西安華恒儀表制造有限公司是主要生產(chǎn)流量計(jì)和變送器的儀表廠家,擁有自主的研發(fā)團(tuán)隊(duì)和生產(chǎn)線??梢宰灾餮邪l(fā)設(shè)計(jì)滿(mǎn)足各行業(yè)、各環(huán)境下的高精度流量計(jì)。今天和大家分享一下污水流量計(jì)。
流量計(jì)是少數(shù)幾種使用比制造艱難的粘性摩擦作用, 還會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定的旋渦和二次流等復(fù)雜流動(dòng)現(xiàn)象。 測(cè)量?jī)x表本身受到眾多因素, 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(dòng)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(duì)國(guó)內(nèi)外十幾類(lèi)、 上百個(gè)品種的流量?jī)x表(先后發(fā)展起來(lái)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(lèi)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?jī)x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。 介紹電磁式、 渦街式、 節(jié)流式等幾種流量計(jì)的選型設(shè)計(jì)。
1.電磁流量計(jì)選型設(shè)計(jì)
電磁流量計(jì)自 20 世紀(jì) 50 年代末次工業(yè)應(yīng)用以來(lái), 七八十年代在流量測(cè)量中運(yùn)用和發(fā)展很快。 電磁流量計(jì)的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律, 即被測(cè)介質(zhì)垂直于磁力線方向流動(dòng), 因而在與介質(zhì)流動(dòng)和磁力線都垂直的方向上產(chǎn)生一感應(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、 重度等外界因素的影響, 測(cè)量管內(nèi)部無(wú)收縮或凸出部分的壓力損失, 另外, 流量元件檢測(cè)出的最初信號(hào), 是一個(gè)與流體平均流速成精確線性變化的電壓, 它與流體的其他性質(zhì)無(wú)關(guān), 具有很大的性。
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(cè)量污水的流量, 電磁流量計(jì)是一個(gè)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(cè)量系統(tǒng)采用智能化設(shè)計(jì), 整體密封加強(qiáng),能在較惡劣的環(huán)境下正常工作。 可選用氯丁橡膠襯里, 含鉬不銹鋼(OCrI8Ni12Mo2Ti) 電極的電磁流量計(jì), 即可滿(mǎn)足污水流量測(cè)量的要求。
某冶煉廠在生產(chǎn)中, 由于生產(chǎn)工藝的需要, 會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)污水, 污水處理分廠必須對(duì)污水的流量進(jìn)行監(jiān)控。在以往的設(shè)計(jì)中, 流量?jī)x表不少都選用旋渦流量計(jì)和孔板流量計(jì)。 而實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)測(cè)量的流量顯示值與實(shí)際流量偏差較大, 而改用電磁流量計(jì)偏差大大減小。
2.渦街流量計(jì)選型設(shè)計(jì)
渦街流量計(jì)作為一種新型流量計(jì), 80 年代中期以來(lái)發(fā)展較快, 它在流量測(cè)量方面有著諸多的優(yōu)點(diǎn)和長(zhǎng)處, 在現(xiàn)代流量測(cè)量中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。 在國(guó)內(nèi)使用渦街流量計(jì)進(jìn)行流量測(cè)量也愈來(lái)愈得到重視, 目前我國(guó)已有性能優(yōu)良并有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品系列。 渦街流量計(jì)是基于流體振動(dòng)發(fā)展起來(lái)的, 根據(jù)旋渦的不同, 檢測(cè)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(dòng)開(kāi)關(guān)電容式、 超聲波式等。 渦街流量計(jì)幾乎可用于一切可形成旋渦列的場(chǎng)合, 不僅可用于封閉的管道, 還可用于開(kāi)放的溝槽。 與渦輪流量計(jì)相比, 渦街流量計(jì)沒(méi)有可動(dòng)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(jì)相比, 渦街流量計(jì)測(cè)量范圍大, 壓力損失小, 準(zhǔn)確度高,安裝與維護(hù)簡(jiǎn)單。 但渦街流量計(jì)的環(huán)境相關(guān)參數(shù)較多, 容易在使用現(xiàn)場(chǎng)被忽略而影響流量計(jì)性能的正確發(fā)揮。
