流量計的選型設(shè)計 流量計如何操作

第第頁流量計的選型設(shè)計流量計如何操作流量計是少數(shù)幾種使用比制造困難的儀器儀表之一，緊要是由于流量計種類繁多，各有特點，加上被測對象又是污水，特別是未經(jīng)處理的污水，不但具有強腐蝕性，而且還含

流量計是少數(shù)幾種使用比制造困難的儀器儀表之一，緊要是由于流量計種類繁多，各有特點，加上被測對象又是污水，特別是未經(jīng)處理的污水，不但具有強腐蝕性，而且還含有大量的雜質(zhì)，具有確定的導(dǎo)電性，同時選型又涉及很多技術(shù)問題和經(jīng)濟因素。因此，要做到技術(shù)上可行，經(jīng)濟上合理，必需對各流量計的性能特點和工作原理有所了解，才能保證流量計的選型更加合理。本文通過幾種常用流量計的介紹，依據(jù)實際的應(yīng)用情況，說明污水流量監(jiān)測過程中如何合理選用不同的流量計。

1、流量監(jiān)測中幾種常用的流量計

1.1、電磁流量計

電磁流量計是依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制成的一種測量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。由于其獨特的優(yōu)點，目前被廣泛地應(yīng)用于酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì)，易燃易爆介質(zhì)，污水處理以及化工、醫(yī)藥、食品等工業(yè)中的漿液流量的測量，并形成了獨特的應(yīng)用領(lǐng)域。

1.2、超聲波流量計

超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束（或超聲脈沖）的作用以測量流量的儀表。超聲波流量計的測量方法很多，有時間差法、頻率差法、相位差法、多普勒法。時間差法、多普勒法是應(yīng)用較多的測量原理。

超聲波流量計和電磁流量計一樣，因儀表流通通道未設(shè)置任何阻攔件，均屬無阻攔流量計，適用于解決流量測量困難的問題，特別在大口徑流量測量方面有較突出的優(yōu)點，近年來它是進展快速的流量計類型之一、

超聲波流量計的特點是可做非接觸式測量，為無流動阻攔測量，無壓力損失，可測量非導(dǎo)電性液體，對無阻攔測量的電磁流量計是一種補充。時差法超聲波流量計是目前應(yīng)用廣泛的。隨著CPU、信號處理技術(shù)的進展，測量的精準度和牢靠性有了很大的提高。尤其是時間測量技術(shù)的進展，時差辨別力提高了，解決了小口徑、低流速測量難的問題。應(yīng)用領(lǐng)域也從凈水?dāng)U展到循環(huán)水、污水、重油、原油、成品油以及空氣、天然氣等多種介質(zhì)。但有較多氣泡或懸浮物的液體會阻攔聲脈沖的正常傳播，導(dǎo)致不能正常測量，所以超聲波流量計更適于測量純潔液體。

多普勒法超聲波流量計一般要求流體內(nèi)有充分大的散射體存在，而且還得是連續(xù)的。通常情況下，散射體的速度與流體的速度有明顯的滑差，要求流體流動的速度必需比粒子產(chǎn)生沉淀的臨界速度大很多，另外測得的速度只是散射體相遇點的速度值，因此，測量的速度值對流速分布和流態(tài)有很大的倚靠性，也就是說直管段的長度要求很長，需在20倍管徑以上。所以，多普勒法超聲波流量計的應(yīng)用有確定的局限性，較多應(yīng)用于生活污水、工業(yè)廢水、啤酒飲料等介質(zhì)的測量，通常不適用于特別清潔的流體測量。

1.3、V錐流量計

V錐流量計是一種新奇的差壓式流量計，利用一個V形錐體在流場中產(chǎn)生的節(jié)流效應(yīng)來測量流量，假如流體通過一個節(jié)流元件時，流速會加快，從而會使動能加添，而被加速處流體的靜壓力反而會被降低。壓降的大小與流體的流速具有確定的函數(shù)關(guān)系，在其它條件不變的情況下，壓降會隨流速的加添而加添，隨流速的減小而減小。

