廣泛應(yīng)用于冶金、造紙、水處理、化工、輕工、紡織、電力和采礦等行業(yè)。

主要特點：

·*的抗腐蝕能力，幾乎可測任何導(dǎo)電液體
·測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響
·抗干擾力強(qiáng)，幾乎不受外界干擾
·儀表內(nèi)部無任何阻流部件，無壓損，屬于節(jié)能型儀表
·直管段要求低，可在線標(biāo)定
·具有自檢和自診斷功能，方便檢修
·在現(xiàn)場可根據(jù)用戶實際需要在線修改量程

技術(shù)參數(shù)：

常用流速-流量對照表流速（m/s）； 流量（m3/h） 口徑（mm）

安裝管道要求：

安裝接線說明：

污水流量計選型資料：

污水流量計本身受到眾多因素，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）、流體的流動狀態(tài)（紊流狀態(tài)、速度分布等）以及安裝條件與水平的影響。面對國內(nèi)外十幾類、上百個品種的流量儀表，（先后發(fā)展起來的有容積式、差壓式、渦街式、面積式、電磁式、超聲波式和熱式流量計等類型），如何根據(jù)流量、流態(tài)、安裝要求與環(huán)境條件、經(jīng)濟(jì)性等因素合理選型，是應(yīng)用好流量儀表的前提和基礎(chǔ)。除了儀表自身質(zhì)量要得到保證，工藝數(shù)據(jù)的提供和儀表的安裝、使用、維護(hù)是否合理也相當(dāng)重要。本文介紹在污水流量測量中經(jīng)常使用的電磁式、渦街式、節(jié)流式等幾種流量計的選型設(shè)計，并結(jié)合污水處理工藝特點，從理論和實踐。

1 電磁流量計選型設(shè)計

電磁流量計自20世紀(jì)50年代末國內(nèi) 次工業(yè)應(yīng)用以來，七八十年代在流量測量中運用和發(fā)展很快。

根據(jù)污水具有流量變化大、含雜質(zhì)、腐蝕性小、有一定的導(dǎo)電能力等特性，測量污水的流量，電磁流量計是一個很好的選擇。它結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，安裝、操作、維護(hù)方便，如測量系統(tǒng)采用智能化設(shè)計，整體密封加強(qiáng)，能在較惡劣的環(huán)境下正常工作?？蛇x用氯丁橡膠襯里，含鉬不銹鋼（OCrI8Ni12Mo2Ti）電極的電磁流量計，即可滿足污水流量測量的要求。

某冶煉廠在生產(chǎn)中，由于生產(chǎn)工藝的需要，會產(chǎn)生大量的工業(yè)污水，污水處理廠必須對污水的流量進(jìn)行監(jiān)控。在以往的選型設(shè)計中，流量儀表不少都選用旋渦流量計和孔板流量計。而實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)測量的流量顯示值與實際流量偏差較大，改用電磁流量計偏差大大減小。

2 渦街流量計選型設(shè)計

渦街流量計作為一種新型流量計，80年代中期以來發(fā)展較快，它在流量測量方面有著諸多的優(yōu)點和長處，在現(xiàn)代流量測量中應(yīng)用越來越廣泛。在國內(nèi)使用渦街流量計進(jìn)行流量測量也愈來愈得到重視，目前我國已有性能優(yōu)良并有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品系列。渦街流量計是基于流體振動發(fā)展起來的，根據(jù)旋渦的不同，檢測方式從熱絲式、熱敏式逐漸發(fā)展了應(yīng)力式、磁敏式及差動開關(guān)電容式、超聲波式等。渦街流量計幾乎可用于一切可形成旋渦列的場合，不僅可用于封閉的管道，還可用于開放的溝槽。與渦輪流量計相比，渦街流量計沒有可動的機(jī)械部件，維護(hù)工作量小，儀表常數(shù)穩(wěn)定；與孔板式流量計相比，渦街流量計測量范圍大，壓力損失小，準(zhǔn)確度高，安裝與維護(hù)簡單。但渦街流量計的環(huán)境相關(guān)參數(shù)較多，容易在使用現(xiàn)場被忽略而影響流量計性能的正確發(fā)揮。

渦街流量計的原理是在流量計管道中，設(shè)置一滯流件，當(dāng)流體流經(jīng)滯流件時，由于滯流件表面的滯流作用等原因，在其下游會產(chǎn)生兩列不對稱的旋渦，這些旋渦在滯流件的側(cè)后方分開，形成所謂的卡門 （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為兩個相鄰旋渦間的距離）時，旋渦列是穩(wěn)定的，在此情況下，產(chǎn)生旋渦的頻率f與流量計管道中流體流速υ的關(guān)系為：