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), 由于滯流件表面的滯流作用等原因, 在其下游會(huì)產(chǎn)生兩列不對(duì)稱(chēng)的旋渦, 這些旋渦在滯流件的側(cè)后方分開(kāi), 形成所謂的卡門(mén)(Karman) 旋渦列,兩列旋渦的旋轉(zhuǎn)方向是相反的, 卡門(mén)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)相鄰旋渦間的距離) 時(shí), 旋渦列是穩(wěn)定的雷諾數(shù) Re 是表征粘性流體流動(dòng)特性的一個(gè)無(wú)量綱數(shù), 其物理意義是流體流動(dòng)的慣性力與粘滯力的比值。 因此, 流體的流動(dòng)狀態(tài)對(duì)渦街流量計(jì)的使用也有一定的影響。 如果環(huán)境參數(shù)對(duì)流體流動(dòng)狀態(tài)有影響也會(huì)影響到渦街流量計(jì)的使用性能。
經(jīng)過(guò)實(shí)踐, 如下幾個(gè)方面對(duì)渦街流量計(jì)的使用都有影響, 應(yīng)對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行分析。
?。?) 渦街流量計(jì)的測(cè)量范圍較大, 一般 10: 1, 但測(cè)量下限受許多因素限制: Re>10000 是渦街流量計(jì)工作的最基本條件, 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(hào), 旋渦頻率 f 也小, 還會(huì)使信號(hào)處理發(fā)生困難。 測(cè)量上限則受傳感器的頻率響應(yīng)(如磁敏式一般不超過(guò) 400Hz) 和電路的頻率限制, 因此設(shè)計(jì)時(shí)一定要對(duì)流速范圍進(jìn)行計(jì)算、 核算, 根據(jù)流體的流速進(jìn)行選擇。 使用現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件復(fù)雜, 選型時(shí)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(chǎng)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(cè)量。
?。?) 振動(dòng)也是該類(lèi)儀表的一大勁敵。 因此在使用時(shí)注意避免機(jī)械振動(dòng), 尤其是管道的橫向振動(dòng)(垂直于管道軸線又垂直旋渦發(fā)生體軸線的振動(dòng)), 這種影響在流量計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上是無(wú)法抑制和消除的。 由于渦街信號(hào)對(duì)流場(chǎng)影響同樣敏感, 故直管段長(zhǎng)度不能保證穩(wěn)定渦街所必要的流動(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, 保證流體為充分發(fā)展的單向流, 也是不可忽略的。
?。?) 介質(zhì)溫度對(duì)渦街流量計(jì)的使用性能也有很大的影響。 如壓力應(yīng)力式渦街流量計(jì)不能長(zhǎng)期使用在 300℃狀態(tài)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)致測(cè)量特性惡化,對(duì)此宜選用磁敏式或電容式結(jié)構(gòu)。 在測(cè)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(zhǎng)期高溫影響儀表可靠性和使用壽命。
渦街流量計(jì)是一種比較新型的流量計(jì), 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。 只有經(jīng)過(guò)合理選型、 正確安裝后, 還需要在使用過(guò)程中認(rèn)真定期維護(hù), 不斷積累經(jīng)驗(yàn), 提高對(duì)系統(tǒng)故障的預(yù)見(jiàn)性以及判斷、 處理問(wèn)題的能力, 從而達(dá)到令人滿(mǎn)意的效果。
3.節(jié)流式流量計(jì)選型設(shè)計(jì)
節(jié)流式流量計(jì)是早期大量使用的一種測(cè)量流量的計(jì)量裝置, 其歷史最長(zhǎng), 用量最多。 現(xiàn)在常見(jiàn)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(guò)導(dǎo)壓管引入壓差變送器測(cè)出節(jié)流件上、 下游的壓差, 根據(jù)所測(cè)的壓差經(jīng)過(guò)計(jì)算即得出流量的瞬時(shí)值。 由于導(dǎo)壓管內(nèi)水的不流動(dòng)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(wú)法正常工作。 測(cè)量較臟的污水時(shí), 孔板需經(jīng)常清洗。 如清洗不及時(shí), 測(cè)量精度降低, 取壓管經(jīng)常被污物堵死, 儀表無(wú)法使用。 用孔板的方式測(cè)流量時(shí)還有壓力損失大、維護(hù)量大等缺點(diǎn)。 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。
