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流量計是污水處理中常用的儀器之一。根據工作原理,流量計有很多種。選型時,需要根據實際工況選擇合適的流量計。先說污水處理常用的六種流量計。
一、電磁流量計
電磁流量計是基于電磁感應原理的流量測量儀器。它由一個傳感器和一個發(fā)射器組成。
工作原理
電磁流量計的基本原理是在一般非磁性材料制成的管道外安裝一對磁極N和S,產生磁場。當導電液體流經管道時,由于流體對磁力線的切割而產生磁感應電動勢。這個感應電勢由垂直于磁極的兩個電極引出。當磁場強度不變,管道直徑不變時,這種感應電勢的大小只與流量有關。通過將該感應電勢傳輸到顯示儀器,可以讀取流速。
優(yōu)點
1)測量導管內沒有運動部件和流體阻力,所以壓力損失很小,沒有機械慣性,所以反應靈敏;
2)可測范圍廣:量程比一般為10: 1,***可達100:1,流量范圍一般為1-6m/s,可擴展至0.5-10m/s;流量范圍從90毫升/小時到幾十萬立方米/小時;管徑可從2mm到2400mm或3000mm;
3)可測量具有一定電導率的液體的體積流量,如固體顆粒、懸浮固體或酸、堿、鹽溶液等。它還可以測量脈動流,并且可以雙向測量;
4)流量信號與流體體積流量成線性關系,因此儀表有統(tǒng)一的刻度;而且流體的體積流量與介質的物理性質和流動狀態(tài)無關,所以電磁流量計只需用水標定,就可以用來測量其他導電液體的體積流量,無需校正。
5)與其他大多數流量計相比,對前置直管段的要求較低。
缺點
1)操作溫度和壓力不能太高;
2)應用范圍有限,不能用于測量氣體、蒸汽、石油產品等不導電流體的流量,以及氣泡較大的流體;
3)當流量和速度分布不滿足設定條件時,會產生較大的測量誤差;
4)當流量過低時,難以放大和測量與干擾信號大小相反的感應電位,儀器容易產生零點漂移;
5)電磁流量計信號較弱,稍有外界干擾即可影響測量精度。
二。超聲波流量計
超聲波流量計是通過檢測流體流動時對超聲波束(或超聲波脈沖)的作用來測量體積流量的儀器。
工作原理
聲波在流體中傳播時,聲波的傳播速度在下游方向會增大,在上游方向會減小,同樣的傳播距離會有不同的傳播時間。傳播時間法是利用傳播速度差和測得的液體速度之間的關系來計算流量,結合管徑得到流量。
優(yōu)點
1)超聲波流量計可用于非接觸式測量,采用夾片式換能器的超聲波流量計,只要將換能器安裝在待測管道外部,就可以測量現有管道上無法切斷或打孔的流量;
2)超聲波流量計無流動阻力,無附加壓力損失;
3)儀表的儀表系數可以由測量管和聲道的實際幾何尺寸計算出來,即可以用干法標定,除了帶測量管的段式外,一般不需要查實際流量;
4)超聲波流量計適用于大型圓形和矩形管道,原則上不受管徑限制,成本基本與管徑無關;
5)多普勒超聲波流量計可以測量高固體含量或氣泡的液體。
缺點
1)傳播時間法中的超聲波流量計只能用于清潔液體和氣體,不能測量懸浮顆粒和氣泡超過一定范圍的液體;相反,多普勒LSF只能用于測量具有一定相位差的液體;
2)換能器外夾式超聲波流量計不能用于內襯較厚或有水垢的管道,以及內襯(或銹層)從內管剝離的管道(如果夾層內夾有氣體,超聲波信號會嚴重衰減)或銹蝕嚴重的管道(改變超聲波路徑)。
插入式渦輪流量計
插入式渦流輪規(guī)主要由膨脹環(huán)、葉輪、后導向、渦輪頭外殼、限位葉片柄、變送器安裝螺栓插入桿、鎖緊螺栓定位桿信號傳輸線組成。
工作原理:
在流體流動的管道中安裝一個可以自由旋轉的葉輪。當流體流經被測管道時,會帶動渦輪頭中的葉輪旋轉。在很寬的測量范圍內,葉輪的轉速與被測管道中的流量成正比。葉輪的轉速和轉速的電脈沖信號由磁阻檢測器檢測,經前置放大器放大后傳送給顯示儀表,即可測出瞬時流量和總量。
