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流量计是污水处理中常用的仪器之一。根据工作原理,流量计有很多种。选型时,需要根据实际工况选择合适的流量计。先说污水处理常用的六种流量计。
一、电磁流量计
电磁流量计是基于电磁感应原理的流量测量仪器。它由一个传感器和一个发射器组成。
工作原理
电磁流量计的基本原理是在一般非磁性材料制成的管道外安装一对磁极N和S,产生磁场。当导电液体流经管道时,由于流体对磁力线的切割而产生磁感应电动势。这个感应电势由垂直于磁极的两个电极引出。当磁场强度不变,管道直径不变时,这种感应电势的大小只与流量有关。通过将该感应电势传输到显示仪器,可以读取流速。
优点
1)测量导管内没有运动部件和流体阻力,所以压力损失很小,没有机械惯性,所以反应灵敏;
2)可测范围广:量程比一般为10: 1,***可达100:1,流量范围一般为1-6m/s,可扩展至0.5-10m/s;流量范围从90毫升/小时到几十万立方米/小时;管径可从2mm到2400mm或3000mm;
3)可测量具有一定电导率的液体的体积流量,如固体颗粒、悬浮固体或酸、碱、盐溶液等。它还可以测量脉动流,并且可以双向测量;
4)流量信号与流体体积流量成线性关系,因此仪表有统一的刻度;而且流体的体积流量与介质的物理性质和流动状态无关,所以电磁流量计只需用水标定,就可以用来测量其他导电液体的体积流量,无需校正。
5)与其他大多数流量计相比,对前置直管段的要求较低。
缺点
1)操作温度和压力不能太高;
2)应用范围有限,不能用于测量气体、蒸汽、石油产品等不导电流体的流量,以及气泡较大的流体;
3)当流量和速度分布不满足设定条件时,会产生较大的测量误差;
4)当流量过低时,难以放大和测量与干扰信号大小相反的感应电位,仪器容易产生零点漂移;
5)电磁流量计信号较弱,稍有外界干扰即可影响测量精度。
二。超声波流量计
超声波流量计是通过检测流体流动时对超声波束(或超声波脉冲)的作用来测量体积流量的仪器。
工作原理
声波在流体中传播时,声波的传播速度在下游方向会增大,在上游方向会减小,同样的传播距离会有不同的传播时间。传播时间法是利用传播速度差和测得的液体速度之间的关系来计算流量,结合管径得到流量。
优点
1)超声波流量计可用于非接触式测量,采用夹片式换能器的超声波流量计,只要将换能器安装在待测管道外部,就可以测量现有管道上无法切断或打孔的流量;
2)超声波流量计无流动阻力,无附加压力损失;
3)仪表的仪表系数可以由测量管和声道的实际几何尺寸计算出来,即可以用干法标定,除了带测量管的段式外,一般不需要查实际流量;
4)超声波流量计适用于大型圆形和矩形管道,原则上不受管径限制,成本基本与管径无关;
5)多普勒超声波流量计可以测量高固体含量或气泡的液体。
缺点
1)传播时间法中的超声波流量计只能用于清洁液体和气体,不能测量悬浮颗粒和气泡超过一定范围的液体;相反,多普勒LSF只能用于测量具有一定相位差的液体;
2)换能器外夹式超声波流量计不能用于内衬较厚或有水垢的管道,以及内衬(或锈层)从内管剥离的管道(如果夹层内夹有气体,超声波信号会严重衰减)或锈蚀严重的管道(改变超声波路径)。
插入式涡轮流量计
插入式涡流轮规主要由膨胀环、叶轮、后导向、涡轮头外壳、限位叶片柄、变送器安装螺栓插入杆、锁紧螺栓定位杆信号传输线组成。
工作原理:
在流体流动的管道中安装一个可以自由旋转的叶轮。当流体流经被测管道时,会带动涡轮头中的叶轮旋转。在很宽的测量范围内,叶轮的转速与被测管道中的流量成正比。叶轮的转速和转速的电脉冲信号由磁阻检测器检测,经前置放大器放大后传送给显示仪表,即可测出瞬时流量和总量。