以上幾種污水流量測(cè)量流量計(jì)中, 電磁流量計(jì)性能較好, 節(jié)流流量計(jì)應(yīng)用范圍廣, 而渦街流量計(jì)比較新型, 并正在不斷發(fā)展。 只有了解這幾種流量計(jì)各自的性能, 才能對(duì)流量計(jì)選型設(shè)計(jì)好, 使污水流量的測(cè)量和控制達(dá)到精確度和可靠性要求。
4. 污水電磁流量計(jì)
(1) 安裝要求
1)、 污水電磁流量計(jì)安裝環(huán)境的選擇: 應(yīng)盡量遠(yuǎn)離具有強(qiáng)電磁場(chǎng)的設(shè)備, 如大型電機(jī)、 大型變壓器、 大型變頻器等。 安裝場(chǎng)所不應(yīng)有強(qiáng)烈震動(dòng), 管道固定牢靠, 環(huán)境溫度變化不大。 安裝環(huán)境應(yīng)便于安裝和維護(hù)。
2)、 污水電磁流量計(jì)安裝位置的選擇: 安裝位置必須保證管道內(nèi)始終充滿(mǎn)被測(cè)液體。 選擇液體流動(dòng)脈沖小的地方, 即應(yīng)遠(yuǎn)離泵和閥門(mén)、 彎頭等局部阻力件。 測(cè)量雙相(固、 液和氣、 液) 液體時(shí), 應(yīng)選擇不易引起相分離的地方。 被測(cè)管道內(nèi)徑或周長(zhǎng)容易測(cè)量, 并且橢圓度應(yīng)較小。
3)、 污水電磁流量計(jì)直管段長(zhǎng)度: 傳感器安裝管道上游側(cè)直管段長(zhǎng)度應(yīng)大于或等于 10D, 下游側(cè)應(yīng)不小于 5D(D為被測(cè)管道通徑)。
4)、 流量控制閥門(mén)和調(diào)節(jié)閥門(mén): 流量控制閥門(mén)應(yīng)安裝在傳感器上游側(cè)的被測(cè)管道內(nèi), 流量調(diào)節(jié)閥門(mén)應(yīng)安裝在傳感器下游側(cè)。 流量時(shí), 通常流量控制閥門(mén)應(yīng)處于全開(kāi)狀態(tài)。
?。?) 污水電磁流量計(jì)安裝示例圖

?。?) 技術(shù)特點(diǎn)
測(cè)量精度不受流體密度、 粘度、 溫度、 壓力和電導(dǎo)率變化的影響, 傳感器感應(yīng)電壓信號(hào)與平均流速呈線性關(guān)系,因此測(cè)量精度高。
測(cè)量管道內(nèi)無(wú)阻流件, 因此沒(méi)有附加的壓力損失; 測(cè)量管道內(nèi)無(wú)可動(dòng)部件, 因此傳感器壽命極長(zhǎng)。
由于感應(yīng)電壓信號(hào)是在整個(gè)充滿(mǎn)磁場(chǎng)的空間中形成的, 是管道載面上的平均值, 因此傳感器所需的直管段較短,長(zhǎng)度為 5 倍的管道直徑。
傳感器部分只有內(nèi)襯和電極與被測(cè)液體接觸, 只要合理選擇電極和內(nèi)襯材料, 即可耐腐蝕和耐磨損。
轉(zhuǎn)換器采用國(guó)際的單片機(jī)(MCU) 和表面貼裝技術(shù)(SMT), 性能可靠, 精度高, 功耗低, 零點(diǎn)穩(wěn)定, 參數(shù)設(shè)定方便。 點(diǎn)擊中文顯示 LCD, 顯示累積流量, 瞬時(shí)流量、 流速、 流量百分比等。
雙向測(cè)量系統(tǒng), 可測(cè)正向流量、 反向流量。 采用特殊的生產(chǎn)工藝和優(yōu)質(zhì)材料, 確保產(chǎn)品的性能在長(zhǎng)時(shí)候內(nèi)保持穩(wěn)定。
污水流量計(jì)計(jì)分類(lèi):分體型電磁流量計(jì),一體型電磁流量計(jì)
污水流量計(jì)是一種根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律來(lái)測(cè)量管內(nèi)導(dǎo)電介質(zhì)體積流量的感應(yīng)式儀表, 采用單片機(jī)嵌入式技術(shù), 實(shí)現(xiàn)數(shù)字勵(lì)磁, 同時(shí)在電磁流量計(jì)上采用 CAN 現(xiàn)場(chǎng)總線, 屬創(chuàng), 技術(shù)達(dá)到水平。
污水流量計(jì)在滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)顯示的同時(shí), 還可以輸出 4~20mA 電流信號(hào)供記錄、 調(diào)節(jié)和控制用, 現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于化工、 環(huán)保、 冶金、 醫(yī)藥、 造紙、 給排水等工業(yè)技術(shù)和管理部門(mén)。
污水流量計(jì)除可測(cè)量一般導(dǎo)電液體的流量外, 還可測(cè)量液固兩相流, 高粘度液流及鹽類(lèi)、 強(qiáng)酸、 強(qiáng)堿液體的體積流量。
相信通過(guò)以上“污水電磁流量計(jì)”的全部?jī)?nèi)容,能夠使大家對(duì)污水電磁流量計(jì)有一個(gè)較為全面的認(rèn)識(shí),對(duì)選擇合適的污水電磁流量計(jì)有所幫助。如有疑問(wèn),可以隨時(shí)聯(lián)系我們。




















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