V錐體流量計和其它節(jié)流式流量計不同，它更改了節(jié)流的布局，使它從中心孔節(jié)流變成環(huán)狀節(jié)流，V錐流量計是集差壓式流量計之精華的結(jié)晶，它的節(jié)流緣是鈍角，流動時形成邊界層，使流體離開了節(jié)流緣。邊界層效應(yīng)使骯臟流體不能磨損節(jié)流緣，其β值（等效直徑比）長期不變，是一種接近理想狀態(tài)的節(jié)流裝置，具有長期的穩(wěn)定性。適用于各種氣體和液體、煤氣、各種臟污氣體介質(zhì)、直管段不足的場所和對精度要求高的地方。由于經(jīng)濟成本和該儀表還沒有國際標(biāo)準或國家標(biāo)準，因此，還沒有得到大力的推廣和應(yīng)用。

2、流量計的選型設(shè)計

在進行流量計的選型設(shè)計之前，我們應(yīng)當(dāng)首先明確被測對象，然后再綜合考慮儀表性能、安裝條件、環(huán)境條件和經(jīng)濟因素這幾方面因素。

2.1、明確被測對象

被測對象就是工業(yè)廢水，工業(yè)廢水含有大量的雜質(zhì)，有確定的導(dǎo)電性和腐蝕性。那么哪一種更適合這類水質(zhì)的測量呢？

電磁流量計適合測量導(dǎo)電液體（電導(dǎo)率≥5μS/cm）的流量，應(yīng)依據(jù)被測介質(zhì)物性、管道材質(zhì)，合理選擇電極形式、電極材質(zhì)、襯里材質(zhì)、接地方式、防護等級。

超聲波流量計對被測介質(zhì)要求特別苛刻，像多普勒法超聲波流量計只能正常測量雜質(zhì)含量相對穩(wěn)定的流體，而時間差法流量計緊要用來測量干凈的流體。

V錐流量計適用于臟污的流體測量，但前提條件是雷諾數(shù)應(yīng)充分要求。當(dāng)雷諾數(shù)無限制地下降時，V錐流量計的流出系數(shù)隨著雷諾數(shù)的減小而減小，其不確定度將加添。在高壓的場合，V錐流量計使用有局限性，由于錐體負壓管的結(jié)構(gòu)在承受高壓的情況下會發(fā)生脫落，導(dǎo)致事故的發(fā)生，選型應(yīng)注意。

2.2、流量計性能方面

在選用某種流量計時，首先應(yīng)綜合考慮該種流量計的精度、重復(fù)性、線性度、量程比、壓力損失、輸出信號特性、響應(yīng)時間、不可測性等因素。

電磁流量計的傳感器結(jié)構(gòu)簡單，測量管內(nèi)沒有任何阻攔介質(zhì)流動的節(jié)流部件，所以不會引起任何附加的壓力損失，是流量計中耗能最低的流量儀表之一、電磁流量計的量程范圍極寬，并且在測量過程中不受被測介質(zhì)的溫度、粘度、確定范圍內(nèi)電導(dǎo)率的影響，反應(yīng)靈敏，可供應(yīng)選擇的口徑范圍極寬，從幾mm到3m都可以充分，選擇電磁口徑時應(yīng)保證最小流量工況下被測介質(zhì)流速不小于0.5m/s。

超聲波流量計是一種非接觸式的測量儀表，沒有機械傳動部件，通道內(nèi)也沒有阻攔件，無壓力損失，能量損失小，測量精度不高。

V錐流量計是一種具有獨特性能的新型流量計，具有高精度、高穩(wěn)定性，量程比較寬，而且重復(fù)性好（≤0.1%），精準度高（≤0.5%）。由于它是靠節(jié)流效應(yīng)來測量壓差的，所以有確定壓損。

2.3、安裝條件方面

很多流量計在運行過程中存在問題，大部分是由于安裝顯現(xiàn)了問題。

電磁流量計水平、垂直（下進上出）、傾斜（底進頂出）安裝都可以，但要求前、后需有直管段，一般的要求是前直管段大于等于5D，后直管段大于等于3D。電磁流量計安裝時應(yīng)保證滿管流，不能安裝在管道最高點。儀表井內(nèi)安裝的電磁流量計傳感器防護等級應(yīng)為IP68、