優(yōu)點
1)直接接觸水的水輪機水頭測量準確,信號經前置放大器放大后可傳輸到中央控制室;
2)流量計體積小,可以測量大流量,在測量流量的同時可以更精確的測量累計流量;
3)成本低,一套渦輪頭只需要400元。
缺點
由于維護問題,計數無法連續(xù)。輸出信號為0-10mA,無串行通訊接口。
四。轉子流量計
轉子流量計是通過改變流體的流通面積來保持轉子上下的壓差恒定,所以又叫變流通面積恒壓差流量計,又稱浮子流量計。
工作原理
轉子流量計根據節(jié)流原理測量流體流量。在自下而上膨脹的垂直錐形管中,圓形截面浮子的重力由水動力承擔,浮子可在錐形管中自由升降。在流速和浮力的作用下,上下運動,與浮子的重量平衡后,通過磁耦合傳遞給表盤指示流量。
優(yōu)點
適用于小管徑、低流量;工作可靠,維護量低,使用壽命長;對下游直管段要求不高;具有10∶1的寬流量范圍;局部指針表示接近線性;智能指示器配有LCD液晶顯示器,可顯示瞬時和累計流量,還可輸出脈沖和報警。帶溫度補償。
缺點
1)存在玻璃管易碎的風險;
2)大多數結構浮體只能用于自下而上垂直流動的管道安裝;
3)應用僅限于中小管徑,普通全流量浮子流量計無法用于大管徑;
4)如果使用的流體不同于工廠校準流體,則應校正流量指示值。如果實際使用的流體的密度和粘度不同,則流量應偏離原始指標值,并進行換算修正。
V .節(jié)流流量計
節(jié)流式流量計是一種典型的差壓式流量計,是早期工業(yè)生產中常用的測量氣體、液體和蒸汽流量的流量計。
工作原理
在流體管道中參加一個孔板省煤器,通過導壓管引入一個差壓變送器,測量省煤器上下游的壓差。根據測得的壓差,可以通過計算得到流量的瞬時值。
優(yōu)點
1)節(jié)流件標準孔板結構易于仿制,簡單牢固,性能穩(wěn)定可靠,使用壽命長,價格低廉;
2)節(jié)流應用廣泛??梢詼y量所有單相流體,包括液體、氣體和蒸汽。也可以使用一些混合相流,例如氣-固、氣-液和液-固。一般生產工藝、管徑、工作狀態(tài)(壓力、溫度)都有產品。
3)配件所有廠家都可以用。如果是國際標準,就不需要校準。
4)安裝維護方便,不像普通的差壓流量計有很長的壓力引線管路,容易泄漏、堵塞、凍結;
5)不存在零漂問題。
缺點
1)測量的重復性和程度屬于中等水平;
2)量程窄,因為儀表信號與流量成平方,一般量程只能達到3:1 ~ 5:1;
3)現場安裝條件高,如果需要長直管段,很難滿足要求;
4)壓鉛管線是一個薄弱環(huán)節(jié),容易發(fā)生泄漏、堵塞、凍結和信號失真。
5)壓力損失大。
六。目標流量計
靶式流量計從20世紀60年代開始應用于工業(yè)流量測量,主要用于測量高粘度、低雷諾數流體的流量。
工作原理
當介質在測量管中流動時,其自身的動能與靶板產生壓力差,產生一個力作用在靶板上,使靶板產生微小位移。作用力與介質流速的平方成正比,作用在靶板上的作用力通過靶桿傳遞,使傳感器的彈性體發(fā)生微小變化,從而打破貼片電容組成的電橋平衡,產生與流體對靶板作用力相對應的電壓信號。
優(yōu)點
1)測量量程寬,流量低,特別適用于大直徑、高低壓氣體或液體的測量;
2)集成了溫度和壓力補償,可直接輸出質量或標準流量;
3)具有可選的小信號切割、非線性校正和可選的濾波時間;
4)安裝簡便,重復性好,測量快捷,易于維護;
5)耐臟、耐高溫、高靈敏度、防堵抗干擾和抗雜質能力極強;
6)壓力損失小。
缺點
1)不適合流體切換非常頻繁的工況,連續(xù)工作時應用更好;
2)準確率不是很高。一般作為過程控制測量儀器使用,貿易結算慎用;
3)測量范圍窄,一般儀器量程為10:1;
4)由于靶流量計靶和靶桿的自重,安裝后必須重新設定零點。