f =sv/d （5）

v=df/s （6）

式中：d 為圓柱形滯流件的直徑；s為無量綱常數(shù)，稱為Strouhal數(shù)，與流體流動狀態(tài)的雷諾數(shù)Re有關(guān)。

流量計圓截面管道的雷諾數(shù)Re為：

Re=υdρ/μ （7）

式中：υ為流體的流速，m/s；ρ為流體的密度，kg/m3； μ為流體的動力粘度，(kg·m-1)/s。

而流體的流量：Q=A×v

從上式可見，渦街流量計選型設(shè)計完畢，流量Q不僅與f有關(guān)，而且與雷諾數(shù)Re也有關(guān)。雷諾數(shù)Re是表征粘性流體流動特性的一個無量綱數(shù)，其物理意義是流體流動的慣性力與粘滯力的比值 。因此，流體的流動狀態(tài)對渦街流量計的使用也有一定的影響。如果環(huán)境參數(shù)對流體流動狀態(tài)有影響也會影響到渦街流量計的使用性能。

經(jīng)過實踐，如下幾個方面對渦街流量計的使用都有影響，應(yīng)對這些問題進(jìn)行分析：

1）渦街流量計的測量范圍較大，一般10：1，但測量下限受許多因素限制：Re＞10 000是渦街流量計工作的 基本條件，除此以外，它還受旋渦能量的限制，介質(zhì)流速較低，則旋渦的強(qiáng)度、旋轉(zhuǎn)速度也低，難以引起傳感元件產(chǎn)生響應(yīng)信號，旋渦頻率f也小，還會使信號處理發(fā)生困難。測量上限則受傳感器的頻率響應(yīng)（如磁敏式一般不超過400Hz）和電路的頻率限制，因此設(shè)計時一定要對流速范圍進(jìn)行計算、核算，根據(jù)流體的流速進(jìn)行選擇。使用現(xiàn)場環(huán)境條件復(fù)雜，選型時除注意環(huán)境溫度、濕度、氣氛等條件外，還要考慮電磁干擾。在強(qiáng)干擾如高壓輸電電站、大型整流所等場合，磁敏式、壓電應(yīng)力式等儀表不能正常工作或不能準(zhǔn)確測量。

2）振動也是該類儀表的一大勁敵。因此在使用時注意避免機(jī)械振動，尤其是管道的橫向振動（垂直于管道軸線又垂直旋渦發(fā)生體軸線的振動），這種影響在流量計結(jié)構(gòu)設(shè)計上是無法抑制和消除的。由于渦街信號對流場影響同樣敏感，故直管段長度不能保證穩(wěn)定 渦街所必要的流動條件時，是不宜選用的。即使是抗振性較強(qiáng)的電容式、超聲波式，保證流體為充分發(fā)展的單向流，也是不可忽略的。

3）介質(zhì)溫度對渦街流量計的使用性能也有很大的影響。如壓力應(yīng)力式渦街流量計不能長期使用在300℃狀態(tài)下，因其絕緣阻抗會由常溫下的10 MΩ～100 MΩ急降至1 MΩ～10 KΩ，輸出信號也變小，導(dǎo)致測量特性惡化，對此宜選用磁敏式或電容式結(jié)構(gòu)。在測量系統(tǒng)中，傳感器與轉(zhuǎn)換器宜采用分離安裝方式，以免長期高溫影響儀表可靠性和使用壽命。

渦街流量計是一種比較新型的流量計，處于發(fā)展階段，還不很成熟，如果選擇不當(dāng)，性能也不能很好發(fā)揮。在經(jīng)過合理選型、正確安裝后，還需要在使用過程中認(rèn)真定期維護(hù)，不斷積累經(jīng)驗，提高對系統(tǒng)故障的預(yù)見性以及判斷、處理問題的能力，從而達(dá)到令人滿意的效果。

3 節(jié)流式流量計選型設(shè)計

節(jié)流式流量計是早期大量使用的一種測量流量的計量裝置，其歷史 長，用量 多?，F(xiàn)在常見的為圓孔板型和錐形入口板型，其工作原理是在流體管道中加入一孔板節(jié)流件，通過導(dǎo)壓管引入壓差變送器測出節(jié)流件上、下游的壓差，根據(jù)所測的壓差經(jīng)過計算即得出流量的瞬時值。由于導(dǎo)壓管內(nèi)水的不流動性，在較寒冷地區(qū)，冬天室外安裝的孔板取壓管容易凍裂（凍?。?，使差壓儀器無法正常工作。測量較臟的污水時，孔板需經(jīng)常清洗。如清洗不及時，測量精度降低，取壓管經(jīng)常被污物堵死，儀表無法使用。用孔板的方式測流量時還有壓力損失大、維護(hù)量大等缺點。因此改變?nèi)悍绞剑?例如用徑距取壓法，就可以減少孔板污物的影響。

4 結(jié)語

以上幾種污水流量測量流量計中，電磁流量計性能較好，節(jié)流流量計應(yīng)用范圍廣，而渦街流量計比較新型，并正在不斷發(fā)展。只有了解這幾種流量計各自的性能特點，才能對流量計選型設(shè)計好，使污水流量的測量和控制達(dá)到**度和可靠性要求。