超聲波流量計的安裝對前、后直管段的要求比較高，安裝位置至少要有15D的直管段長度，不能受振動的影響，否則測量不精準明確。

V錐流量計的安裝使用特別便利，安裝方式快捷，可選管道法蘭式、直接焊接式、方管式，所需的直管段很短，前直管段小于或等于3D，后直管段小于或等于1D就可以充分要求。當(dāng)測量臟污介質(zhì)時，應(yīng)合理選擇V錐流量計取壓方式，避開測量管線堵塞。

2.4、環(huán)境方面

環(huán)境方面緊要是考慮四周溫度、濕度、安全因素、信號調(diào)整及變送、壓力、大氣及電子干擾等對流量計性能穩(wěn)定方面的影響。安裝時都應(yīng)盡量避開大電機、大變壓器等，以防引入電磁干擾。

電磁流量計的環(huán)境溫度一般在－30～80℃，對相對濕度的要求在5%～95%之間，大氣壓力為86～106kPa；超聲波流量計對環(huán)境溫度的要求為：轉(zhuǎn)換器是－10～45℃、傳感器是－30～60℃（常溫型）和－30～160℃（高溫型）；而V錐流量計環(huán)境溫度在－25～60℃范圍內(nèi)，一體型結(jié)構(gòu)溫度還受制于電子元器件，范圍要窄些，環(huán)境相對濕度在10%～90%范圍內(nèi)。

2.5、經(jīng)濟成本方面

流量計的選擇要在初期投資和長期牢靠運行之間綜合考慮，例如購買費用、安裝費用、操作費用、維護費用、校驗費用、流量計壽命、備件及消費品、牢靠性方面等各種因素都要在有效充分工業(yè)生產(chǎn)牢靠運行的前提下，進行較優(yōu)的經(jīng)濟選型。

電磁流量計目前常用的德國E＋H、科隆、日本橫河等公司產(chǎn)品均價格不菲，以DN200mm管徑為例，價格一般在2萬元左右，但隨著被測管徑的增大和抗腐蝕性的要求，價格也會相應(yīng)加添。而像國內(nèi)比較知名的北京中瑞能、上海光華、四川川儀等生產(chǎn)的電磁流量計產(chǎn)品，精度上也有了很大的提高，并且價格方面也有很大的優(yōu)勢。

V錐流量計中的V錐由于用料多、加工工藝多而雜、標(biāo)定費用高、基本上倚靠國外技術(shù)，使得其售價較高，在國內(nèi)使用還不廣泛，因成本關(guān)系還不能取代其它流量計。

3、結(jié)論

由于污水具有流量變化大、含有雜質(zhì)、具有確定的導(dǎo)電本領(lǐng)和腐蝕性的特點，對牢靠、精準明確測量造成了很大的困難。通過對以上幾種流量計的分析、比較，在污水流量測量過程中，電磁流量計的綜合性能較好。要想使污水流量的測量和掌控達到精度和牢靠的要求，必需深入了解、分析各流量計的性能和特點以及被測污水水質(zhì)條件，才能選擇合適型號的流量計。

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電磁流量計的使用

電磁流量計是一種應(yīng)用特別廣泛的測量流量計因其結(jié)構(gòu)簡單內(nèi)部無阻攔部件無壓損介質(zhì)必需為導(dǎo)電液體，電磁流量計能夠耐腐蝕耐高壓等特點，所以特別合適化工廠、污水處理廠、漂染廠等使用。

電磁流量計的顯示方式分為兩種一種為一體化顯示電磁流量計、分體顯示電磁流量計，供電電源可分為220V、24電源，可輸出信號脈沖信號、4—20mA、485通訊等電磁流量計測量精度極高可達到0.5%誤差所以現(xiàn)場被測介質(zhì)是具有腐蝕性可以選用電磁流量計來進行測量。