优点
1)直接接触水的水轮机水头测量准确,信号经前置放大器放大后可传输到中央控制室;
2)流量计体积小,可以测量大流量,在测量流量的同时可以更精确的测量累计流量;
3)成本低,一套涡轮头只需要400元。
缺点
由于维护问题,计数无法连续。输出信号为0-10mA,无串行通讯接口。
四。转子流量计
转子流量计是通过改变流体的流通面积来保持转子上下的压差恒定,所以又叫变流通面积恒压差流量计,又称浮子流量计。
工作原理
转子流量计根据节流原理测量流体流量。在自下而上膨胀的垂直锥形管中,圆形截面浮子的重力由水动力承担,浮子可在锥形管中自由升降。在流速和浮力的作用下,上下运动,与浮子的重量平衡后,通过磁耦合传递给表盘指示流量。
优点
适用于小管径、低流量;工作可靠,维护量低,使用寿命长;对下游直管段要求不高;具有10∶1的宽流量范围;局部指针表示接近线性;智能指示器配有LCD液晶显示器,可显示瞬时和累计流量,还可输出脉冲和报警。带温度补偿。
缺点
1)存在玻璃管易碎的风险;
2)大多数结构浮体只能用于自下而上垂直流动的管道安装;
3)应用仅限于中小管径,普通全流量浮子流量计无法用于大管径;
4)如果使用的流体不同于工厂校准流体,则应校正流量指示值。如果实际使用的流体的密度和粘度不同,则流量应偏离原始指标值,并进行换算修正。
V .节流流量计
节流式流量计是一种典型的差压式流量计,是早期工业生产中常用的测量气体、液体和蒸汽流量的流量计。
工作原理
在流体管道中参加一个孔板省煤器,通过导压管引入一个差压变送器,测量省煤器上下游的压差。根据测得的压差,可以通过计算得到流量的瞬时值。
优点
1)节流件标准孔板结构易于仿制,简单牢固,性能稳定可靠,使用寿命长,价格低廉;
2)节流应用广泛。可以测量所有单相流体,包括液体、气体和蒸汽。也可以使用一些混合相流,例如气-固、气-液和液-固。一般生产工艺、管径、工作状态(压力、温度)都有产品。
3)配件所有厂家都可以用。如果是国际标准,就不需要校准。
4)安装维护方便,不像普通的差压流量计有很长的压力引线管路,容易泄漏、堵塞、冻结;
5)不存在零漂问题。
缺点
1)测量的重复性和程度属于中等水平;
2)量程窄,因为仪表信号与流量成平方,一般量程只能达到3:1 ~ 5:1;
3)现场安装条件高,如果需要长直管段,很难满足要求;
4)压铅管线是一个薄弱环节,容易发生泄漏、堵塞、冻结和信号失真。
5)压力损失大。
六。目标流量计
靶式流量计从20世纪60年代开始应用于工业流量测量,主要用于测量高粘度、低雷诺数流体的流量。
工作原理
当介质在测量管中流动时,其自身的动能与靶板产生压力差,产生一个力作用在靶板上,使靶板产生微小位移。作用力与介质流速的平方成正比,作用在靶板上的作用力通过靶杆传递,使传感器的弹性体发生微小变化,从而打破贴片电容组成的电桥平衡,产生与流体对靶板作用力相对应的电压信号。
优点
1)测量量程宽,流量低,特别适用于大直径、高低压气体或液体的测量;
2)集成了温度和压力补偿,可直接输出质量或标准流量;
3)具有可选的小信号切割、非线性校正和可选的滤波时间;
4)安装简便,重复性好,测量快捷,易于维护;
5)耐脏、耐高温、高灵敏度、防堵抗干扰和抗杂质能力极强;
6)压力损失小。
缺点
1)不适合流体切换非常频繁的工况,连续工作时应用更好;
2)准确率不是很高。一般作为过程控制测量仪器使用,贸易结算慎用;
3)测量范围窄,一般仪器量程为10:1;
4)由于靶流量计靶和靶杆的自重,安装后必须重新设定零点。